UL 9540A：

評估電池儲能系統熱失控火焰蔓延的測試方法。主要使用耗氧量熱法來測量熱釋放速率，這是FTT產品系列和專業知識的核心。

FTT UL 9540A測試

FTT提供并安裝UL 9540A，并對客戶進行使用培訓。FTT還可為希望進行部件設計和自行制造設備的客戶提供任何特定組件。

UL 9540A標準已被開發用于測試不同規模的電池儲能系統：

?電芯等級

?模組等級

?單元等級

?安裝等級

電芯等級測試

電芯等級測試包括加熱電池電芯以啟動熱失控。柔性薄膜加熱器應用于電池外部，并連接至溫度控制器。本測試中使用的儀器也用于其它三個較大規模的測試。在電芯等級測試中，只需要一個加熱電路。在其它三個較大規模的測試中，可能需要多個加熱電路。電芯等級測試主要使用分析化學儀器，而不是對火反應測試。因此，由客戶自行采購該儀器，FTT不提供。

模組等級測試

模組等級測試包括加熱電池模組中的幾個電芯以啟動熱失控，并由集煙罩和排氣系統收集氣體產物，排氣管內徑為400 mm。采集排氣樣本以測量氧氣、二氧化碳、一氧化碳、碳氫化合物和氫氣以及使用FTIR測量其它氣體的組分。此外，使用白光煙氣測量系統測量排氣中的煙氣濃度。通過這些測量，使用耗氧量熱法可以確定熱釋放，并通過FTT量熱測量軟件（BatteryCalc）可以確定產煙速率。

模組等級測試的配置包括以下幾個部分：

?排氣系統

?稱重系統

?熱失控啟動系統

?溫度測量系統

?熱釋放和產煙量測試系統

?校準熱釋放速率的設備

?額外的氣體測量

?數據采集和分析軟件

排氣系統

包括1個1.5mm厚的不銹鋼集煙罩（3.0m×3.0m），配有2個內部擋板和1個收集箱（充氣室）。還包括4個1m長的集煙罩不銹鋼裙板，以及約8.7m長400mm內徑的直管，2根400mm內徑的帶排氣罩和風扇連接的90°彎管，所有這些都是全焊接，不銹鋼材質，帶法蘭接頭。

探頭和傳感器插入管段

一個內徑為400mm、總長為762mm的不銹鋼測量管段。

配備：

?用于氧氣和CO2/CO采樣的采樣探頭

?用于監測體積流量的雙向探頭和熱電偶，煙氣測量處的熱電偶，用于去除細顆粒的煙灰過濾器

氣體分析儀

氣體分析儀用于測量：

?耗氧量

?CO2生成量

?CO生成量

?用于除濕的珀爾帖冷卻裝置

?用于除濕的干燥管

?用于保持至分析儀的壓力和流量的減壓閥，以實現低漂移和低噪音

珀爾帖冷卻裝置

所有FTT量熱儀均使用珀爾帖冷卻裝置和干燥劑，以確保從樣品氣流中去除所有水分，防止氧氣基線濃度漂移。測試表明，僅使用珀爾帖冷卻裝置會使得基線氧氣漂移超過標準的限值，并導致不正確的熱釋放測量。

稱重系統

測試前后需要測量電池模組的質量。稱重系統包括一個量程為300kg的稱重平臺，平臺上有一個700mm×600mm的不銹鋼蓋板和一個1200mm×1200mm的陶瓷頂蓋。它非常堅固，并使用恒力矩稱重傳感器作為測量元件。它防震，具有極高的過載能力，并且可以抵御惡劣環境。由一個高精度的數字顯示器顯示重量，可以去皮重，分辨率為5g。也可根據要求提供其它范圍的稱重系統。

溫度測量系統

60個熱電偶，包括熱電偶連線和數據采集，以及溫度測量和記錄軟件。

校準燃燒器和控制裝置

燃燒器按照ISO 9705附錄A1制造，配有燃氣機組。由一個帶有數字顯示的質量流量控制器控制氣體流量。

?氣體控制裝置包括一個自動點火單元。供氣管線中安裝了電磁閥和回火抑制器，只有當自動點火單元開啟時，氣體才會被輸送到燃燒器

?上述控制裝置安裝在面板上，面板上還裝有質量流量的數字顯示器。質量流量被傳輸到計算機系統，以mg/s為單位顯示質量流量，以kW為單位顯示熱釋放速率

FTIR 傅立葉變換紅外光譜分析儀

FTT FTIR是一種先進的氣體分析儀，與FTT的量熱儀一起用于燃燒氣體的連續測量。由于燃燒氣體中可能含有大量不同的有機和無機化學物質，燃燒氣體的分析非常復雜且具有挑戰性。FTT的FTIR完全可配置，以滿足幾個國際標準的要求。

碳氫化合物分析儀

碳氫化合物分析儀帶火焰電離檢測器，量程為0-10、0-100和0-1000 ppm，精度為滿刻度的2%。

氫氣分析儀

氫氣分析儀帶有鈀鎳薄膜固態傳感器。

煙氣測量

系統包括：

?根據DIN 50055制造的白光光源和透鏡

?硅光電二極管探測器和透光率的電壓輸出

?支架

?全套校準濾片

?通過軟件進行分析

數據采集與分析

BatteryCalc是一個基于Microsoft Windows的軟件包，可以通過安裝在氣體分析儀機柜中的精密數據記錄儀自動采集和分析數據。

它能自動計算熱釋放速率和煙氣釋放速率及相關參數，為被測產品生成詳細報告。

這種用戶友好的軟件界面允許操作人員：

?查看儀器狀態

?計算標準規定的所有參數

?校準儀器并存儲校準結果

?采集和查看測試期間生成的數據

?呈現標準規定的結果

單元等級測試

如ISO 24473《開放式量熱法 - 測量高達40MW火場的熱量和燃燒產物的生成速率》中所述，通過增加集煙罩尺寸、排氣管直徑和排氣流量，模組等級的測試原理可以應用于單元等級測試，以測量高達10MW的火場。

單元等級測試包括加熱電池儲能系統（BESS）中的幾個電芯，以啟動熱失控，并由集煙罩和排氣系統收集氣體產物，排氣管內徑為1.524m（以測量高達10MW的熱釋放速率）。使用FTIR分析排氣中的氣體樣本，以確定氧氣、二氧化碳、一氧化碳和碳氫化合物的濃度以及其它氣體的成分。此外，使用白光煙氣測量系統測量排氣中的產煙量。為了測量相鄰壁和二次BESS系統的溫度和熱通量，在BESS周圍的環境中布置了傳感器進行測量。

單元等級測試的配置包括以下幾個部分：

?熱釋放和產煙量測試儀

?校準熱釋放速率的設備

?排氣系統

?額外的氣體測量

?熱失控啟動系統

?溫度測量系統

?熱通量測量系統

?對流熱釋放速率測量系統

對流熱釋放速率測量

除了使用耗氧量熱法測量化學熱釋放速率外，還使用一個包含熱電堆的管段來測量對流熱釋放速率。這包括一個法蘭不銹鋼管段，內徑約1.524m，長0.762m，安裝在客戶排氣系統的法蘭上。

管段包括：

?熱電堆的熱電偶接口

?熱電偶

?將排氣系統中的這一管段連接至分析儀機柜，客戶可以計算對流熱釋放速率

儀表壁溫度

在測試過程中，必須測量壁面溫度。每面壁上都裝有熱電偶，沿壁垂直方向每隔6英寸布置一個測點。每個熱電偶都連接到數據采集系統，由BatteryCalc軟件測量溫度。

熱通量測量系統

在測試過程中，必須測量每面壁和相鄰目標BESS組件中的熱通量。這可能需要多達9個熱流計，每個熱流計連接到數據采集系統并由BatteryCalc軟件記錄。

安裝等級測試

安裝等級測試僅適用于非住宅類安裝。測試配置與單元等級測試類似，但不測量熱釋放和產煙速率。

安裝等級測試包括加熱電池儲能系統（BESS）中的幾個電芯，以在包含噴水滅火系統或其它火災和爆炸緩解方法的房間中引發熱失控。對房間內的氣體進行采樣，并使用FTIR來分析碳氫化合物和氫氣的濃度以及其它氣體的成分。為了測量相鄰壁和二次BESS系統的溫度和熱通量，在BESS周圍的環境中布置了傳感器進行測量。

安裝等級測試的配置包括以下幾個部分：

?排氣系統

?氣體測量

?熱失控啟動系統

?溫度測量系統

?熱通量測量系統

采樣管

安裝室的天花板上需要布置6mm的不銹鋼采樣管，以便將氣體提取到FTIR、碳氫化合物和氫氣分析儀中。

儀表壁、天花板和BESS溫度

在測試過程中，必須測量儀表壁、天花板以及啟動和目標BESS的溫度。每面壁上都裝有熱電偶，沿壁垂直方向每隔6英寸布置一個測點。每個熱電偶都連接到數據采集系統，由BatteryCalc軟件測量溫度。