Am 12. März 2025 veröffentlichte UL offiziell ANSI/CAN/UL9540A-2025 "Test zur Ausbreitung des thermischen Durchgehens von Batteriespeichersystemen".

Als weltweit erste spezielle Sicherheitsbestimmung für die Ausbreitung des thermischen Durchgehens von Energiespeichersystemen dauerte diese Überarbeitung 16 Monate, 27 Runden technischer Konsultationen und kontinentübergreifende Abstimmungen, und die fünfte Ausgabe wurde schließlich offiziell veröffentlicht.

UL 9540A ist nicht nur ein nationaler Standard, der für die Vereinigten Staaten und Kanada obligatorisch ist, sondern wird auch international weitgehend übernommen und in den Installationsvorschriften für Energiespeichersysteme in Singapur, Malaysia und Victoria, Australien, zitiert, um spezifische Installationsszenarien zu bewältigen.

UL9540A-Stufen

Beim Testen von Energiespeichersystemen in UL 9540A können vier Teststufen durchgeführt werden: Zelle - Eine einzelne Batteriezelle erhitzt die Batteriezelle in einer Verbrennungsbombe mit konstantem Volumen und löst ein thermisches Durchgehen aus. Die Gaszusammensetzung des thermischen Durchgehens wird durch Gaschromatographie analysiert, und dann werden die Explosionsgrenze, der Explosionsdruck und die Brenngeschwindigkeit des Gases des thermischen Durchgehens getestet. Dieser Teil des Tests dient dazu, eine wiederholbare Methode zu etablieren, um die Batterie in einen Zustand des thermischen Durchgehens zu zwingen. Diese Methoden sollten für Tests auf Modul-, Einheiten- und Installationsebene verwendet werden.

Modul - Eine Ansammlung von verbundenen Batteriezellen. Der Test auf Modulebene löst das thermische Durchgehen einer oder mehrerer Batteriezellen im Modul aus und verwendet eine Vielzahl von Präzisionsgasanalysegeräten, um das vom Modul nach dem thermischen Durchgehen freigesetzte Gas umfassend zu analysieren und seine Ausbreitungseigenschaften und mögliche Brandrisiken innerhalb des Moduls zu bewerten.

Einheit - Eine Ansammlung von Batteriemodulen, die miteinander verbunden und in einem Rack und/oder Gehäuse installiert sind. Entsprechend den unterschiedlichen Installationsbedingungen von BESS-Einheiten wird die Testkonfiguration durchgeführt. Durch Auslösen des thermischen Durchgehens einer oder mehrerer Batteriezellen im Modul werden hauptsächlich die Wärmeabgaberate, die Gasentwicklung und -zusammensetzung, die Gefahren durch Deflagration und Spritzer, die Zieltemperatur des Energiespeichersystems und der Wandoberfläche, der Wärmefluss der Zielwand und des Energiespeichersystems sowie der Austrittsvorrichtung und die Wiederentzündung getestet.

Installation - Die gleiche Einstellung wie beim Einheitentest, unter Verwendung eines zusätzlichen Feuerlöschsystems. Testmethode 1 - "Wirksamkeit von Sprinklern" wird verwendet, um die Wirksamkeit von Sprinkler-Feuerlösch- und Explosionsschutzmethoden zu bewerten, die gemäß den behördlichen Anforderungen installiert wurden. Testmethode 2 - "Wirksamkeit des Brandschutzplans" wird verwendet, um die Wirksamkeit anderer Feuerlöschsysteme und Explosionsmethoden (wie Gaslöschmittel, Wassermist-Kombinationssysteme) zu bewerten. Tests auf Installationsebene sind entscheidend. Sie simulieren das Brandrisiko des Energiespeichersystems in der tatsächlichen Installations- und Betriebsumgebung und sind ein wichtiger Bestandteil des Designs, um zu überprüfen, ob die Schutzmaßnahmen ausreichend wirksam sind.

Hier ist ein kleiner Vorgeschmack auf die Zusammenfassung der wichtigsten Änderungen an der fünften Ausgabe von ANSI/CAN/UL 9450A (12. März 2025)

1. Testmethode und Messungsaktualisierungen

FTIR- und Wasserstoffmessung: Die FTIR-Messung (Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie) wird auf optional geändert, und Anforderungen an die Wasserstoffmessung in Tests auf Einheitenebene werden hinzugefügt (Klauseln 8.2.14–10.3.13).

Option für kontinuierliche thermische Rampe: Eine neue Testmethode zum Auslösen des thermischen Durchgehens durch kontinuierliche thermische Rampe wird hinzugefügt (7.3.1.5).

Wärmeflussmesser und Abtastrate: Die Verwendung eines Gardon-Wärmeflussmessers ist zulässig, und die Abtastraten für Wärmefluss und Wandtemperatur werden überarbeitet (6.3, 9.2.15–10.3.10).

Wärmeflussstandard für Fluchtwege: Aktualisierung der Wärmeflussmessanforderungen für nicht-wohnungsbauliche Außenwandmontagesysteme (9.5.1, 9.5.5).

2. Anpassung der Testkonfiguration und -ausrüstung

Tests für Wohneinheiten: Ersetzen des Testraums nach NFPA 286 durch eine "Testwand" (9.1.2, Abbildung 9.3).

Thermocouple-Position: Überarbeitung der Platzierung von Thermoelementen bei Batterietests (7.3.1.2, 7.3.1.7–10).

Ausnahme für bodenmontierte Systeme: Hinzufügen von Ausnahmen für Wohnsysteme (9.2.19–10.3.10).

3. Definition und Prozessklärung

Restzeit der Probe: Klärung der Restzeit der Proben nach Konditionierung und Aufladung (7.2.2, 8.1.2, 9.1.9).

Batterielademethode: Verfeinerung des Batterieladeprozesses (7.2.1, 7.2.4).

Anforderungen an den Testbericht: Klärung der Testberichtspezifikationen für die Verwendung von Batteriesystemen als BESS-Einheiten (7.7.1).

Ausfallkriterien: Überarbeitung der Terminologie für Batterie-, Modul- und Einheitsausfälle (7.3.1.2, 8.2.8–9.1.8).

Begriffsdefinitionen: Hinzufügen von "Ausbreitung des thermischen Durchgehens" und Überarbeitung der Definition von "Thermischem Durchgehen" (4.16, 4.19).

Definitionen für Wohn-/Nicht-Wohnzwecke: Klärung der Unterscheidung zwischen den beiden Nutzungsarten, die sich auf die Testkonfiguration und -berichterstattung auswirken (8.4.1, 10.7.1)

4. Neue Testmethoden

Batterietyp-Erweiterung: Hinzufügen von Testmethoden für Blei-Säure-Batterien und Nickel-Cadmium-Batterien (7.3.3.1–7.10.4) und Hochtemperatur-Batterietestverfahren (7.3.4.1–10.11.3).

Überarbeitungen für Redox-Flow-Batterien: Aktualisierung der Anforderungen für Redox-Flow-Batterien (5.4.3, 7.1.1–9.11.1).

5. Überarbeitungen der Leistungsstandards

Leistung auf Modulebene: Überarbeitung der Passkriterien für Modultests (8.5.1).

Oberflächentemperaturbereich des Moduls: Anpassung des Messbereichs (9.7.3, Tabelle 9.1, 10.5.2).

6. Aktualisierungen der Referenzstandards

Hinzufügen von NFPA 855 als anwendbarer Code (1.2, 3.2).

Ersetzen von UL 1685 durch UL 2556: Aktualisierung der Kabelstandardreferenzen (3.2, 10.2.2).

7. Sicherheits- und Strukturanforderungen

Entfernung der nicht brennbaren Strukturausnahme: Klärung der Regeln zur Ausbreitung von Flammen im Freien (4.16, 9.1.1–9.7.1).

Berücksichtigung des Deflagrationsrisikos: Hinzufügen von Anforderungen an die Deflagrationsanalyse in Anhang A (A3.3.1).

8. Sonstige wichtige Aktualisierungen

Ausrichtung auf Wohnzwecke: Überarbeitung der Code-Anforderungen in Bezug auf Wohnzwecke (1.2, 10.1.1–A2.3.2).

Löschen von Einschränkungen für die Installation in Wohngebäuden: Entfernung der Aussage, die die Installation in Wohneinheiten verbietet.

Erweiterungen des Testberichts: Erweiterung der Testberichte auf Modul-, Einheiten- und Installationsebene (8.4.1, 10.4.1).

Überblick über die Auswirkungen

Erhöhte Flexibilität: FTIR-Wählbarkeit und thermische Rampenmethoden bieten Testflexibilität.

Erweiterter Anwendungsbereich: Hinzufügen von Blei-Säure-, Nickel-Cadmium- und Hochtemperatur-Batterietests zur Abdeckung weiterer Technologiearten.

Erhöhte Sicherheit: Überarbeitung der Regeln zur Flammenausbreitung, Hinzufügen einer Deflagrationsanalyse zur Reduzierung des Risikos der Brandausbreitung.

Vereinfachte Tests: Für Wohntests werden stattdessen Testwände verwendet, was die Testkomplexität verringern kann.

Diese Version betont Klarheit, Sicherheit und technische Inklusivität und passt sich den Anforderungen der Entwicklung der Batterietechnologie und der regulatorischen Entwicklung an.

UL 9540A bewertet die Systemsicherheit von Energiespeichersystemen nach der Ausbreitung des thermischen Durchgehens der Batterie. Es ist der Referenzstandard für groß angelegte Brandtests, die in NFPA 855 erwähnt werden, und der einzige Konsensstandard, der in NFPA 855 anerkannt wird.

Die Veröffentlichung von UL9540A-2025 markiert die strategische Aufrüstung der Energiespeichersicherheit von "passivem Brandschutz" zu "aktiver Warnung". Wenn Sie UL9540A-Testmaschinen oder technischen Support benötigen, kontaktieren Sie uns bitte!