中國儲能網(wǎng)訊：5月24～26日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司與國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合240余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十三屆中國國際儲能大會(huì)在杭州召開。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的1011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)，5417位嘉賓參加了本屆大會(huì)，其中245家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
5月25日下午，上海華慧檢測技術(shù)有限公司新能源事業(yè)部總經(jīng)理王海洋受邀在儲能檢測、認(rèn)證與標(biāo)準(zhǔn)專場分享了主題報(bào)告，報(bào)告題目為《UL9540A測試結(jié)果分析及應(yīng)用》。以下是報(bào)告主要內(nèi)容：
王海洋：大家下午好，我今天其實(shí)想和大家分享的是什么呢，首先作為UL9540A，這個(gè)測試已經(jīng)在國內(nèi)有很多企業(yè)做過這個(gè)測試，因?yàn)檫@是一個(gè)到北美必須要執(zhí)行的測試標(biāo)準(zhǔn)。我們是一家民營的做UL9540A測試實(shí)驗(yàn)室，在測試過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)有很多企業(yè)不能夠一次性通過這個(gè)測試，相對而言這個(gè)實(shí)驗(yàn)還是比較難的。
這個(gè)難點(diǎn)會(huì)反映在什么地方呢，我們先講一下做UL9540A分為4個(gè)層級，2023年對于大家來說也不是特別陌生的，電芯、模組、電池簇，相對來說安裝層級做的企業(yè)非常少的。怎么樣通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，首先要做電芯測試的話，電芯測試講究的是要在4個(gè)電芯，它在做熱失控時(shí)首先一致性要完好。比如說都在280度的時(shí)候出現(xiàn)熱失控，當(dāng)然舉一個(gè)這樣的例子，我們認(rèn)為這是一致性很好。二是電芯在加熱熱失控過程中本身不能著火，其實(shí)你只要達(dá)到這兩點(diǎn)，UL9540A的電芯測試就結(jié)束了，接下來就是分析氣體成分。電芯測試沒有通過與不通過這個(gè)說法，而只是電芯測試給你帶來了大量數(shù)據(jù)上的東西。當(dāng)然我覺得進(jìn)一步去分析的話，首先可以看到這個(gè)氣體組分，接下來會(huì)做相關(guān)測試，比如爆炸極限、爆炸壓力、燃燒速率。得到這些參數(shù)，實(shí)際上可以判斷出來這個(gè)電芯是不是更安全一點(diǎn)，或者說其他的。
關(guān)于電芯發(fā)報(bào)告的機(jī)構(gòu)，目前來說市場上主要有5家，我們也會(huì)遇到一些客戶問我們哪一家好，我說機(jī)構(gòu)沒有好與壞，首先從影響力來說，總歸UL是最強(qiáng)的。其他幾家，當(dāng)然也有市場上一些客戶選擇做其他的測試，我覺得這個(gè)可能都是自身的選擇，可能在這個(gè)場合我們不去說。今天我主要講的是什么呢，是對于模組測試。模組測試其實(shí)是在UL9540A里，我們個(gè)人認(rèn)為它是起到了比較核心的關(guān)鍵作用，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的通過了UL9540A，或者沒有通過的UL9540A，它會(huì)反映在模組測試上。
模組測試，我們現(xiàn)在看到的三個(gè)紅線，我們選擇中間一個(gè)電芯作為觸發(fā)電芯的話，它是加了模組包裹，另外兩邊電芯不作為蔓延對象。它真正的意義是什么呢，先選擇一個(gè)觸發(fā)電芯；對觸發(fā)電芯進(jìn)行加熱，它必須要引起周邊單個(gè)或多個(gè)電芯的熱蔓延，我們也叫熱擴(kuò)散，這是它的前置條件。最終的現(xiàn)象是什么呢，它不能著火，也不能爆炸，這個(gè)實(shí)驗(yàn)就通過了。
（圖示）我們對中間這個(gè)電芯去加熱的話，旁邊兩個(gè)是不作為蔓延的，是在這三個(gè)電芯，兩側(cè)的電芯如果再熱失控，我們認(rèn)為它蔓延了，接下來是不能著火也不能爆炸。我們在測試過程當(dāng)中會(huì)發(fā)現(xiàn)什么呢，我在這里是想跟大家分享一些失敗的案例，這個(gè)測試為什么沒有通過，它會(huì)有哪些原因所導(dǎo)致的。最常見的一個(gè)現(xiàn)象是時(shí)間，這個(gè)實(shí)驗(yàn)必須要熱蔓延的，那么在模組內(nèi)部溫度會(huì)非常高，首先第一步電芯是要熱失控；在模組內(nèi)部電芯要熱蔓延的。隨著熱失控防爆閥要開啟，電解液要噴發(fā)的。這時(shí)候大多數(shù)企業(yè)，最初我們見到采樣線這個(gè)地方，采樣線在高溫下是非常容易，它保護(hù)的絕緣層很容易熔融的，這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)打火。一旦絕緣層脫落，里面同時(shí)打火的話，因?yàn)殡S著電解液的噴發(fā)，它都是可燃性氣體，這時(shí)候就會(huì)把模組引燃了。
UL9540A，我認(rèn)為考核的是什么呢，目前主流280的電芯，其實(shí)各個(gè)廠家電芯在熱失控過程中自身都不大會(huì)著火的。UL9540A更多是考核模組，或者電池簇的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否安全。在這里就會(huì)覺得采樣線，比如說我更換一個(gè)耐高溫的采樣線，或者還有一種做法，采樣線的布局進(jìn)行優(yōu)化，也是可以去解決出現(xiàn)采樣線短路而導(dǎo)致著火的問題。
有些模組并沒有使用采樣線，它使用的是PCB板，PCB板在測試過程當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)什么問題呢，因?yàn)镻CB板連接的距離比較短的，往往PCB板會(huì)放在電芯的防爆閥上面。當(dāng)防爆閥開啟，電解液噴發(fā)時(shí)，因?yàn)闇囟缺容^高，它會(huì)導(dǎo)致PCB板被沖擊而變形。因?yàn)镻CB板里也是有銅絲的，當(dāng)它出現(xiàn)斷裂的時(shí)候，它也是會(huì)引起短路，導(dǎo)致引燃電解液，使得模組著火。
在家儲上，當(dāng)然大型工商業(yè)說實(shí)話模組在用材、用料、結(jié)構(gòu)緊固上都做得比較好。但在家儲里會(huì)出現(xiàn)綁扎電芯時(shí)相對比較隨意，畢竟這是一個(gè)熱失控、熱蔓延的實(shí)驗(yàn)，每個(gè)電芯經(jīng)過綁扎之后它的受力是不均勻的。由于受力不均勻，這時(shí)候電芯就會(huì)出現(xiàn)一些膨脹鼓包，有可能導(dǎo)致爆炸，導(dǎo)致電芯著火，引發(fā)了模組的著火。還有一種綁扎不牢，它會(huì)拉斷采樣線，也會(huì)短路而使得模組著火。
還有一種，比如說當(dāng)電芯出現(xiàn)熱失控，內(nèi)部也熱蔓延了，BMS板過于靠近了電芯。因?yàn)锽MS板是一個(gè)塑料件，這個(gè)電芯的熱蔓延，看到很多的現(xiàn)象是在模組里，它的蔓延是不停止的。它靠近電芯的地方，當(dāng)我蔓延到最后一個(gè)的時(shí)候，BMS板的這個(gè)地方，它遇到了這種高溫會(huì)熔融，這時(shí)候它又會(huì)短路。
失敗的案例，這是一個(gè)液冷的模組，模組會(huì)有兩種：塑料、金屬。金屬的曾經(jīng)出現(xiàn)過一個(gè)案例，內(nèi)部的溫度過高，而模組的金屬蓋板里面的涂層脫落了，金屬暴露出來了，這時(shí)候它就和銅排發(fā)生短路，而導(dǎo)致模組著火。其實(shí)要解決這些現(xiàn)象，最后一個(gè)客戶解決方案就加了一塊耐高溫的防護(hù)，在測試過程當(dāng)中就不會(huì)再出現(xiàn)著火的現(xiàn)象。
這種導(dǎo)致的UL9540A測試沒有通過的是什么呢，小容量電芯相對280的電芯，質(zhì)量略微會(huì)差一些，比如它的焊接技術(shù)各方面導(dǎo)致的電芯自己著火了。
在液冷模組里，因?yàn)殡娦臼怯蟹辣y的，有些廠家液冷模組，模組上也有防爆閥。當(dāng)出現(xiàn)電芯熱失控，內(nèi)部也熱蔓延了，有電解液噴發(fā)了，實(shí)際上這個(gè)模組內(nèi)部已經(jīng)有壓力了。但它選擇的防爆閥，液冷模組的防爆閥在電芯防爆閥打開時(shí)，它自身沒有打開，這時(shí)候就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度非常高，出現(xiàn)這種短路現(xiàn)象。
還有一種，使用的是塑料蓋板，塑料蓋板會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢，金屬蓋板內(nèi)部的絕緣層脫落可能會(huì)導(dǎo)致短路。而這種塑料蓋板往往會(huì)出現(xiàn)熔融的，它可能會(huì)熔破一個(gè)洞，這時(shí)候也會(huì)導(dǎo)致采樣線熔融了，而短路了。也有一些液冷模組防爆閥開啟了，導(dǎo)致測試墻溫度升高了。還有一種現(xiàn)象是測試過程當(dāng)中沒有蔓延，在UL9540A也認(rèn)為沒有通過。
以上有些是屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的問題，如果說更多去了解UL9540A的測試，那么可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)避掉一些風(fēng)險(xiǎn)。其實(shí)UL9540A更多講究當(dāng)出現(xiàn)熱失控和熱蔓延，盡量要減少內(nèi)部的短路。而短路的解決方案是什么呢，你可以使用一些隔熱片，或者使用一些耐高溫的裝置，或者在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上去經(jīng)營優(yōu)化，可以大大減少模組著火的風(fēng)險(xiǎn)。
公司介紹，上海華慧目前是國內(nèi)比較齊全的UL9540A測試實(shí)驗(yàn)室，目前是加拿大CSA目擊實(shí)驗(yàn)室，天祥衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室以及TUV萊茵目擊實(shí)驗(yàn)室。我們已經(jīng)為50多家工商業(yè)儲能用戶或者戶儲，幫助他們完成了UL9540A的測試。
接下來，華慧檢測是提供了UL9540A的測試服務(wù)，在今年我們有去籌建一個(gè)儲威能檢測，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室目標(biāo)是提供全套歐美標(biāo)準(zhǔn)的儲能檢測，以及UN38.3的測試安全，以及國標(biāo)36276測試服務(wù)。莫帝斯是一個(gè)儀器公司，可以為一些第三方實(shí)驗(yàn)室或者企業(yè)去建設(shè)UL9540A的測試。
謝謝大家，我的報(bào)告就到這里！
