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#Neues aus der Industrie
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Sicherheitsstandards für Lithium-Ionen-Batterien zur Energiespeicherung - Teil 2
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Sicherheitsstandards für Lithium-Ionen-Batterien zur Energiespeicherung - Teil 2
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1.2 Sicherheitsstandards für UL-Energiespeichersysteme
UL (Underwriter Laboratories Inc.) Das Sicherheitslabor ist die maßgebliche unabhängige und gewinnorientierte Berufsorganisation, die sich mit Sicherheitstests und -kennzeichnung in den Vereinigten Staaten befasst, und ihre wichtigsten Sicherheitsstandards für elektrochemische Energiespeicher sind die folgenden
UL 1973 STANDARD FOR SAFETY ANSI CAN/UL-1973:2018,Batterien für stationäre, Fahrzeug-Hilfsenergie- und leichte elektrische Bahnanwendungen (LER)
UL 9540 Energy Storage Systems and Equipment Test Standard
UL9540A Bewertung der Ausbreitung von Thermal Runaway Fire in Batteriespeichersystemen
UL1973 deckt Batteriesysteme für die Energiespeicherung in stationären Anwendungen wie Photovoltaik, Windspeicher oder USV sowie Batteriesysteme für elektrische Feldbahnen und stationäre Bahnanwendungen, wie z. B. Bahnunterwerke, ab und deckt ähnlich wie IEC62619 allgemeine Sicherheitsanforderungen ab. Im Gegensatz zur IEC plant UL jedoch nicht, Sicherheitsnormen für Lithiumbatterien für Energiespeichersysteme für Stromnetzanwendungen zu erstellen, und das Batteriespektrum in der Norm umfasst neben Lithium-Ionen-Batterien auch andere Batterietypen, wie Natrium-B-Batterien und Durchflussbatterien. Die 2019 neu überarbeitete UL1973 spezifiziert sicherheitsrelevante Anforderungen oder Prüfverfahren im Detail unter den Aspekten strukturelle Anforderungen, elektrische Tests, mechanische Tests, Umwelttests, Zellausfalltests und Produktionslinientests.
UL9540 ist eine Sicherheitsnorm für Energiespeichersysteme für drei Arten von Energiespeichertechnologien (elektrochemische Energiespeicher, mechanische Energiespeicher und thermische Energiespeicher), die Lade- und Entladesysteme, Steuerungs- und Schutzsysteme, Energieumwandlungssysteme, Kommunikationssysteme, Kühl- und Wärmemanagementsysteme, Brandschutzsysteme, Brennstoff- oder Flüssigkeitsleitungen, Behälter, Systeminstallation usw. abdeckt, einschließlich des netzunabhängigen Betriebs und des netzgekoppelten Betriebs von Energiespeichersystemen. UL9540A wird hauptsächlich zur Bewertung der thermischen Durchschlagskraft von Batteriespeichersystemen verwendet und wählt den geeigneten Brand- und Explosionsschutzmechanismus anhand von Testdaten aus, die einen Standard für spezifische Testmethoden darstellen. Sie soll den Anbietern helfen, die Anforderungen an die Trennung des Systems von der Wand, die Wärmeentwicklung des Systems, die brennbaren Teile, die Art des bei der Verbrennung entstehenden Gases und die Auswahl der Feuerlöscher zu klären.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die UL-Norm für die Sicherheit von Energiespeichern die Merkmale einer umfassenden Abdeckung, Spezifität und starken Anwendung aufweist und eine relativ ausgereifte Produktsicherheitsnorm ist.
1.3 Nationale Sicherheitsnormen für Energiespeichersystemprodukte
Anders als bei IEC und UL werden die Sicherheitsstandards für Energiespeichersysteme in der nationalen Normung nicht in Normen aufgeteilt, sondern in Kapiteln der technischen Spezifikationen oder Betriebsführungsspezifikationen festgelegt. Die folgenden nationalen Normen beziehen sich auf die Sicherheitsanforderungen von Energiespeichersystemen mit Lithiumbatterien:
GB/T34131 Technische Spezifikationen für Lithium-Ionen-Batteriemanagementsysteme für elektrochemische Energiespeicherkraftwerke
GB/T36276 Lithium-Ionen-Batterie für die Energiespeicherung
GB/T36547 Technische Vorschriften für elektrochemische Energiespeichersysteme für den Zugang zum Stromnetz
GB/T36548 Prüfvorschriften für elektrochemische Energiespeichersysteme für den Zugang zum Stromnetz
GB/T36558 Allgemeine technische Bedingungen für elektrochemische Energiespeichersysteme für Stromnetze
GB/T36549 Indikatoren für den Betrieb von Kraftwerken mit elektrochemischen Energiespeichern und deren Bewertung
GB/T51048 Spezifikationen für die Auslegung elektrochemischer Energiespeicherkraftwerke
Zu den Normen, die sich mit der Sicherheit von Batteriesystemen befassen, gehören hauptsächlich GB/T34131GB/T36276GB/T36558. Diese Normen haben eine klare Definition einiger gängiger Begriffe, Symbole, Prüfgegenstände und Prüfverfahren in der funktionalen Energiespeicherindustrie geschaffen und eine führende Rolle bei der Entwicklung der heimischen Energiespeicherindustrie gespielt. Bei der anfänglichen Lade- und Entladeenergie der Batterie oder des Batteriesystems, der Lade- und Entladeleistung, der Energieerhaltungs- und -rückgewinnungsfähigkeit, der Zyklusleistung und anderen Prüfungen im Zusammenhang mit der Batteriekapazität ist die Verwendung des Konstantstrom-Lade- und Entlademodus für die Bewertung von praktischer Bedeutung für die Energiespeicheranwendung im Netz, um die gesunde Entwicklung der Energiespeicherindustrie zu fördern. Die Tests, die sich direkt auf die Sicherheit beziehen, sind der Ladetest, der Überentladetest, der externe Kurzschlusstest, der Quetschtest, der Falltest, der Test bei niedrigem Luftdruck, der Erwärmungstest, der Test bei thermischem Durchgehen, der Salzsprühtest und der Test bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit, der Test der Isolationsleistung und der Test der Spannungsfestigkeit. Batterie-Management-System BMS separat präsentiert eine technische Spezifikation, die relevanten elektromagnetischen Verträglichkeitstests sind in dieser Norm angegeben, wenn die Prüfung, BMS muss nicht mit der realen Batterie in das System für die Prüfung verbunden werden. Eine solche Anordnung ist förderlich für die getrennte Prüfung von BMS-Produkten, aber die Prüfung des Batteriesystems kann voreingenommen sein.
Neben der nationalen Norm haben auch die einschlägigen inländischen Industrieverbünde wie die Energiewirtschaft der National Energy Administration, die CEC des China Electricity Council, die Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance CNESA und die China Chemical and Physical Power Industry Association CIPAS die Linien-(Gruppen-)Norm herausgegeben: NB/T42091 Technische Spezifikationen für Lithium-Ionen-Batterien für elektrochemische Energiespeicherkraftwerke
TCIAPS0003 Sekundäre Lithium-Ionen-Monomerbatterien und Sicherheitsanforderungen an Batteriesysteme für Energiespeichersysteme
T/CEC172 Sicherheitsanforderungen und Prüfverfahren für Lithium-Ionen-Batterien für die Energiespeicherung
T/CNESA1000 Spezifikation für die Bewertung von elektrochemischen Energiespeichersystemen
T/CNESA1001 Allgemeine technische Anforderungen an Gleichstrom-Steckverbinder für die Energiespeicherung
T/CNESA1002 Technische Spezifikation für Batteriemanagementsysteme für elektrochemische Energiespeichersysteme
NB/T42091 wurde früher als die nationale Norm veröffentlicht, TCIAPS0003 wurde hauptsächlich unter Bezugnahme auf IEC62619 modifiziert, und T/CEC172 basiert auf der nationalen Norm. Die sicherheitsrelevanten Spezifikationen und Prüfverfahren für Batterien wurden in ein Standarddokument integriert, und abgesehen von einzelnen Artikeln und Prüfverfahren gibt es im Allgemeinen keine großen Unterschiede. Die von der Zhongguancun Energy Storage Alliance herausgegebene Norm T/CNESA1000 kombiniert die nationale Norm und die IEC-Normen und bietet einen vollständigen Satz von Bewertungsmethoden. T/CNESA1001 standardisiert die allgemeinen technischen Anforderungen an Gleichstromanschlussmaschinen für Energiespeichersysteme und führt detaillierte strukturelle, elektrische und umwelttechnische Anpassungsanforderungen für Steckverbinder, Klemmen, Dichtungen und Kabel aus, die im System verwendet werden. T/CNESA1002 basiert auf GB/T34131, wobei die technischen Spezifikationen für das Batteriemanagementsystem verbessert und ergänzt wurden.
2 Vergleichende Analyse dieser Sicherheitsnormen
Neben der Sicherheit des Batteriesystems ist auch die Sicherheit des externen integrierten Systems, einschließlich des Energiespeicherwechselrichters (PCS), ein unverzichtbarer Bestandteil. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen der verschiedenen Länder und Regionen an den Zugang zum Stromnetz ist dieser Teil jedoch nicht für einen direkten Vergleich geeignet. Der Umfang dieser Studie umfasst nicht den Zugangsteil der Energiespeicherung und des Stromnetzes, d. h. den PCS-Teil des Stromnetzes, sondern hauptsächlich die Untersuchung der Sicherheitsnormen der gängigen Lithium-Ionen-Batteriesysteme. Daher werden in diesem Zusammenhang hauptsächlich die Normen UL1973, IEC62619, GB/T36276 und GB/T34131 herangezogen. Um den Vergleich der verschiedenen Aspekte der Anforderungen in der Norm zu erleichtern, werden die Normklauseln unter Bezugnahme auf die UL-Norm in vier Kategorien unterteilt: strukturelle Sicherheit, Sicherheit des Batteriekörpers, Systemsicherheit und Umweltsicherheit.