中國儲能網(wǎng)訊：9月7—9日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司、國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司、浙江省能源局聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合232余家機構(gòu)共同支持的第十二屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。本次大會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)組和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦。
大會以"共創(chuàng)儲能新價值，共建市場新格局"為主題，聚焦新型儲能安全持續(xù)發(fā)展，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)政策機制、資本市場、新型儲能系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、標(biāo)準(zhǔn)、示范項目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(yè)主管機構(gòu)、國內(nèi)外駐華機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領(lǐng)域的913家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，3317位嘉賓參加了本屆大會，其中154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。
大會組委會邀請UL Solutions 能源與工業(yè)自動化事業(yè)部首席工程師樂艷飛做《北美儲能電池和系統(tǒng)最新法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)更新介紹》主題報告。以下是發(fā)言主要內(nèi)容：
樂艷飛：大家下午好，今天我給大家?guī)淼念}目是北美的儲能系統(tǒng)和電池的最新法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的更新相關(guān)的介紹。
首先介紹一下UL enterprise成立于1894年，到現(xiàn)在已經(jīng)有128年的歷史。從成立之初我們一直有個使命，為更加安全的世界而工作。在今年6月，我們發(fā)布了三個新的品牌，包括UL Research Institutes，UL Standards & Engagement，以及UL Solutions。這三個機構(gòu)共享一個使命的，就是為了更加安全的世界而努力。
對于UL Solutions，我們提供檢測、檢驗，認(rèn)證（TIC），以及軟件產(chǎn)品和咨詢服務(wù)，如果你們有儲能系統(tǒng)、儲能電池產(chǎn)品的出口的需求，那么就可以聯(lián)系我們UL Solutions。
首先來看一下NFPA855，是2019年發(fā)布的2020年正式實施，發(fā)布以后被很多消防機構(gòu)建筑部門引用，它主要是針對儲能系統(tǒng)的安裝規(guī)范。大家知道，在近來幾年全世界已經(jīng)發(fā)生了幾十期的儲能系統(tǒng)和電站的起火事故，有些事故還涉及到人員的傷害，所以美國對儲能電池和系統(tǒng)的安全就會比較關(guān)注，他們制訂了這個標(biāo)準(zhǔn)來控制儲能系統(tǒng)可能帶來的起火和爆炸風(fēng)險。在標(biāo)準(zhǔn)里面就給出了很多安裝的限制條件。右邊的圖比如會要求儲能系統(tǒng)的單元，單個單元的容量不能超過50千瓦時，單元到單元以及單元到墻壁的距離要大于3FT以上，在安裝區(qū)域總能量對于鋰電池系統(tǒng)，要限制在600千瓦時以內(nèi)。當(dāng)然還有其他的一些限制條件。
目前NFPA855主要涵蓋的內(nèi)容，主要是涵蓋鋰離子的儲能系統(tǒng)，當(dāng)然還預(yù)留了一些飛輪儲能電池，還有燃料電池技術(shù)，以及其他的一個磁超導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的預(yù)留。
對于鋰電池系統(tǒng)，只要你是一千瓦時以上的加儲系統(tǒng)，或者說大于20千瓦時以上的非加儲系統(tǒng)都是落在法規(guī)里面的，所以你只要有出口，而且容量已經(jīng)達(dá)到這個范圍，就要按照這個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝。
NFPA855對于儲能系統(tǒng)的安裝要求，它是跟美國的一個消防法規(guī)，NFPA1和NFC國際消防法規(guī)和IFIC（音）都是協(xié)同的，所以這個標(biāo)準(zhǔn)就特別重要。你們出口的儲能系統(tǒng)如果符合這個標(biāo)準(zhǔn)，也能基本符合其他幾個標(biāo)準(zhǔn)的要求。
在2021年NFPA855對其中的一個試點12章節(jié)進(jìn)行了一定的修訂，關(guān)于爆炸控制的方面，一開始對于儲能系統(tǒng)的爆炸控制，它只是要求對于安裝在室內(nèi)或者建筑物的出內(nèi)系統(tǒng)要考慮防爆，比如你的防爆系統(tǒng)要滿足NFPA69?，F(xiàn)在新的要求是你的無論是安裝在建筑或者是房間里面的，對于步入式的儲能系統(tǒng)，以及有小型機柜的儲能系統(tǒng)都有防爆的要求，這樣相當(dāng)于防爆要求應(yīng)該是提高了，當(dāng)然它也給出了兩個例外的允許，比如說對于一個儲能系統(tǒng)，如果你做了一個UL 9540A的大規(guī)?；馃郎y試，另外你對它進(jìn)行一個爆燃的分析，如果低于25%的LFL的話，并且被直接認(rèn)可，那么它整個系統(tǒng)也是可以接受的，這樣就避了NFPA68和69的系統(tǒng)設(shè)計，因為68和69是比較復(fù)雜的。
對于小型的儲能系統(tǒng)是機柜式的小型儲能系統(tǒng)，只要經(jīng)過UL 9540A的大規(guī)模火燒測試，如果沒有相關(guān)的危險壓力、外殼的碎屑，以及彈出，沒有爆炸物這種，也是可以接受的。
NFPA基本每三年更新一次，所以2020版已經(jīng)發(fā)布了，明年會發(fā)布接下來的一個版本。在下一版有可能的更新日期會把臨時的修訂的技術(shù)規(guī)范會寫到里面去，把它的爆炸相關(guān)的控制條款增加進(jìn)去。另外增加對噴淋滅火的要求，比如儲能系統(tǒng)里面的安裝的噴淋系統(tǒng)的密度，它是需要有UL 9540A的測試驗證的，只有被驗證有效的消防噴淋才允許被安裝。
NFPA855是針對鋰電池存儲相關(guān)的要求，隨著目前這些儲能事故的發(fā)生，大家也看到有很多儲能事故可能是發(fā)生在非運營階段，或者說存儲階段、調(diào)試階段，存儲還是非常重要的，它的存儲章節(jié)主要解決了鋰離子電池和鋰金屬電池的問題。還對附錄進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定。
接下來看一下UL 9540，現(xiàn)在是2020版，是第二版本。UL 9540是美國和加拿大的雙國家標(biāo)準(zhǔn)，它是可以評估離網(wǎng)、并網(wǎng)的儲能系統(tǒng)，也包含了家儲系統(tǒng)以及工業(yè)級的大型的儲能機柜，對于里面的化學(xué)或者是電池的技術(shù)，可以涵蓋電化學(xué)的電池，還有飛輪電池、機械電池、燃料電池，還有一些熱能相關(guān)的儲能系統(tǒng)，都是涵蓋在里面的，那我們的標(biāo)準(zhǔn)是跟相關(guān)的國際規(guī)范是協(xié)調(diào)的，比如說我們跟NFPA855、NFPA70這些規(guī)范都是協(xié)同的。對于儲能系統(tǒng)在法規(guī)里面要求，你的儲能系統(tǒng)出口的時候，必須滿足進(jìn)行UL 9540的認(rèn)證，所以這個就是為什么要去做UL 9540認(rèn)證呢？它是被法規(guī)要求的。
我們標(biāo)準(zhǔn)里面對于儲能系統(tǒng)的一個尺寸的限制，也是跟法規(guī)要求是一樣的，我們也會要求你的單元要求是50千瓦時以內(nèi)，安裝的距離也是三英尺以上，但是還有一個就是例外的允許，如果你的測試儲能系統(tǒng)滿足了UL 9540A的大規(guī)?；馃郎y試評估之后，你的相關(guān)的超過NFPA855限制的安裝條件也是可以被允許的，所以你在進(jìn)行系統(tǒng)認(rèn)證的時候，有可能還是會用到UL 9540A的測試標(biāo)準(zhǔn)。
中國的客戶其實這兩年對儲能系統(tǒng)認(rèn)證的話，需求量也越來越多了，我們可以看到在這個展柜里面也有很多人過來詢問我們，很多客戶說要有這個標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，那個標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，可能國內(nèi)的客戶在認(rèn)證的時候，忽略了國際同步性。舉個例子，我們國內(nèi)的很多標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)都是有一些相關(guān)的測試，你只要有產(chǎn)品符合相關(guān)的測試就可以出口了，就可以在市場上賣了，這樣的話很多客戶先設(shè)計好產(chǎn)品再送去認(rèn)證，但是像UL標(biāo)準(zhǔn)和IECE標(biāo)準(zhǔn)，都會設(shè)計一些零部件和結(jié)構(gòu)的要求，所以你在產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)出來、制作出來之后再認(rèn)證的時候，就會發(fā)現(xiàn)里面的一些零部件或者結(jié)構(gòu)不滿足要求，這時候你再修改可能要花費的時間，成本就非常大，所以我們是非常建議客戶在產(chǎn)品的設(shè)計之初，盡早介入認(rèn)證機構(gòu)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)條款，避免后續(xù)的整改而造成的成本增加。
UL 9540這個標(biāo)準(zhǔn)是評估儲能系統(tǒng)的全范圍的安全評估標(biāo)準(zhǔn)首先我們看到儲能系統(tǒng)有一個安全分析。剛才TLV的魏總都介紹了，IEC里面也有安全分析的，那我們這個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中也有，就是你的儲能系統(tǒng)在零部件失效的時候，系統(tǒng)要有安全的。對于這些控制系統(tǒng)，如何去保證控制系統(tǒng)本身的安全性呢？是要去評估對應(yīng)的功能安全。當(dāng)然儲能系統(tǒng)里面有電池、電池芯、消防的控制零部件，煙感系統(tǒng)等等，這些零部件本身是不是安全可靠？有相關(guān)零部件的要求，當(dāng)然還有一些在儲能系統(tǒng)基本上都是1000V以上，這些有電機風(fēng)險和電弧風(fēng)險，我們也有一個電器絕緣的要求。如果你是熱的流體的儲能系統(tǒng)，就要考慮危險流體的管控，還有消防，加了消防系統(tǒng)之后，不是說加上去是更安全了，消防本身系統(tǒng)的安全性，因為消防系統(tǒng)里面，比如說有些管道里面會承受比較高的壓力，那你這個管道本身的安全性我們也要評估的。還有其他的標(biāo)簽、產(chǎn)線測試的要求。
關(guān)于UL 9540，參與我們標(biāo)準(zhǔn)比較多的朋友可能已經(jīng)知道，在我們的標(biāo)準(zhǔn)的更新的網(wǎng)站，CSDS網(wǎng)站上，其實已經(jīng)有20條的更新的（英文）已經(jīng)投票表決了，這些表決都已經(jīng)同意這些修訂，但是有一些是有一定的（英文），所以有幾條會重新再投票，但基本上這些修訂會加在今年的第三版里面，所以大家可以去看我們CSDS網(wǎng)站上的相關(guān)的修訂要求。
具體設(shè)計的更新，我列舉了幾個關(guān)鍵的。比如我們對儲能系統(tǒng)進(jìn)行說明，是AC的儲能系統(tǒng)或者是DC儲能系統(tǒng)，如果是AC儲能系統(tǒng)要在儲能系統(tǒng)的類目上標(biāo)AC儲能系統(tǒng)。同樣我們會在標(biāo)準(zhǔn)中，因為NFPA855有更新，所以我們標(biāo)準(zhǔn)中也有增加防爆控制，跟NFPA855去協(xié)同。
然后外部警告是這個概念，我們知道2019年美國的亞利桑那州發(fā)生了起火事故，造成了一定消防人員的受傷，主要是因為電池失效之后造成BMS通訊終端了，外部的人無法知道內(nèi)部的情況，那時候內(nèi)部已經(jīng)集聚了一定的可燃?xì)怏w溶度，消防人員就把門打開了，然后就造成了爆燃。事后來我們也對事故進(jìn)行了分析，我們也對標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)現(xiàn)有一定相關(guān)的欠缺，我們就增加了外部的警告的通訊系統(tǒng)，相當(dāng)于你在異常情況下要有獨立的通訊系統(tǒng)，持續(xù)一定的時間，來告訴外面的應(yīng)急救援人員，比如我現(xiàn)在儲能系統(tǒng)的狀態(tài)，內(nèi)部的可燃?xì)怏w的溶度，這也是非常重要的。
對于現(xiàn)在的熱能的儲能系統(tǒng)，以及機械的儲能系統(tǒng)，我們都有相關(guān)的條款進(jìn)行了更新，比如熱能我們會考慮里面危險的流體或者固體的管道、壓力的控制，溫度的控制，還有相關(guān)的測試，對于機械能的話有一個運動部件，那運動部件相關(guān)的測試我們進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男抻啞?
這幾天的展覽也可以看到有很多儲能消防相關(guān)的廠家，有很多廠家是在推全負(fù)極銅（音）的滅火，我們也收到客戶的需求，關(guān)于潔凈氣體滅火的系統(tǒng)。如果在整個系統(tǒng)中加入氣體滅火器，滅火系統(tǒng)里面會有一些管道、煙感和觸發(fā)控制的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)要滿足哪些標(biāo)準(zhǔn)？在我們這版修訂里面也加進(jìn)去了，還有一個就是以后的儲能系統(tǒng)可能會應(yīng)用很多年，有些廠家可能會給客戶開放一定的權(quán)限，讓他們遠(yuǎn)程更新，這樣遠(yuǎn)程更新也是要有一定的條件的，因為有些客戶在更新的時候，隨便操作造成了儲能系統(tǒng)有些通訊故障，那危險性就不可控了。
下面介紹一下UL 9540A，是大規(guī)模的火燒測試，評估電池?zé)崧拥臏y試評估方法。目前是2019版，我們目前因為在測試過程中也發(fā)現(xiàn)了很多可以值得改進(jìn)的地方，所以我們也有一些相關(guān)的修訂。這個標(biāo)準(zhǔn)是確定電池是否會熱失控，然后評估具有熱時空能力的電池儲能系統(tǒng)起火蔓延和爆炸特性的。在NFPA855里面我們提到有很多的限制條件，但是現(xiàn)在很多的儲能系統(tǒng)基本上都會超過這個限制條件，那怎么辦呢？他們還是要去安裝，這時候就有UL 9540A去評估，我一旦有電池發(fā)生熱失控蔓延的時候，是不是會在整個系統(tǒng)之間蔓延，比如我在單個模塊里面有幾個電芯蔓延了，但是沒有進(jìn)行大規(guī)模的蔓延，我所有的風(fēng)險是可控的，當(dāng)然是可以被接受的，但是如果你大規(guī)模蔓延了，還起火了，造成爆炸了，對于周圍的人或者環(huán)境都有損傷，那是不可以接受的。所以UL 9540A我們通過一個詳盡的測試報告，讓消防部門和監(jiān)管部門去評估相關(guān)的，根據(jù)這個測試數(shù)據(jù)評估它可能的風(fēng)險，然后允許你去滿足一定限制條件的儲能系統(tǒng)，允許在當(dāng)?shù)氐陌惭b。只要是大于一千千瓦時的加儲，只要超過NFPA855的安裝限制，就需要做這個測試的。我們這個標(biāo)準(zhǔn)也是被多個規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)引用。
UL 9540A也有提到，就是涵蓋四個層級的測試，包括電芯、模塊、單元和安裝層級。在電芯我們主要看這個電芯會不會熱失控？熱失控之后我們會收集氣體，分析這個氣體的成分，通常情況下我們分析出來在電芯在防爆罐里面基本會有氫氣、一氧化碳、二氧化碳以及碳?xì)浠衔锏漠a(chǎn)生，氫氣所含的比例還是比較大的。獲取了氣體的成分和體積之后，我們會按它的成分和體積進(jìn)行配比，然后研究這個混合氣體燃燒的特征，包括它的LFL、燃燒速度和最大的燃燒壓力。
作完電芯測試之后我們會做模塊測試，除非電芯測試層級不會熱失控，也不會有可燃?xì)怏w產(chǎn)生就不用做模塊測試了，否則就會做到模塊測試。模塊測試?yán)锩嫖覀儠寧讉€電芯熱失控造成一定程度的蔓延，然后看看熱失控蔓延是會不會在整個模塊里面進(jìn)行傳播？我們也會檢測熱釋放率還有可燃?xì)怏w的成分和體積。
接下來是單元層級，同樣是在模塊里面的幾個電芯熱失控造成一定程度的蔓延，看看這個蔓延會不會在整個單元層級進(jìn)行蔓延，其實模塊的測試結(jié)果和單元的測試結(jié)果，很多人覺得可能是一樣的，但實際情況我們測下來，它因為你的安裝的條件不一樣，周圍環(huán)境的不一樣，它的測試結(jié)果差異性有可能是非常大的。我們是會在單元層級看，這個火會不會傳播到單元之外，我們會在單元層級架設(shè)墻面和臨近的目標(biāo)單元去監(jiān)測墻面和目標(biāo)單元的溫度，當(dāng)然也會監(jiān)測熱量的釋放以及氣體的成分。
如果你的單元層級有火產(chǎn)生或者它的目標(biāo)單元墻壁的溫度比較高，就會做到安裝層級，安裝層級就會安裝它的消防的措施，把消防措施加上去之后，看看消防措施是否可以盡早滅火，是否我們標(biāo)準(zhǔn)的條款。
UL 9540A我們剛才提到，在測試時候我們發(fā)現(xiàn)有一些測試是可以優(yōu)化的，所以我們已經(jīng)有一定的內(nèi)部的一些（英文）已經(jīng)提出來了，我相信在今年應(yīng)該會在CSDS上提交。首先我們會在單元層級中添加氫氣的測量要求，因為模塊中有要求，單元中也有要求，另外我們允許連續(xù)加熱指導(dǎo)電芯的熱失控，我們會在模塊測試中一定要有電芯的熱蔓延，有些廠家測試的時候，只讓其中一個電芯熱失控，他們覺得這個電芯熱失控了邊上沒有蔓延就非常安全了，這個跟測試的標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點是違背的，必須要造成電芯之間的蔓延后進(jìn)行測試，看它是不是在整個系統(tǒng)之間有沒有更大規(guī)模的蔓延。
另外的話模塊極的性能符合判據(jù)，又增加了一條，我們會在測試中監(jiān)控模塊表面的溫度，這個溫度不能超過電芯表面的限期溫度。同時修訂了鉛酸電池和鎳鎘電池的熱失控測試方法，我們會對鉛酸電池和鎳鎘電池進(jìn)行長時間的充電，看看它的一個危險性，會去收集測試過程中的它釋放的氣體，對這個氣體進(jìn)行分析。另外增加了集裝箱的系統(tǒng)的測試方法，比如現(xiàn)在有很多客戶的儲能系統(tǒng)都是集裝箱式的，集裝箱式的儲能系統(tǒng)，我們會把它認(rèn)為是一個大的安裝層級的測試，里面的處我們認(rèn)為一個單元，所以我們會相對應(yīng)的設(shè)置相關(guān)的單元的測試。同時我們會增加一個高溫的電池的規(guī)范，我們開發(fā)了一個熱失控的測試方法。
最后介紹一下UL 1973的最新修訂。在今年2月份發(fā)布了它的第三版，所以這個大家去查已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)里面了。這個大家可以看一下，其實第三版有一個點，就是它的標(biāo)準(zhǔn)的題目變更了，目前第三版的題目是固定和車輛輔助電源應(yīng)用的電池，之前可能是輕軌用，把輕軌用改了一下，固定和車輛輔助用電池的應(yīng)用的電池。UL 1973涵蓋固定式的儲能，車輛輔助電源和輕軌應(yīng)用的電池，這里注意車輛輔助用不是動力用，是輔助用。比如輔助的照明，比如說給房車?yán)锩娴碾娖鞴╇?，不是?qū)動用的。涵蓋了電芯、模塊、電池包和電池系統(tǒng)?？梢院w不同的電池類型，比如鋰電池、納電池、鉛酸電池、液流電池以及金屬空氣電池都可以涵蓋在里面。
UL 1973第三版主要更新一個是增加了車輛輔助的電池要求，包括一些振動沖擊級，對額安全要求明確了保護范圍，充放電溫度范圍、電壓范圍、電流范圍，同時增加了安全評估等級要求，比如你用60730的標(biāo)準(zhǔn)，要滿足ClassB，修訂了電器間距要求，參考62368或者IEC60664-1，固定儲能默認(rèn)是OVC3，同時因為現(xiàn)在的電池技術(shù)發(fā)展越來越多了，所以我們也增加了納例子電池的要求，以及金屬空氣電堆的要求。
UL 1973新增的測試有四個，一個是大倍率的充電測試，然后一個是放電時候的過窄，第三個其實強調(diào)了一下，如果你的電池的控制系統(tǒng)，在做功能安全的時候，沒有評估EMC方面的測試，你需要額外補充測試的。還有一些對于低壓變壓器有一個測試要求。修訂測試有一個短路測試，是增加了模塊的短路測試，就是有些系統(tǒng)你是模塊是單獨運輸?shù)暮鸵恍┰诂F(xiàn)場中要進(jìn)行維修、安裝的，你有可能這個模塊的兩個極有可能被短路到，模塊的短路測試是有可能考慮的。耐壓測試要引入到UL 368。
最后是修訂測試，是對于機柜式的儲能系統(tǒng)里面有很多電池處，這個電池處里面有個機架，這個機架的承重性是需要評估的。
我今天的內(nèi)容就介紹到這里，謝謝大家！
