Ce certificate de siguranță necesită bateriile lithium de înaltă performanță destinate stocării energiei?

UL 1973: Certificarea de bază de siguranță pentru modulele și acumulatorii cu baterii cu litiu

Domeniu de aplicare, aplicabilitate și cerințe esențiale pentru sistemele staționare de stocare a energiei

UL 1973 reprezintă ghidul principal de siguranță din America de Nord pentru modulele și bateriile cu litiu destinate aplicațiilor staționare, cum ar fi sistemele de stocare a energiei (ESS) și sursele ininterruptibile de alimentare. În esență, acest standard verifică dacă proiectările pot rezista unor probleme frecvente, cum ar fi defectele electrice, situațiile de stres termic și potențialele incendii. Standardul include mai multe cerințe importante de menționat. În primul rând, trebuie să existe o izolare electrică robustă, astfel încât să nu apară arcuri electrice periculoase în cazul unor defecțiuni. Materialele trebuie să fie rezistente la aprindere și să dispună, de asemenea, de caracteristici adecvate de conținere. Componentele mecanice trebuie să reziste vibrațiilor și șocurilor zilnice obișnuite. De asemenea, gestionarea termică trebuie să funcționeze corect chiar și atunci când temperaturile variază brusc în afara domeniului normal. Obținerea certificării conform UL 1973 înseamnă că aceste baterii vor funcționa în siguranță în clădirile comerciale și în fabrici, oriunde în lume. În plus, trecerea acestui test devine obligatorie înainte ca producătorii să poată urmări obținerea unor certificări de nivel superior, cum ar fi UL 9540 pentru sisteme complete.

Teste critice de abuz: Supraîncărcare, scurtcircuit, ciclare termică și şoc mecanic

Pentru a obține certificarea UL 1973, sistemele de baterii cu litiu sunt supuse unor simulări riguroase de abuz, concepute pentru a reproduce condițiile extreme de defect. Acestea includ:

• Supraîncărcarea : Încărcare peste limitele sigure, pentru a verifica eficacitatea circuitului de protecție.
• Circuit scurt : Conectări directe la borne, pentru a evalua capacitatea de conținere a runaway-ului termic.
• Ciclare termică : Expunere repetată la temperaturi între –20 °C și +60 °C, pentru a evalua degradarea performanței.
• Șoc mecanic : Impacturi care simulează stresul din timpul transportului sau deteriorarea fizică.

Conform ediției din 2022 a standardului, promovarea presupune absența oricărui incendiu, explozie sau scurgere de electrolit — demonstrând astfel că sistemul poate rezista condițiilor extreme fără a suferi o defecțiune catastrofală.

UL 9540A: Validarea propagării runaway-ului termic în sistemele de baterii cu litiu

Protocolul de testare a propagării incendiilor de la celulă la sistem și interpretarea datelor

UL 9540A funcționează analizând modul în care căldura se răspândește în timpul defectelor, începând de la celule individuale de baterii până la sisteme complete compuse din mai multe module și unități. În esență, procesul de testare creează condiții de dezintegrare termică într-un mod controlat, prin metode precum supraîncărcarea bateriilor, provocarea unor scurtcircuituri sau aplicarea unor solicitări mecanice asupra acestora. La fiecare etapă a acestui proces, se verifică dacă sistemul poate conține problema înainte ca aceasta să se agraveze. Dacă orice element oprește răspândirea la un anumit nivel al ierarhiei, nu mai este necesară continuarea testărilor. Totuși, atunci când căldura se propagă, tehnicienii măsoară parametri precum creșterea temperaturii, tipul de gaze eliberate, particulele care pot fi emise și durata exactă necesară pentru ca defectul să se transmită între componente. Ultima versiune, lansată în 2024, a adus unele modificări importante, inclusiv standarde îmbunătățite pentru testarea diferitelor tipuri de baterii cu litiu la temperaturi ridicate, precum și reguli mai clare privind criteriile de acceptare versus respingere. De exemplu, una dintre cerințe este acum ca bateriile să poată conține defectele timp de cel puțin 60 de minute între celule, pentru a îndeplini standardele de siguranță. Toate aceste teste generează rapoarte detaliate care oferă date numerice privind viteza de răspândire a incendiilor, cantitatea de fum toxic care ar putea fi eliberată și posibilitatea producerii unor explozii. Aceste date devin esențiale atunci când autoritățile locale elaborează normele de prevenire și stingere a incendiilor sau când companiile încearcă să modeleze riscurile potențiale în instalațiile lor.

Cum UL 9540A informează proiectarea sigură împotriva incendiilor a sistemelor de stocare a energiei și strategiile de reducere a riscurilor

Datele obținute din testele UL 9540A joacă un rol important în modul în care inginerii iau decizii care reduc efectiv riscurile de incendiu în lumea reală. La proiectarea sistemelor, specialiștii analizează date privind transferul de căldură și viteza de propagare a focului pentru a determina modalități mai eficiente de construire a barierelor termice, de configurare a sistemelor de ventilare și de separare a diferitelor componente ale instalațiilor, astfel încât orice eveniment termic să rămână limitat la cel mult unul sau doi module. Detectoarele de gaze sunt setate să activeze sistemele de stingere cu mult timp înainte ca temperaturile să atingă niveluri periculoase, cum ar fi peste 150 de grade Celsius. Ultima actualizare din 2024 consolidează în mod semnificativ standardele de siguranță pentru echipamentele instalate pe acoperișuri și în garaje, unde spațiul este limitat și persoanele nu pot evacua ușor în cazul unui incident produs în apropierea clădirilor. Conform statisticilor industriale din anul trecut, locurile care respectă directivele UL 9540A înregistrează aproximativ cu 74% mai puține incendii decât cele care nu le respectă. Pompierii consultă, de asemenea, aceste rapoarte privind propagarea incendiilor atunci când își planifică intervențiile în situații specifice. În plus, inspectorii folosesc toate aceste informații pentru a verifica dacă instalațiile respectă cerințele NFPA 855 referitoare la distanțarea corectă și la circulația aerului, transformând astfel evaluările teoretice ale riscurilor în măsuri reale de siguranță aplicabile pe teren.

IEC 62619 și EN 62619: Standarde industriale globale pentru siguranța bateriilor cu litiu

Cerințe privind performanță, toleranță la uzură și conformitate pentru aplicații comerciale de sisteme de stocare a energiei (ESS)

Standardul IEC 62619, împreună cu omologul său european EN 62619, stabilește reguli esențiale de siguranță pentru bateriile industriale cu litiu utilizate în sistemele staționare de stocare a energiei (ESS). Aceste orientări internațional acceptate cer ca bateriile să funcționeze în mod fiabil chiar și atunci când sunt supuse stresului în timpul funcționării. Aceasta include menținerea capacității după mai multe cicluri de încărcare-descărcare și stabilitatea termică până la temperaturi de aproximativ 60 de grade Celsius. Standardele specifică, de asemenea, modul în care bateriile trebuie să reziste diferitelor forme de abuz, prin teste standardizate. De exemplu, acestea trebuie să suporte condiții de supratensiune la 1,5 ori nivelul maxim de încărcare, să reziste unor scurtcircuituri externe în care rezistența scade sub 100 miliohmi, să suporte forțe mecanice de strivire superioare celor de 100 kilonewtoni și să conțină eficient fenomenele de runaway termic. Pentru a îndeplini cerințele de conformitate, producătorii trebuie să integreze mai multe caracteristici integrate de siguranță, cum ar fi sisteme de monitorizare de rezervă a tensiunii, bariere pasive care opresc răspândirea focului și mecanisme rapide de oprire care se activează în milisecunde. Respectarea acestor cerințe este, de fapt, obligatorie pentru obținerea marcajului CE, conform Regulamentului UE privind bateriile, care solicită dovezi de conformitate pentru mai mult de 25 de aspecte diferite de siguranță. Conform unui Raport recent privind Stocarea Industrială a Energiei din 2023, companiile care respectă standardele IEC/EN 62619 raportează aproximativ cu 40 % mai puține defecțiuni în aplicații reale, ceea ce le face mult mai potrivite pentru implementări la scară largă în rețelele electrice.

UL 9540: Certificare la nivel de sistem care integrează siguranța bateriei de litiu și a sistemului de management al bateriei (BMS)

Cum validează UL 9540 siguranța întregului sistem de stocare a energiei — inclusiv bateria de litiu, gestionarea termică și sistemele de comandă

Standardul UL 9540 oferă verificări riguroase de siguranță la nivel de sistem pentru întregele configurații de stocare a energiei. Acesta depășește analiza exclusivă a modulelor de baterii, incluzând și sistemele de gestionare termică, sistemele de management al bateriilor (sau BMS, prescurtare în limba engleză), carcasele și modul în care toate aceste componente funcționează împreună prin logica de control. Testele standard se concentrează, în mod obișnuit, pe componente individuale, dar UL 9540 testează, de fapt, modul în care întregul sistem funcționează în fața problemelor reale care apar simultan. Gândiți-vă, de exemplu, la defecțiunile electrice care au loc în același timp cu condiții meteo extreme sau la acele reacții termice în lanț periculoase pe care le observăm uneori. Cel mai important este să se demonstreze că toate caracteristicile de siguranță funcționează corect ca o echipă. Acestea trebuie să mențină stabilitatea în timpul operațiunilor normale de încărcare și descărcare, să conțină eventualele probleme termice în interiorul carcaselor corespunzătoare, să se oprească automat atunci când apare o defecțiune gravă și să asigure o comunicare eficientă între sistemul de management al bateriilor și echipamentele de răcire. Această metodă de testare holistică ajută la identificarea punctelor slabe din zonele de interconectare dintre diferite componente. Sistemele care obțin această certificare au înregistrat, conform datelor raportului din 2023 privind siguranța împotriva incendiilor, aproximativ 47% mai puține incidente termice. Obținerea certificării accelerează, de asemenea, procesele de aprobare și creează straturi importante de protecție atât pentru instalațiile comerciale, cât și pentru cele mari de baterii cu litiu destinate rețelelor de utilități.

Întrebări frecvente

Ce este certificarea UL 1973?

Certificarea UL 1973 este un standard de siguranță pentru modulele și bateriile cu litiu utilizate în sistemele staționare de stocare a energiei și în sursele ininterruptibile de alimentare, asigurând faptul că acestea pot rezista defectelor electrice, stresului termic și posibilelor incendii.

De ce sunt importante testele critice de abuz pentru sistemele cu baterii cu litiu?

Testele critice de abuz, cum ar fi supraîncărcarea, scurtcircuitul, ciclarea termică și șocul mecanic, asigură faptul că sistemele cu baterii cu litiu pot rezista condițiilor extreme fără a suferi o defecțiune catastrofală, îndeplinind astfel cerințele de siguranță.

Cum influențează UL 9540A proiectarea sistemelor de stocare a energiei?

UL 9540A oferă date privind transferul de căldură și propagarea incendiilor, informații esențiale pentru proiectarea sistemelor care minimizează riscurile de incendiu, orientând amplasarea barierelor termice și conturând strategiile de reducere a riscurilor.

Care sunt standardele IEC 62619 și EN 62619?

IEC 62619 și EN 62619 sunt standarde internaționale care stabilesc cerințe esențiale de siguranță pentru bateriile industriale cu litiu utilizate în sistemele comerciale de stocare a energiei, inclusiv fiabilitatea performanței și toleranța la abuz.

Ce cuprinde certificarea UL 9540?

Certificarea UL 9540 acoperă siguranța întregului sistem de stocare a energiei, inclusiv bateriile cu litiu, gestionarea termică și sistemele de comandă, asigurând funcționarea eficientă împreună a tuturor componentelor pentru minimizarea riscurilor.