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文檔簡介

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團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CNESAXXXX—XXXX

鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)當(dāng)量

分級試驗(yàn)方法

TestMethodforGradingThermalRunawayFireequivalentofLithiumIonBattery

EnergyStorageSystem

(征求意見稿)

在提交反饋意見時(shí),請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布

本標(biāo)準(zhǔn)由中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟自主編寫、制定,因其產(chǎn)生的著作權(quán)等所有權(quán)利均歸中

關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟所有。除事先得到中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟的許可或國家現(xiàn)行法律法規(guī)

允許使用本標(biāo)準(zhǔn)外,任何機(jī)構(gòu)或個(gè)人均不得以任何形式對本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行部分或全部地復(fù)制、使用。

如對本標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)利或使用有疑問的,請聯(lián)系中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟!

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中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟是中國社會(huì)組織5A級社團(tuán),是中國首個(gè)專注在儲(chǔ)能領(lǐng)域的非營利性國際

行業(yè)組織。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟致力于通過影響政府政策的制定和儲(chǔ)能應(yīng)用的推廣促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)

的健康有序發(fā)展。

中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟聚集了優(yōu)秀的儲(chǔ)能技術(shù)廠商、新能源產(chǎn)業(yè)公司、電力系統(tǒng)以及相關(guān)領(lǐng)域的

科研院所和高校,覆蓋儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈各參與方。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟在協(xié)同政府主管部門研究制定

中國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、倡導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式、確定中遠(yuǎn)期產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)方向、整合產(chǎn)業(yè)力量推動(dòng)建立產(chǎn)

業(yè)機(jī)制等工作中,發(fā)揮著舉足輕重的先鋒作用。

TheChinaEnergyStorageAlliance(CNESA)isagrade5AChinaSocialOrganizationandChina’sfirst

non-profitorganizationdedicatedtotheinternationalenergystorageindustry.CNESAiscommittedtothe

healthydevelopmentoftheenergystorageindustrythroughpositiveinfluenceofgovernmentpolicyand

promotionofenergystorageapplications.

CNESA’smembershipbodyincludesdomesticandinternationalorganizationsinvolvedinallaspectsof

theenergystorageindustry,fromtechnologymanufacturers,renewableenergycorporations,researchbodies,

institutesofhigherlearning,andmore.CNESApartnerswithgovernmentbodiestodevelopstrategiesfor

industrydevelopment,determinedirectionsformedium-andlong-termindustrygrowth,consolidateeffortsto

establishamarketmechanism,andmanyotherprojectsthatplayacrucialroleinadvancingtheenergystorage

industryinChinaandabroad.

地址:北京市海淀區(qū)北四環(huán)西路11號B座310室郵編:100190

電話:86-10-65667066傳真:86-10-65666983

網(wǎng)址:郵箱:standard@

T/CNESAXXXX—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起

草。

本文件由中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟提出。

本文件由中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟歸口。

本文件起草單位:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

本文件主要起草人:

III

T/CNESAXXXX—XXXX

引言

電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展迅猛,已成為支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。其中,鋰離子電池憑借其能

量密度高和循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)能系統(tǒng)中。然而,近年來由鋰離子電池?zé)崾Э匾l(fā)的火災(zāi)

爆炸事故頻發(fā),甚至在儲(chǔ)能系統(tǒng)不同層級間發(fā)生火災(zāi)蔓延、火災(zāi)躍遷等,其安全問題備受關(guān)注,已成為

制約電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)安全健康發(fā)展的主要痛點(diǎn)。因此,為突破鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)防控關(guān)鍵

技術(shù)瓶頸,本文件從火災(zāi)當(dāng)量的角度對鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)進(jìn)行量化和分級,為鋰離子電池

儲(chǔ)能系統(tǒng)分級分策滅火與應(yīng)急處置方案的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)和數(shù)據(jù)支撐。

由于鋰離子電池尚屬于一種較新的危險(xiǎn)源,為確立一種鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)當(dāng)量分級

通用試驗(yàn)方法,實(shí)現(xiàn)測試儀器、測試方法和測量參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,特制定本文件,為今后開展鋰離子電池儲(chǔ)

能系統(tǒng)火災(zāi)當(dāng)量分級試驗(yàn)提供指導(dǎo)和依據(jù),助力電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全健康發(fā)展,推動(dòng)國家新能源戰(zhàn)略實(shí)

施和“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

IV

T/CNESAXXXX—XXXX

鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)當(dāng)量分級試驗(yàn)方法

1范圍

本文件規(guī)定了鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)當(dāng)量分級試驗(yàn)方法的術(shù)語、原理、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)設(shè)

備、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和試驗(yàn)報(bào)告要求。

本文件適用于最大直流電壓不超過1500V(標(biāo)稱)的儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)當(dāng)量分級試驗(yàn)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本

文件。

GB/T36276電力儲(chǔ)能用鋰離子電池

GB/T51048電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范

GB/T16172建筑材料熱釋放速率試驗(yàn)方法

GB/T25207火災(zāi)試驗(yàn)表面制品的實(shí)體房間火試驗(yàn)方法

T/CNESA1004鋰離子電池火災(zāi)危險(xiǎn)性通用試驗(yàn)方法

T/CNESA1007-2023儲(chǔ)能用鋰離子電池系統(tǒng)火蔓延測試方法

UL9540ATestMethodforEvaluatingThermalRunawayFirePropagationinBatteryEnergy

StorageSystems

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

電池單體Cell

能夠進(jìn)行化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)充放電的基本單元,一般由正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì)和殼

體等組成。

電池模塊Batterymodule

由電池單體采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式連接,且只有一對正負(fù)極輸出端子的電池組合體。

電池簇Batterycluster

由電池模塊采用串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)方式連接,與單臺(tái)儲(chǔ)能變流器連接,能獨(dú)立進(jìn)行充、放電的電

池系統(tǒng)。

儲(chǔ)能系統(tǒng)Energystoragesystem

由電池簇、電池管理系統(tǒng)及與其相連的儲(chǔ)能變流器、熱管理系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)等構(gòu)成的系統(tǒng)。

鋰離子電池火災(zāi)Lithiumionbatteryfire

在時(shí)間和空間上失去控制的鋰離子電池發(fā)生燃燒的行為。

熱失控Thermalrunaway

電池單體放熱連鎖反應(yīng)引起電池溫度不可控上升的現(xiàn)象。

1

T/CNESAXXXX—XXXX

熱釋放速率Heatreleaserate

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,單位時(shí)間內(nèi)電池燃燒所釋放的熱量。

注:本標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)耗氧法進(jìn)行測量。

總釋放熱量Totalheatrelease

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,在一定時(shí)間內(nèi)電池燃燒所釋放的總熱量。

標(biāo)準(zhǔn)化熱釋放速率Standardizedheatreleaserate

在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,熱釋放速率除以電池的總表面積標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)值。

火災(zāi)當(dāng)量Fireequivalent

衡量電池?zé)崾Э鼗馂?zāi)大小的參數(shù),一般情況下將電池燃燒釋放的總熱量等效為若干千克正庚烷燃

燒釋放的總熱量。

4符號、代號和縮略語

下列縮略語適用于本文件。

FS:滿量程(fullscale)

TR:熱失控(thermalrunaway)

Vol:體積百分比(volume)

SOC:荷電狀態(tài),%(stateofcharge)

HRR:熱釋放速率,kW(heatreleaserate)

THR:總釋放熱量,kJ(totalheatrelease)

FE:火災(zāi)當(dāng)量,kg(fireequivalent)

下列符號適用于本文件。

C1:1小時(shí)率額定容量,Ah

I1:1小時(shí)率放電電流,其數(shù)值等于C1,A

I3:3小時(shí)率放電電流,其數(shù)值等于1/3C1,A

qpeak:熱釋放速率峰值,kW

2

??peak:標(biāo)準(zhǔn)化熱釋放速率峰值,W/m

Q:總釋放熱量,kJ

E:火災(zāi)當(dāng)量,kg

5原理

本試驗(yàn)方法是在現(xiàn)有其他鋰離子電池安全相關(guān)測試方法的基礎(chǔ)上,針對鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)不同

層級,依據(jù)熱釋放速率和總釋放熱量相關(guān)參數(shù),以正庚烷為基準(zhǔn),對鋰離子電池?zé)崾Э鼗馂?zāi)進(jìn)行當(dāng)量分

級,從而為鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的分級分策滅火與應(yīng)急處置設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)和依據(jù)。

6試驗(yàn)條件

試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)環(huán)境應(yīng)符合下列要求:

a)除另有規(guī)定,電池單體和模塊試驗(yàn)環(huán)境溫度為25±5℃,電池簇和儲(chǔ)能系統(tǒng)試驗(yàn)環(huán)境溫度為10℃

~32℃,相對濕度為50%±25%,大氣壓力為86kPa~106kPa。

b)試驗(yàn)場地應(yīng)具備完善的消防系統(tǒng)和應(yīng)急措施。

c)試驗(yàn)人員應(yīng)配備個(gè)人防護(hù)用具。

2

T/CNESAXXXX—XXXX

d)試驗(yàn)場地內(nèi)無其他可引起火焰蔓延的潛在可燃物。

e)對測試區(qū)域范圍進(jìn)行封閉式管理,設(shè)置警示牌,防止非測試人員進(jìn)入。

試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合下列要求:

a)充放電循環(huán)儀:電壓、電流、功率的準(zhǔn)確度為0.1%FS;

b)溫度測量裝置:準(zhǔn)確度±1℃;

c)時(shí)間測量裝置:準(zhǔn)確度±0.1s;

d)質(zhì)量測量裝置:準(zhǔn)確度0.1%FS;

e)氣體測量裝置:準(zhǔn)確度1%F.S;

f)熱釋放速率測量系統(tǒng):應(yīng)采用大尺度熱釋放速率測量系統(tǒng),測量系統(tǒng)可根據(jù)GB/T25207標(biāo)準(zhǔn)設(shè)

計(jì)建造;

g)傅里葉變換紅外光譜儀:分辨率≥1cm-1,路徑長度≥2m。

7試驗(yàn)準(zhǔn)備

單體電池試驗(yàn)準(zhǔn)備

7.1.1標(biāo)準(zhǔn)充電

電池單體先以制造商規(guī)定且不小于1I3的電流放電至制造商技術(shù)條件中規(guī)定的放電終止電壓,擱置

1h(或制造商提供的不高于1h的擱置時(shí)間),然后按照制造商提供的充電工步進(jìn)行充電,充電后擱置

1h(或制造商提供的不高于1h的擱置時(shí)間)

若制造商未提供充放電方法,則由檢測機(jī)構(gòu)和制造商協(xié)商確定合適的充電方法,或依據(jù)以下方法充

電:

以制造商規(guī)定且不小于1I3的電流恒流充電至制造商技術(shù)條件中規(guī)定的充電截止電壓后轉(zhuǎn)為恒壓

充電,當(dāng)充電電流降為0.05I1時(shí)停止充電,充電后擱置1h(或制造商提供的不高于1h的擱置時(shí)間)。

7.1.2工作狀態(tài)確認(rèn)

除非另有規(guī)定,被測試樣品應(yīng)是客戶將要接受產(chǎn)品的代表性樣品,包括小批量試產(chǎn)樣品或準(zhǔn)

備向客戶交貨的產(chǎn)品,且生產(chǎn)日期不超過6個(gè)月。

電池單體應(yīng)處于正常工作狀態(tài),按照7.1.1規(guī)定的步驟進(jìn)行充放電,電池實(shí)際容量應(yīng)大于或

等于其額定容量。

如果電池單體有附加主動(dòng)保護(hù)線路或裝置,應(yīng)在試驗(yàn)前移除。

7.1.3預(yù)處理

正式測試開始前,電池單體需要先進(jìn)行預(yù)循環(huán)處理,以確保試驗(yàn)對象的性能處于激活和穩(wěn)定

的狀態(tài)。

在開始測試前至少進(jìn)行完整充放電循環(huán)兩次,充放電循環(huán)結(jié)束后擱置1~8h,方可進(jìn)行測試,

最終測試時(shí)電池為滿電狀態(tài)。

電池模塊或電池簇試驗(yàn)準(zhǔn)備

7.2.1工作狀態(tài)確認(rèn)

正式開始測試前,電池模塊或電池簇內(nèi)部的每個(gè)電池單體應(yīng)滿足7.1.2的要求。

測試電池模塊或電池簇應(yīng)為獨(dú)立對象,未配備電池管理系統(tǒng)及消防裝置。

7.2.2預(yù)處理

正式測試開始前,電池模塊或電池簇需要進(jìn)行預(yù)循環(huán)處理,以確保試驗(yàn)對象的性能處于激活

和穩(wěn)定的狀態(tài)。

在開始測試前至少進(jìn)行完整充放電循環(huán)兩次,充放電循環(huán)結(jié)束后擱置1~8h,方可進(jìn)行測試,

最終測試的電池模塊或電池簇為滿電狀態(tài)。

3

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8試驗(yàn)方法

電池單體試驗(yàn)方法

8.1.1一般要求

所有熱失控試驗(yàn)均需要在有充分安全保護(hù)的環(huán)境條件下進(jìn)行。試驗(yàn)人員需進(jìn)行必要的培訓(xùn),以確保

按照規(guī)定的安全規(guī)程進(jìn)行操作。如果試驗(yàn)對象有附加主動(dòng)保護(hù)線路或裝置,應(yīng)在試驗(yàn)前移除。

8.1.2試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)對象為電池單體。

試驗(yàn)對象按7.1的要求進(jìn)行試驗(yàn)準(zhǔn)備。

推薦作為觸發(fā)電池?zé)崾Э氐目蛇x方法,也可自行選擇其他方法來觸發(fā)電池?zé)崾Э亍?/p>

采用模擬電池模塊的約束方式對電池單體進(jìn)行約束,以防止其在測試期間過度膨脹。

加熱觸發(fā)電池?zé)崾Э胤椒ǎ菏褂肎B/T36276中規(guī)定的加熱裝置,并且其表面應(yīng)覆蓋陶瓷、金

屬或絕緣層。加熱裝置的尺寸規(guī)格應(yīng)不大于電池單體的被加熱面;將加熱裝置的加熱面與電池單體表面

直接接觸,加熱裝置的位置應(yīng)與中規(guī)定的溫度傳感器的位置相對應(yīng);安裝完成后,應(yīng)在24h

內(nèi)啟動(dòng)加熱裝置,以加熱裝置的最大功率對觸發(fā)對象進(jìn)行加熱;加熱裝置的功率要求見表1;當(dāng)發(fā)生熱

失控或者定義的監(jiān)測點(diǎn)溫度達(dá)到300℃時(shí),停止加熱;如果未發(fā)生熱失控,繼續(xù)觀察1h。

表1加熱裝置功率選擇

試驗(yàn)對象額定能量E/Wh加熱裝置功率P/W

E<50250

50≤E<100450

100≤E<400650

400≤E<800800

800≤E<10001000

E≥1000>1000

圖1熱失控試驗(yàn)加熱及采樣布置示意圖

監(jiān)測點(diǎn)布置方案如下:

a)監(jiān)測觸發(fā)對象的電壓和溫度以判定觸發(fā)對象是否發(fā)生熱失控;監(jiān)測電壓或溫度,應(yīng)使用原始的電路

或追加新增的測試用電路。溫度數(shù)據(jù)的采樣間隔應(yīng)小于等于1s,準(zhǔn)確度要求為±1℃。

b)加熱觸發(fā)時(shí),溫度傳感器應(yīng)布置在遠(yuǎn)離熱傳導(dǎo)的一側(cè),即電池非受熱面中心,如圖1所示。如果難以

直接安裝溫度傳感器,應(yīng)布置在能探測到觸發(fā)對象連續(xù)溫升的位置,即電池側(cè)面中心。

依據(jù)T/CNESA1007-2023中的規(guī)定,確定本測試的熱失控觸發(fā)判定條件:

a)觸發(fā)對象出現(xiàn)電壓降落,且下降值超過初始電壓的25%;

b)監(jiān)測點(diǎn)溫度達(dá)到制造商規(guī)定的最高工作溫度;

c)監(jiān)測點(diǎn)的溫升速率dT/dt≥3℃/s,且持續(xù)3s以上;

d)當(dāng)a)和c)或者b)和c)同時(shí)發(fā)生時(shí),判定電池單體發(fā)生熱失控;

e)熱失控發(fā)生過程及結(jié)束后1h內(nèi),如果發(fā)生射流沖擊、起火和爆炸現(xiàn)象,試驗(yàn)應(yīng)終止并判定為發(fā)生

熱失控。

4

T/CNESAXXXX—XXXX

應(yīng)在熱釋放速率測量系統(tǒng)的燃燒室內(nèi)布置試驗(yàn),電池單體放置于集煙罩下方中心處,并在觸

發(fā)電池安全閥上方3cm~5cm處放置點(diǎn)火裝置。

記錄電池安全閥打開和熱失控時(shí)的測點(diǎn)溫度及電池?zé)後尫潘俾是€,并拍攝電池?zé)崾Э厝^

程,直至電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象完全結(jié)束;

熱失控所產(chǎn)生的氣體應(yīng)在熱釋放速率測量系統(tǒng)的排煙管內(nèi)測量。

0采用火焰離子化檢測器測量排放氣體中的碳?xì)浠衔锖俊?/p>

1采用傅里葉變換紅外光譜儀或其他氣體分析設(shè)備測量排放氣體中的碳?xì)浠衔锛捌渌煞帧?/p>

2試驗(yàn)進(jìn)行3次,取安全閥打開和熱失控的最高溫度作為試驗(yàn)結(jié)果,取熱釋放速率和燃燒總釋

放熱量的最大值作為試驗(yàn)結(jié)果。

電池模塊或電池簇試驗(yàn)方法

8.2.1一般要求

所有熱失控試驗(yàn)均需要在有充分安全保護(hù)的環(huán)境條件下進(jìn)行。試驗(yàn)人員需進(jìn)行必要的培訓(xùn),以確保

按照規(guī)定的安全規(guī)程進(jìn)行操作。如果試驗(yàn)對象有附加主動(dòng)保護(hù)線路或裝置,應(yīng)在試驗(yàn)前移除,確保無電

子部件或電池管理系統(tǒng)等。

8.2.2試驗(yàn)步驟

試驗(yàn)對象為電池模塊或電池簇。

試驗(yàn)對象按7.2要求進(jìn)行試驗(yàn)準(zhǔn)備。

應(yīng)在熱釋放速率測量系統(tǒng)的燃燒室內(nèi)布置試驗(yàn),電池模塊或電池簇放置于集煙罩下方中心處。

依據(jù)T/CNESA1007-2023中的規(guī)定,按下列條件試驗(yàn):

a)熱失控觸發(fā)方式:采用確定的熱失控試驗(yàn)方法觸發(fā)電池模塊或電池簇?zé)崾Э兀?/p>

b)熱失控觸發(fā)對象:選擇可實(shí)現(xiàn)熱失控觸發(fā)的電池單體作為熱失控觸發(fā)對象,其熱失控產(chǎn)生的熱量應(yīng)

較容易傳遞至相鄰電池單體,例如,選擇電池模塊內(nèi)最靠近中心位置的電池單體,或被其他電池單

體包圍且很難產(chǎn)生熱輻射的電池單體;

加熱觸發(fā)熱失控:使用GB/T36276中規(guī)定的加熱裝置,其表面應(yīng)覆蓋陶瓷、金屬或絕緣層。

對于尺寸與電池單體相同的塊狀加熱裝置,可用該加熱裝置代替其中一個(gè)電池單體;對于尺寸比電池單

體小的塊狀加熱裝置,則可將其安裝在電池模塊中,并與觸發(fā)對象的表面直接接觸;對于薄膜加熱裝置,

則應(yīng)將其緊貼在觸發(fā)對象的表面;加熱裝置加熱面積不應(yīng)大于電池單體的表面積;將加熱裝置的加熱面

與電池表面直接接觸,加熱裝置的位置應(yīng)與中規(guī)定的溫度傳感器的位置相對應(yīng);安裝完成后,

應(yīng)在24h內(nèi)啟動(dòng)加熱裝置,以加熱裝置的最大功率對觸發(fā)對象持續(xù)加熱;加熱裝置的功率應(yīng)符合表1

的規(guī)定;當(dāng)發(fā)生熱失控或者定義的監(jiān)測點(diǎn)溫度達(dá)到300℃時(shí),停止加熱;如果未發(fā)生熱失控,

繼續(xù)觀察1h。

至少在電池模塊或電池簇的每個(gè)電池表面中心處布置一個(gè)溫度測點(diǎn),布置位置參考圖1。

采用中的熱失控觸發(fā)判定條件來判斷觸發(fā)對象及相鄰電池單體是否發(fā)生熱失控,從

而判斷電池模塊或電池簇是否發(fā)生熱失控傳播。

采用~3規(guī)定的試驗(yàn)方法,監(jiān)測電池模塊或電池簇測試期間排放的氣體成分、

熱釋放速率以及總釋放熱量。

儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)當(dāng)量

基于電池單體、電池模塊和電池簇的熱失控火災(zāi)蔓延實(shí)驗(yàn)可得到不同數(shù)量的電池發(fā)生火災(zāi)時(shí)的熱

釋放速率以及總釋放熱量,如表2所示。假設(shè)燃燒電池的數(shù)量為x,發(fā)生熱失控火災(zāi)時(shí)釋放的熱量為y,

根據(jù)總釋放熱量與發(fā)生熱失控電池?cái)?shù)量的相關(guān)變化趨勢,采用符合其變化趨勢的函數(shù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)擬

合,即可得到發(fā)生熱失控火災(zāi)時(shí)釋放的熱量y與熱失控電池?cái)?shù)量x的函數(shù)模型如下:

?=?(?)············································································(1)

其中函數(shù)模型可能為對數(shù)型函數(shù)、線性函數(shù)、指數(shù)型函數(shù)模型,根據(jù)函數(shù)模型擬合相關(guān)度R2確定要

采用的函數(shù)模型。

5

T/CNESAXXXX—XXXX

進(jìn)一步確定儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池的數(shù)量,將確定的電池?cái)?shù)量代入公式(1)中呈現(xiàn)的函數(shù)模型,得到儲(chǔ)

能系統(tǒng)發(fā)生熱失控時(shí)的總釋放熱量,將通過函數(shù)模型計(jì)算得到的總釋放熱量代入9.2.2中的火災(zāi)當(dāng)量計(jì)

算公式,即可得到包含一定數(shù)量電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)當(dāng)量。

表2不同數(shù)量的電池發(fā)生熱失控火災(zāi)的危險(xiǎn)性參數(shù)表

電池?cái)?shù)量18163264

熱釋放速率峰值/kW

總釋放熱量/kJ

9試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

熱釋放速率峰值和總釋放熱量

9.1.1熱釋放速率峰值

熱釋放速率峰值qpeak可由熱失控試驗(yàn)中的熱釋放速率曲線得到。

9.1.2總釋放熱量

總釋放熱量按式(2)計(jì)算。

熄滅

?=∫?(?)??(2)

引燃

式中:

?引燃,?熄滅——分別為引燃和火焰熄滅的時(shí)間,單位為秒(s);

q(t)——隨時(shí)間變化的熱釋放速率,單位為千瓦(kW);

Q——總釋放熱量,單位為千焦(kJ)。

標(biāo)準(zhǔn)化熱釋放速率和火災(zāi)當(dāng)量

9.2.1標(biāo)準(zhǔn)化熱釋放速率峰值

標(biāo)準(zhǔn)化熱釋放速率峰值??peak按式(3)計(jì)算。

??=peak................................................................(3)

peak

式中:

qpeak——熱釋放速率峰值,單位為瓦(kW);

S——電池總表面積,單位為平方米(m2);

2

??peak——標(biāo)準(zhǔn)化熱釋放速率峰值,單位為瓦每平方米(kW/m)。

9.2.2火災(zāi)當(dāng)量

火災(zāi)當(dāng)量E按式(4)計(jì)算。

()

?=