Североамериканские рекомендации по сертификации систем хранения энергии на основе батарей (BESS)

По мере ускорения глобального энергетического перехода системы хранения энергии на основе батарей (BESS) играют все более важную роль в сглаживании пиковых нагрузок в энергосистеме, интеграции возобновляемых источников энергии и аварийном резервном электроснабжении. Будучи ключевым экспортным направлением для продукции в области хранения энергии, североамериканский рынок предъявляет особенно строгие требования к безопасности продукции, надежности системы и соблюдению нормативных требований.

Для обеспечения четкого и систематического понимания этих требований в данной статье используется типичный пример.шкаф для хранения энергии от батареи В качестве примера приводится краткое изложение основных стандартов сертификации, требований к тестированию и точек межфункциональной координации для экспорта продукции BESS в Северную Америку.

I. Обзор системы сертификации: Полная цепочка безопасности от ячейки до системы

Сертификация систем хранения энергии в Северной Америке осуществляется в соответствии с Философия поэтапной проверки снизу вверх, формируя полную и отслеживаемую цепочку доказательств безопасности от элементов и модулей батареи до полностью интегрированной системы:

• Базовая сертификация безопасности батарей – UL 1973: Оценивает электрическую, механическую и экологическую безопасность батарей на уровне отдельных элементов, модулей и систем.
• Оценка теплового разгона и распространения огня – UL 9540A: Оценивает поведение при тепловом разгоне и риски распространения на основе репрезентативных испытаний на возгорание и механическое воздействие.
• Сертификация системной интеграции – UL 9540: Подтверждает, что вся система хранения энергии соответствует североамериканским требованиям безопасности при установке и эксплуатации.
• Документация по соответствию нормативным требованиям – NFPA 68 / 69 / 855: Нормы противопожарной защиты и монтажа, обычно используемые в качестве технической основы для утверждения компетентным органом (AHJ).

Вместе эти элементы образуют незаменимый «треугольник безопасности» для доступа на рынок Северной Америки.

II. Обзор основных стандартов сертификации

В таблице ниже приведено краткое описание основных стандартов сертификации, области их применения, типовых примеров требований и практической интерпретации.

Стандарт	Область применения	Типичные требования к образцам	Практическая интерпретация
UL 1973:2022	Элементы аккумуляторной батареи	16 клеток (Приложение E E3–E9) или 22 клетки (Приложение E E11)	Сертификация безопасности на уровне элементов питания служит своего рода «идентификационной картой» батареи, подтверждая, что она не загорится и не взорвется при неправильном использовании.
	Аккумуляторные модули	4 модуля + 2 комплекта жгутов для зарядки/разрядки	Необязательно; требуется только в том случае, если модули продаются как отдельные продукты.
	Аккумуляторные системы	1 комплектный шкаф + 3 высоковольтных блока + 4 модуля + 2 комплекта жгутов проводов	Проверяет многомерные показатели безопасности шкафа, включая электрические, механические и экологические аспекты.
UL 9540A:2025	Ячейка → Модуль → Блок / Стойка	10 ячеек + 1 модуль + 3 заглушки + 1 рабочая стойка	Моделирует сценарии распространения теплового разгона и оценивает риск возгорания, демонстрируя, что отказ одной ячейки не вызовет каскадных системных опасностей.
FCC Часть 15B	Все изделия с электронными схемами	1 полный продукт	Обеспечивает электромагнитную совместимость (ЭМС) и предотвращает помехи для находящегося поблизости беспроводного или электронного оборудования.
UL 9540:2025	Системы хранения энергии	1 шкаф или стойка + кабель для зарядки/разрядки	Сертификация на системном уровне, подтверждающая соответствие североамериканским стандартам безопасности и право на включение в список UL.
NFPA 68	Конструкция защиты от взрыва	Физический образец не требуется	Рассматривается обоснованность конструкции взрывозащитных устройств для предотвращения накопления давления.
NFPA 69	Системы предотвращения взрывов	Физический образец не требуется	Рассматриваются конструкции систем обнаружения газа и вентиляции, часто с использованием результатов моделирования.
NFPA 855	Пожарная безопасность и монтаж	Физический образец не требуется	Охватывает расстояния противопожарной защиты, системы противопожарной защиты и анализ снижения опасности (HMA); служит основной основой для получения разрешения на противопожарную защиту.

Примечание: Сами по себе стандарты NFPA не являются сертификатами, а Документы по оценке соответствияВ большинстве случаев, перед подачей заявки на получение разрешения на установку в местных органах власти, они должны быть рассмотрены и одобрены лицензированным в США инженером по противопожарной защите.

III. Процесс сертификации и практические соображения

1. Определение области действия сертификации

• 1973:Основное внимание уделяется безопасности отдельного шкафа или стойки.
• UL 9540A:В центре внимания группа шкафов, рассматривается вопрос о том, может ли распространение теплового разгона повлиять на соседнее оборудование или пути эвакуации.

2. Предварительная проверка продукта перед сертификацией

Перед началом официальной сертификации инженерные группы должны провести внутреннюю самопроверку:

• 1973: Конструкция системы терморегулирования, количество модулей в шкафу, пригодность для прибрежных или высокосоленых сред, степень защиты IP, ограничения по высоте, схема заземления и количество защитных слоев BMS.
• FCC Часть 15B: Максимальная рабочая частота; длина коммуникационных и силовых кабелей (особенно тех, которые превышают 3 метра).
• UL 9540A:Сценарий установки (внутри/снаружи помещения), расстояние между стойками и расстояние от стойки до стены, а также конфигурация системы пожаротушения.

3. Подготовка образцов для тестирования

• 1973: Один комплектный шкаф, представительские модули и высоковольтные коробки, а также критически важные запасные части (например, BMS, предохранители).
• UL 9540A:Одна рабочая стойка и три стойки, заполненные макетными модулями, включая все жгуты проводов. В стойках необходимо предварительно просверлить отверстия для установки датчика теплового потока.

Ключевое напоминание:Испытательные образцы должны полностью соответствовать окончательной конфигурации серийного производства. Изменения в конструкции после испытаний могут привести к аннулированию результатов сертификации.

4. Подготовка документации

Для упрощения процесса проверки и тестирования следует заранее подготовить следующие материалы:

• Технические характеристики элементов питания
• Существующие протоколы и сертификаты испытаний элементов питания UL 1973
• Электрические блок-схемы
• Схемы логики защиты и функциональные описания
• Механические чертежи, размеры и разнесенные схемы

5. Обзор конструкции с точки зрения безопасности

В ходе опытно-промышленных испытаний инженеры по технике безопасности обычно проводят анализ проектной документации, уделяя особое внимание следующим аспектам:

• Адекватность механизмов защиты
• Соответствие расстояний утечки и зазоров
• Рациональность механического и конструктивного проектирования
• Статус сертификации ключевых компонентов
• Соответствие этикеток и маркировки продукции требованиям безопасности

6. Рекомендации по проведению базового тестирования

Группы исследований и разработок и безопасности должны совместно определить базовые валидационные тесты, которые обычно включают в себя:

• Испытания на тепловой разгон (для отдельных ячеек согласно UL 1973 и для распространения на системном уровне согласно UL 9540A)
• Испытание на короткое замыкание
• Вибрационные испытания

IV. Заключение

Сертификация в Северной Америке — это не просто получение сертификатов, это всесторонняя и систематическая проверка безопасности продукции и возможности контроля рисков. От аккумуляторных элементов до полной системной интеграции, процесс сертификации служит строгим инструментом повышения безопасности.

Учитывая вопросы безопасности на ранних этапах проектирования продукции и согласовывая планы сертификации между различными группами, производители могут добиться более плавных процессов сертификации, более быстрого утверждения проектов и устойчивого успеха на североамериканском рынке систем хранения энергии.