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四、相关标准中有关热失控及热失控扩散测试方法对比
1、关于热失控测试方法的对比分析
目前，包含储能用电池热失控要求和测试方法的相关标准有GB/T 36276—2018， UL 9540A:2018，UL 1973:2018，各标准应用情境不尽相同，因此在技术要求、触发热失控方法、测试手段等方面存在差异，差异性汇总如表3所示▼
★应用范围对比：
GB/T 36276—2018适用于电力储能用锂离子电池；
UL 9540A:2018中未做具体说明，可适用于所有储能系统用电芯；
UL 1973:2018适用电芯类型包括锂离子、锂金属，钠硫，氯化钠镍和铅酸。
★测试目标对比：
GB/T 36276—2018侧重于检测储能用锂离子电池在发生热失控时是否发生起火、爆炸。如若发生起火、爆炸，试验终止且判定型式试验不合格，直接影响产品的出厂使用；
UL 9540A:2018侧重于检测储能系统用电芯发生热失控时，对其起火特性进行评估，获得相关数据，以用于确定储能系统防火防爆措施。
UL 1973:2018侧重于检测电池系统中电芯发生热失控时，对周围电芯及电池系统的影响，获得相关数据，以便通过电芯设计减少单个电芯失效时对整个电池系统的影响。
★测试方法对比：
GB/T 36276—2018和 UL 9540A:2018触发电芯热失控的方法均为加热法；
UL 1973:2018除采用外部加热法外，提供了多种触发热失控方法；
内部缺陷类：导电污染物、隔膜破坏、内部加热器；
外部应力类：外部加热器、挤压机制、针刺、短路、过充。
（详见UL 1973:2018附录F）
图3 GB/T 36276—2018 热失控试验加热装置示意图
2、关于热失控扩散测试方法的对比分析
目前，包含储能用电池热失控扩散要求和测试方法的相关标准有GB/T 36276—2018，IEC62619:2017，UL 9540A:2018。各标准应用情境不尽相同，因此在技术要求，测试手段等方面存在差异，差异性汇总详见表5所示▼
表5 热失控扩散测试差异性对比表
★应用范围对比：
GB/T 36276—2018适用于电力储能用锂离子电池；
IEC 62619:2017适用于工业应用（包括固定应用）的锂离子电池；
UL 9540A:2018中未做具体说明，可适用于所有储能系统。
★测试目标对比：
GB/T 36276—2018和 IEC 62619:2017均侧重于检测电芯在触发热失控时相邻或其他部位电芯是否发生起火、爆炸、热失控扩散；
UL 9540A:2018侧重于检测储能系统用电芯发生热失控时，对其起火特性进行评估，获得相关数据，以用于确定储能系统防火防爆措施。
★测试方法对比：
GB/36276—2018和IEC 62619:2017中热失控扩散测试均采用包含多个电芯的模块或电池系统进行测试，以检测单个电芯发生热失控时对周边电芯的影响；
UL9540A:2018中测试均是建立在储能系统使用前提下进行，分为模块级和储能单元级，旨在研究发生热失控扩散后的模块及储能单元起火特性。
图4 GB/T 36276—2018过充触发时温度传感器布置位置示意图
图5 储能单元热失控扩散测试分布示意图
A——触发单元与其后侧装备有检测设备的墙（以下简称检测墙）之间的间距；
B——目标单元与其后侧检测墙之间的间距；
C——触发单元与其侧面检测墙之间的间距；
D——触发单元与目标单元之间的间距；
E——触发单元与目标BESS单元或检测墙之间的间距；
F——目标单元与目标单元或检测墙之间的间距；
G——目标单元与检测墙之间的间距；
H——目标单元之间的间距。
注1：在水平方向检测墙应超出目标单元外壁至少1.6ft(0.49m)；
注2：检测墙应至少高12ft(3.66m)，且比units至少高2ft(0.61m)；
注3：检测墙表面应覆盖5/8in(16mm)厚的石膏壁板并喷成纯黑色；
3、相关标准中测试方法对比分析总结
结合热失控及热失控扩散发生的原因分析，证明不同标准中的热失控及热失控扩散检测触发方案并不能完全表征产品在实际使用中发生安全隐患的诱因。不同的触发方法旨在用更规范的方案、更高可操作性、更准确的表征产品发生热失控时能量的释放速度，以及是否会诱发储能产品更剧烈的热失控扩散。
在GB/T36276—2018中，有关热失控及热失控扩散的触发方法相对其他标准更少，通过规定较少的触发方法限制了产品测试方案的选择性，相对提升了产品通过测试的严苛性。
对于要求安全稳定的锂离子电池系统而言，在使用过程中发生热失控及热失控扩散都是缺乏安全性的一种表现。由于锂离子电池的高能量密度以及能量、有害气体等释放的特殊性，很多标准中谈到的热失控扩散测试实际上是为了确保：当单体要发生热失控时，系统必须要有准确的反馈，要求这个反馈信号不能漏报、不能误报，以保障电池系统安全处理预案有足够的启动时间，要求电池系统有一定的抑制或延缓热失控扩散的能力，以保障人员可以评估事故严重程度以及当其破坏力威胁到人身安全前预留充足的撤离时间，以防止对人身危害进一步扩大。
由于储能系统发生安全事故所造成的社会影响、危害程度等远远大于动力电池产品，在GB/T36276—2018中，并未涉及评估电池系统对抑制热失控扩散能量释放速度的要求，而是不允许电池系统发生热失控及热失控扩散，这对储能技术的发展起到了更高水平的引导作用。
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