UL9540A熱蔓延測試裝置的核心在于模擬儲能電池在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的各種極端情況，特別是熱失控場景。熱失控是指電池內(nèi)部因短路、過充、過放、外部高溫等因素導(dǎo)致溫度急劇升高，進(jìn)而引發(fā)電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)失控的現(xiàn)象。UL9540A測試系統(tǒng)基于純?nèi)紵防锱c燃燒的氧氣量成正比的理論，每燃燒1KG氧氣將會產(chǎn)生13.1 MJ/kg的燃?xì)?。測試過程中，系統(tǒng)會測量氣體的熱排放、點(diǎn)火時間、氧氣消耗率、CO和CO2生成率以及燃?xì)獾臍饬鞯汝P(guān)鍵指標(biāo)。

系統(tǒng)構(gòu)成

UL9540A熱蔓延測試裝置由多個關(guān)鍵部分組成，包括試驗(yàn)裝置、排煙管道、風(fēng)速控制系統(tǒng)、煙氣采樣及預(yù)處理系統(tǒng)、氣體分析系統(tǒng)、煙密度采集系統(tǒng)、燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)和數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)等。每個部分都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

試驗(yàn)裝置：用于放置待測試的儲能電池樣品，能夠模擬電池在實(shí)際應(yīng)用中的工作條件。

排煙管道：負(fù)責(zé)將燃燒產(chǎn)生的煙氣排出測試區(qū)域，避免對測試環(huán)境和人員造成危害。

風(fēng)速控制系統(tǒng)：用于調(diào)節(jié)測試區(qū)域內(nèi)的風(fēng)速，確保測試條件的一致性。

煙氣采樣及預(yù)處理系統(tǒng)：從排煙管道中采集煙氣樣本，并進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的雜質(zhì)和水分，以便后續(xù)的氣體分析。

氣體分析系統(tǒng)：利用先進(jìn)的氣體分析儀，測量煙氣中的氧氣、CO、CO2等氣體的濃度和含量。

煙密度采集系統(tǒng)：用于測量煙氣的密度，評估燃燒過程的激烈程度。

燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)：負(fù)責(zé)控制燃燒過程中的燃?xì)夤?yīng)，確保測試的準(zhǔn)確性和安全性。

數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)：通過專業(yè)的軟件，實(shí)時采集和分析測試過程中的數(shù)據(jù)，生成詳細(xì)的測試報(bào)告。

測試流程

UL9540A測試系統(tǒng)的測試流程嚴(yán)謹(jǐn)而復(fù)雜，主要包括以下幾個步驟：

1. 樣品準(zhǔn)備：選擇具有代表性的儲能電池樣品，確保其狀態(tài)符合測試要求。樣品需要符合電池儲能系統(tǒng)的實(shí)際使用條件，并按照一定的規(guī)范進(jìn)行裝配和連接。

2. 預(yù)處理：根據(jù)測試標(biāo)準(zhǔn)對樣品進(jìn)行預(yù)處理，如充電、放電等，以確保其在測試前處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3. 熱失控觸發(fā)：通過外部熱源或內(nèi)部短路等方式觸發(fā)電池?zé)崾Э?。這一步是測試的關(guān)鍵，需要精確控制觸發(fā)條件，以確保測試的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

4. 燃燒熱釋放測量：利用專業(yè)的燃燒熱釋放測量設(shè)備，實(shí)時監(jiān)測并記錄電池燃燒過程中的熱釋放速率、火焰蔓延速度等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是評估電池安全性能的重要指標(biāo)。

5. 有毒氣體分析：收集并分析燃燒過程中產(chǎn)生的有毒氣體種類和濃度，評估其對環(huán)境和人體的潛在危害。

6. 結(jié)果評估：根據(jù)測試數(shù)據(jù)，評估儲能電池在熱失控情況下的安全性能，判斷其是否符合UL9540A標(biāo)準(zhǔn)的要求。評估結(jié)果將用于指導(dǎo)電池儲能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。

UL9540A測試不僅關(guān)注電芯層級的安全性能，還涵蓋了模組層級、機(jī)柜層級以及安裝層級的測試。電芯層級測試通過在定容燃燒彈中將電芯進(jìn)行加熱并觸發(fā)熱失控，采用氣相色譜對熱失控的氣體成分進(jìn)行分析，進(jìn)而開展熱失控氣體的爆炸極限、爆炸壓力以及燃燒速率測試。模組層級測試則在模組內(nèi)對電芯進(jìn)行加熱并觸發(fā)熱失控，導(dǎo)致對其他電芯的熱蔓延，通過多種精密的氣體分析儀器對熱失控后的模組所釋放出的氣體進(jìn)行全面分析。機(jī)柜層級測試則關(guān)注安裝在電池簇中的模組內(nèi)部的電芯在熱失控情況下的行為特性。安裝層級測試則用于評估根據(jù)規(guī)范要求安裝的噴淋防火和消防系統(tǒng)的有效性。