中国储能网讯：
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近年来，随着全球储能行业的高速发展，锂离子电池储能系统（BESS）的装机规模持续攀升。然而，储能系统的安全性始终是行业关注的焦点，尤其是热失控引发的火灾和爆炸事故频发，不仅威胁人身安全，更可能造成巨额财产损失。
在这一背景下，UL9540A标准作为全球储能系统安全测试的权威指南，其每一次更新都牵动着行业的神经。2025年最新修订的UL9540A标准，针对热失控火蔓延的测试评估方法进行了全面升级，旨在为储能系统的安全设计提供更科学、更严苛的验证手段。本文将从技术细节、测试逻辑、行业影响三大维度，深度解读这一关键标准的革新要点。
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热失控火蔓延测试为何成为核心？
1.热失控的本质与危害
热失控（ThermalRunaway）是锂离子电池因内部短路、过充、机械损伤等原因导致的自持放热连锁反应，其特点是温度急剧上升（可达800°C以上）、气体喷射（含易燃易爆气体），并可能引发相邻电芯的连锁反应，最终导致系统级火灾。
2.传统测试的局限性
早期标准多聚焦于单体电芯或小模组的安全性测试，但储能系统通常由数千甚至数万个电芯组成，复杂的结构设计和散热条件使得热失控传播路径难以预测。传统测试方法难以覆盖真实场景下的火蔓延风险。
3.UL9540A:2025的突破
2025版标准首次提出“全尺度系统级热失控火蔓延评估框架”，强调从单体电芯→模组→机柜→系统的多层级递进测试，并通过量化数据构建风险模型，为设计优化提供依据。
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UL9540A:2025测试方法的核心升级
1.测试层级的精细化划分
新版标准将测试分为四个递进层级，并明确各层级的核心目标：
Level1（单体电芯）：测定热失控触发条件（如针刺、加热板温度阈值）、喷射物成分及燃烧特性。
Level2（模组）：评估单个电芯热失控后对相邻电芯的传播速度、温度分布、气体扩散路径。
Level3（机柜/子系统）：模拟实际散热条件和结构设计，分析火焰蔓延范围、烟雾浓度及毒性。
Level4（完整储能系统）：结合消防系统、通风设计等，验证系统级防控措施的有效性。
关键点：要求测试中必须使用与量产产品一致的BMS（电池管理系统）和热管理设计，确保数据真实性。
2.数据采集维度的扩展
2025版新增多项关键数据指标：
①热力学参数：电芯表面温升速率、模组内部压力变化曲线；
②气体分析：氢气、一氧化碳、氟化氢（HF）等有害气体的实时浓度监测；
③火焰传播速度：通过高速摄像和红外热成像技术量化火势扩散时间；
④灭火剂有效性：记录不同灭火介质（如全氟己酮、水雾）对热失控的抑制效果。
解读：多维数据构建的“热失控传播图谱”，可帮助厂商优化电芯间距、隔热材料选型和消防策略。
3.多电芯失效场景的强制覆盖
针对行业痛点，新版标准要求测试必须包含以下两种严苛场景：
①最严苛电芯位置：选择散热条件最差的电芯作为初始触发点；
②多电芯同时失效：模拟极端故障（如BMS失效）下多个电芯并发热失控的影响。
案例：某厂商在测试中发现，当边缘电芯热失控时，机柜金属框架的热传导会加速相邻模组升温，这一结果直接推动了隔热涂层的设计改进。
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评估流程的三大创新
1.基于风险量化的安全阈值设计
UL9540A:2025引入“热失控传播时间”（TRPT）概念，要求系统设计必须满足：
TRPT≥T消防响应+T人员疏散
其中，消防响应时间需根据具体应用场景（如户用、电网侧）定制。例如，电网侧储能通常要求TRPT≥30分钟，以确保消防系统有足够时间启动。
2.仿真与实测的耦合验证
标准鼓励采用“数字孪生”技术，在实测前通过CFD（计算流体力学）仿真预测热失控传播路径，再通过实测数据校准模型。这一方法可大幅降低测试成本，尤其适用于大型储能系统。
3.动态评估报告的强制要求
2025版规定，测试报告需包含：
①热失控触发条件的敏感性分析；
②不同环境温度（20°C至50°C）下的传播差异；
③系统老化（如循环5000次后）对安全性的影响。
意义：推动厂商从“通过测试”转向“全生命周期安全设计”。
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对行业的影响与应对建议
1.技术门槛提升，倒逼材料与设计创新
①电芯层面：高稳定性电解质（如半固态电池）、耐高温隔膜成为刚需；
②系统层面：相变材料、气凝胶隔热板、定向排爆设计加速普及；
③消防系统：多级联动灭火（电芯级抑制剂+机柜级水雾）成为主流方案。
2.测试成本与周期挑战
四级测试的全流程耗时可能超过6个月，成本高达百万美元。建议企业：
①提前与认证机构合作，制定测试预研计划；
②采用模块化设计，减少重复测试；
③参与行业联盟，共享部分测试数据。
3.全球市场准入的“通行证”
UL9540A已被美国NFPA855、欧盟IEC63056等多国标准引用，通过其测试是进入欧美高端市场的必要条件。2025版进一步与中国的GB/T36276对标，助力中国企业出海。
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结语
UL9540A:2025的发布，标志着储能安全从“事后补救”迈入“主动防控”的新阶段。对厂商而言，这不仅是合规挑战，更是通过差异化安全设计抢占市场先机的机遇。未来，随着人工智能、新型传感技术的融合，热失控测试有望实现更高精度的实时预警——而这一切的起点，正是今天对标准的深刻理解与践行。
