JFPATestMethodforNewFoamFireExtinguishin江蘇省消防協(xié)會發(fā)布1T/JFPA0019—2025儲能電池專用新型泡沫滅火劑測試標準本文件規(guī)定了磷酸鐵鋰儲能電池（以下簡稱“儲能電池”）新型泡沫滅火劑滅火測試電池樣本、樣本初始化充放電、滅火系統(tǒng)參數(shù)、滅火測試模型、燃燒總釋放熱測試方法、滅火測試方法和滅火測試判定方法的技術要求。本文件適用于磷酸鐵鋰儲能電池單體、模塊及簇的新型泡沫滅火劑滅火有效性測試。本文件不適用于動力電池及相關系統(tǒng)。下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T384石油產品熱值測定法GB4351手提式滅火器GB15308泡沫滅火劑GB/T36276電力儲能用鋰離子電池GB/T42313電力儲能系統(tǒng)術語GB44240電能存儲系統(tǒng)用鋰蓄電池和電池組安全要求GB50898細水霧滅火系統(tǒng)技術規(guī)范DL/T2528電力儲能基本術語DB32/T4682預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術規(guī)范ISO9705Firetests—Full-scaleroomtestforsurfaceproductsGB/T36276、GB/T42313、GB4351、GB15308、GB50898、DL/T2528界定的以及下列術語和定義適用于本文件。3.1術語和定義3.1.1新型泡沫滅火劑novelfoamextinguishingagent由水、氣凝膠粉末、滲透劑、阻燃劑以及其他添加劑組成，以遇熱后發(fā)泡形式滅火的泡沫滅火劑。本標準中的新型泡沫滅火劑僅適用于儲能電池滅火。T/JFPA0019—202523.1.2燃燒總釋放熱t(yī)otalheatreleasedduringcombustion在規(guī)定的測試條件下，一定質量或體積的材料完全燃燒（或發(fā)生氧化分解反應）過程中所釋放出的總熱量，單位通常為kJ/kg（質量基準）或kJ/m3（體積基準），是衡量材料燃燒放熱特性的核心參數(shù)之3.1.3量熱儀calorimeter一種測定物質反應熱的儀器。3.1.4脈沖點火器pulseigniter一種利用脈沖原理產生階段性瞬間電火花，從而點火的電子產品。3.1.5儲能電池模塊框架energystoragebatterymoduleframework完整儲能電池模塊除去所有電池單體的其余部分。3.1.6火焰自熄時間flameselfextinguishingtime在規(guī)定的試驗條件下，移除火源后樣本自行停止燃燒（無明火、無冒煙）所需的時間。3.1.7加熱裝置heatingdevice具有明確功率可實現(xiàn)電池單體外部加熱的裝置。3.1.8熱失控觸發(fā)對象thermalrunawaytriggerobject儲能電池模塊中通過外部加熱或過充的方式第一個觸發(fā)熱失控的電池單體。3.1.9電池單體batterycell電池單體是構成電池模組、電池包的最小獨立電化學單元，由正極、負極、電解質、隔膜及外殼等核心部件組成，能夠獨立實現(xiàn)電能與化學能的相互轉換。3.1.10電池模塊batterymodule由多個電池單體按照一定的串并聯(lián)方式組合，搭配匯流排、固定支架、采樣線束、絕緣件、冷卻部件等輔助組件，形成的具備獨立電能輸出能力的電池集合單元。3.1.11電池簇batterycluster由多個電池包按照特定的串并聯(lián)拓撲結構組合而成，配備簇級管理單元（BCU）、匯流設備、保護裝置及通信組件，能夠實現(xiàn)獨立運行、監(jiān)控和調度的儲能電池單元。3.2符號下列符號適用于本文件。T/JFPA0019—20253數(shù)值小數(shù)點后位數(shù)不超過2位。Nc：儲能電池模塊內電池單體總數(shù)量。Prc：額定充電功率，電池單體的單位為W，電池模塊的單位為kW，電池簇的單位為kW或MW，數(shù)值小數(shù)點后位數(shù)不超過2位。Prd：額定放電功率，電池單體的單位為W，電池模塊的單位為kW，電池簇的單位為kW或MW，數(shù)值小數(shù)點后位數(shù)不超過2位。c：儲能電池單體燃燒總釋放熱，單位為kJ，數(shù)值小數(shù)點后位數(shù)不超過2位。Qfra：儲能電池模塊框架燃燒總釋放熱，單位為kJ，數(shù)值小數(shù)點后位數(shù)不超過2位。Qtot：儲能電池模塊燃燒總釋放熱，單位為kJ，數(shù)值小數(shù)點后位數(shù)不超過2位。Unom：標稱電壓，單位為V，數(shù)值小數(shù)點后位數(shù)不超過2位。4.1儲能電池新型泡沫滅火劑儲能電池新型泡沫滅火劑滅火測試應按照儲能電池樣本分為單體級、模塊級和簇級三種。不同層級的滅火測試效果不可互相替代。4.2測試用電池的電壓、容量以儲能電池樣本為準。5.1樣品綜合要求測試所使用的儲能電池單體、模塊和簇測試樣，應為通過GB/T36276測試要求，且出具檢測檢驗合格報告，安全性不低于GB/T36276要求的能量型電池單體、模塊和簇，且模塊內電池單體之間不應設置隔熱材料，模塊內電池單體應互相緊密貼鄰。5.2電池單體在額定功率條件下初始充放電性要求初始充電能量不小于額定充電能量；初始放電能量不小于額定放電能量；5°C條件下初始充放電能量效率不小于80.0%；T/JFPA0019—2025425°C條件下初始充放電能量效率不小于93.0%；45°C條件下初始充放電能量效率不小于93.0%；25°C條件下初始充電能量極差不大于初始充電能量平均值的4.0%；25°C條件下初始放電能量極差不大于初始放電能量平均值的4.0%。5.3電池模塊在額定功率條件下初始充放電性能要求初始充電能量不小于額定充電能量；初始放電能量不小于額定放電能量；5°C條件下初始充放電能量效率不小于85.0%；25°C條件下初始充放電能量效率不小于94.0%；45°C條件下初始充放電能量效率不小于94.0%；25°C條件下初始充電能量極差不大于初始充電能量平均值的4.5%；25°C條件下初始放電能量極差不大于初始放電能量平均值的4.5%。5.4電池簇在額定功率條件下初始充放電性能要求初始充電能量不小于額定充電能量；初始放電能量不小于額定放電能量；初始充放電能量效率不小于95.0%；充電結束時電池單體電壓極差不大于250mV；放電結束時電池單體電壓極差不大于300mV；充電結束時電池單體溫度極差不大于6°C；放電結束時電池單體溫度極差不大于6°C；充電結束時電池模塊電壓極差不大于電池模塊標稱電壓的5.0%；放電結束時電池模塊電壓極差不大于電池模塊標稱電壓的5.0%。6.1初始化充放電環(huán)境與試驗線路連接要求6.1.1適宜初始化環(huán)境大氣壓力86~106kPa，環(huán)境溫度15°C~40°C，相對濕度≤80％。6.1.2電池單體試驗線路連接規(guī)定T/JFPA0019—20255a）根據試驗溫度、濕度以及電池單體尺寸、電壓、功率等參數(shù)選擇試驗設備；b）電池單體正負極與試驗設備通過輸入輸出線纜連接，形成電流回路；c）電池單體正負極與試驗設備通過電壓數(shù)據采樣線連接，形成電壓數(shù)據采集回路；d）電池單體溫度采樣點與試驗設備通過溫度數(shù)據采樣線連接，形成溫度數(shù)據采集回路，對不使用夾具的檢驗項目，電池單體的溫度采樣點為電池單體表面面積較大的平面中心位置，對使用夾具的檢驗項目，電池單體的溫度采樣點為電池單體側面中心位置。6.1.3電池模塊試驗線路連接規(guī)定a）根據試驗溫度、濕度以及電池模塊尺寸、電壓、功率等參數(shù)選擇試驗設備；b）電池模塊正負極與試驗設備通過輸入輸出線纜連接，形成電流回路；c）電池模塊和電池單體的正負極與試驗設備通過電壓數(shù)據采樣線連接，形成電壓數(shù)據采集回路；d）電池模塊溫度采樣點與試驗設備通過溫度數(shù)據采樣線連接，形成溫度數(shù)據采集回路，電池模塊溫度采樣點包括電池模塊正極匯流排、負極匯流排的固定采樣點和不少于2個有代表性的隨機采樣點；e）采用液體冷卻方式的電池模塊，初始化充放電過程中液冷系統(tǒng)可工作，滅火測試前放空冷卻液。6.1.4電池簇試驗線路連接規(guī)定a）根據試驗溫度、濕度以及電池簇尺寸、電壓、功率等參數(shù)選擇試驗設備；b）電池簇正負極與試驗設備通過輸入輸出線纜連接，形成電流回路；c）試驗設備與電池簇的電池管理系統(tǒng)通過通信線連接，形成控制保護回路；d）電池簇、電池模塊和電池單體的正負極與試驗設備通過電壓數(shù)據采樣線連接，形成電壓數(shù)據采集回路；e）電池簇溫度采樣點與試驗設備通過溫度數(shù)據采樣線連接，形成溫度數(shù)據采集回路。6.2初始化充放電6.2.1電池單體初始化充放電步驟a）按照試驗線路連接要求將試驗樣品放置于環(huán)境模擬裝置內并與充放電裝置連接；b）設置環(huán)境模擬裝置溫度為25°C；c）在(25±2)°C下靜置5h，靜置時間需保持準確一致；d）以Prd恒功率放電至電池單體放電截止條件，靜置10min，靜置時間需保持準確一致，記錄功率、時間、電壓、溫度、充電能量；T/JFPA0019—20256e）以Prc恒功率充電至電池單體充電截止條件，靜置10min，記錄功率、時間、電壓、溫度、放電能量；f）初始化充放電結束。6.2.2電池模塊初始化充放電步驟a）按照試驗線路連接要求將試驗樣品放置于環(huán)境模擬裝置內并與充放電裝置連接；b）設置環(huán)境模擬裝置溫度為25°C；c）在(25±2)°C下靜置5h；d）以Prd恒功率放電至電池模塊放電截止條件，靜置10min，記錄功率、時間、電壓、溫度、充電能量；e）以Prc恒功率充電至電池模塊充電截止條件，靜置10min，記錄功率、時間、電壓、溫度、放電能量；f）初始化充放電結束。6.2.3電池簇初始化充電步驟a）按照試驗線路連接要求將試驗樣品與充放電裝置連接；b）以Prd恒功率放電至電池簇放電截止條件，靜置10min，記錄功率、時間、電壓、電流、溫度、電池模塊電壓極差、電池單體電壓極差、電池單體溫度極差、放電能量；c）以Prc恒功率充電至電池簇充電截止條件，靜置10min，記錄功率、時間、電壓、電流、溫度、電池模塊電壓極差、電池單體電壓極差、電池單體溫度極差、充電能量；f）初始化充放電結束。7.1滅火測試所使用的儀器、測試環(huán)境和具體測試方法應滿足要求。7.2儀器測試用儀器和設備應滿足以下要求：a）秒表：測量精度不低于±0.1s；b）K型熱電偶：直徑為1.0mm，測量范圍0~1000°C，精度不低于±1°C；c）充放電循裝置：電壓測量精度不低于±0.5%F.S.，電流測量精度不低于±0.5%F.S.，功率測量精度不低于±0.5%F.S.；T/JFPA0019—20257d）風速儀：精度不低于±0.3m/s；e）溫度計：測量范圍-20~40°C，精度不低于±0.5°C；f）濕度計：測量范圍0~100%，精度不低于±2%；g）氣壓計：精度不低于±0.1kPa；h）壓力計：精度不低于±0.5%F.S.；i）電子秤：分辨率不低于0.1g，精度不低于±0.5%F.S.；j）熱流計：應采用水冷熱電堆式熱流計，精度不低于±3%F.S.。k）環(huán)境模擬裝置：溫度范圍-40~100°C，精度不低于±1°C，溫度波動度±1°C，溫度均勻度≤2°C，相對濕度范圍10~98%，精度不低于±2%。l）脈沖點火器：點火電壓應不小于5kV，電流應不小于10mA，應能保證引燃電池熱失控產生的氣體，接觸火焰部分耐高溫不低于1000°C。測試數(shù)據（如電壓、溫度等）的記錄間隔不應大于1s。注：F.S.為滿量程（fullscale）7.3儲能電池單體滅火測試方法電池單體熱失控滅火測試按照下列步驟進行：a）將完成了初始化充放電的測試樣品置于熱失控測試模型中。b）以I=Prc/Unom恒流充電，啟動加熱，記錄時間、電壓、電流、溫度、溫升速率，記錄測試過程現(xiàn)象，包括膨脹、漏液、冒煙、起火、爆炸、外殼破裂及破裂位置。c）當安全閥打開后5s內，點燃電池火焰并保持脈沖點火器持續(xù)開啟。d）當發(fā)生熱失控時停止觸發(fā)，關閉加熱及充放電裝置并即開始滅火，滅火時應使噴頭/噴槍完全開啟并連續(xù)噴射，操作者的任何部位不應觸及模型。e）明火撲滅1h內，每隔3min啟動脈沖點火器點火一次。f）滅火停止時間見本標準10.6對應內容。g）記錄測試結果及滅火劑用量。7.4儲能電池模塊滅火測試方法電池模塊熱失控滅火測試按照下列步驟進行：a）將完成了初始化充放電的測試樣品置于熱失控測試模型中。b）以觸發(fā)對象的額定功率與其標稱電壓的比值作為電流值對觸發(fā)對象進行恒流充電，記錄觸發(fā)對T/JFPA0019—20258象的時間、電壓、電流、溫度、溫升速率，記錄監(jiān)測對象的時間、電壓、溫度、溫升速率，記錄測試過程現(xiàn)象，包括膨脹、漏液、冒煙、起火、爆炸。c）當電池模塊內未觸發(fā)熱失控的電池單體數(shù)量減少到總數(shù)量的55%時，且火焰持續(xù)燃燒時長超過3min，則預燃結束，在此期間若火焰熄滅則通過相同方式重新點燃，并重新計時火焰持續(xù)燃燒時長，直至超過3min。d）預燃結束后即開始滅火，滅火時應使噴頭/噴槍完全開啟并連續(xù)噴射，操作者的任何部位不應觸及模型。e）明火撲滅1h內，每隔3min使用脈沖點火器在電池模塊泄壓閥處點火一次。f）滅火停止時間見本標準10.6對應內容。g）記錄測試結果及滅火劑用量。7.5儲能電池簇滅火測試方法電池簇熱失控滅火測試按照下列步驟進行：a）將完成了初始化充放電的測試樣品置于熱失控測試模型中。b）在引燃盤內先倒入深度為30mm清水，再加入規(guī)定量的車用汽油。將引燃盤放入電池簇的正下方。c）點燃汽油，等待預燃結束，預燃結束時間為電池簇最底層模塊內未觸發(fā)熱失控的電池單體數(shù)量減少到總數(shù)量的55%時，且火焰持續(xù)燃燒時長超過3min：1）若引燃盤內汽油在預燃結束時仍未燃盡，則立即使用便攜式滅火器將引燃盤內火焰熄滅，期間操作者和滅火器的任何部位不應觸及模型，且滅火過程不應波及電池簇。2）除1）所述情形外，在預燃期間若火焰熄滅則通過外部引燃重新點燃火焰，并重新計時火焰持續(xù)燃燒時長，直至超過3min。8.1儲能電池單體測試模型測試模型依據電池種類應滿足GB/T36276中6.7.4.2.1對加熱部件及溫度傳感器的要求，且應將測試模型固定，使儲能電池單體在測試過程中位置保持恒定。將電池單體正負極柱與充放電裝置連接，并將加熱部件及溫度傳感器布置于測試樣品表面。電池單體安全閥正上方1cm處固定耐高溫脈沖點火器，電池單體四周水平距離3m、垂直距離1m處各設置一熱流計正對電池安全閥。T/JFPA0019—20259表1滅火測試模型加熱及采樣要求測試樣品額定放電能量加熱部件功率W加熱部件形狀及布置位置溫度傳感器布置位置250片狀，布置于試驗樣品面積較大的平面，尺寸不大于被加熱面尺寸布置于被加熱面對側中心位置4506508008.2儲能電池模塊測試模型測試模型由平放在金屬支架上（或其他類似的支架上）的一個儲能電池模塊和支架上方的滅火劑噴口及輸運管道構成，支架高為400±10mm。以電池模塊中心位置電池單體或最小并聯(lián)單元為熱失控觸發(fā)對象，將其正負極柱與充放電裝置連接，并保持熱失控觸發(fā)對象與相鄰電池單體的電氣連接。以模塊內其余電池單體為熱失控監(jiān)測對象，將溫度傳感器布置于監(jiān)測對象遠離觸發(fā)對象一側的中心位置或監(jiān)測對象正負極柱所在表面且與正負極柱等距的位置，所連接線纜應保證在不大于電池單體能持續(xù)工作的最大電流下恒流充電不熔化不起火。電池模塊四周水平距離3m、垂直距離1m處各設置一熱流計正對電池模塊。8.3儲能電池簇測試模型測試模型由電池簇、架在電池簇下方的金屬墊高支架、電池簇上方的滅火劑噴口及輸運管道和支架下方的正方形金屬制的引燃盤構成，支架高為400±10mm。使用汽車用汽油引燃儲能電池簇試驗模型，汽車用汽油放入引燃盤內，燃油量根據該儲能電池模塊火災荷載計算公式與汽油熱值換算得出，引燃盤尺寸符合GB4351第7.6.2.2條與引燃油量的對應關系。汽油熱值應通過GB/T384規(guī)定的量熱計氧彈法測量得出。電池簇四周水平距離3m、垂直距離1m處各設置一熱流計正對電池簇。儲能電池新型泡沫滅火劑滅火測試，應基于新型泡沫滅火劑施加特性，選擇細水霧系統(tǒng)、便攜式滅火器和泡沫滅火系統(tǒng)，并確定適用參數(shù)。9.1細水霧系統(tǒng)T/JFPA0019—2025噴頭的工作壓力不小于10MPa，系統(tǒng)的最小噴霧強度不小于1L/min.m2，噴霧應覆蓋儲能電池單體、模塊、簇除底面的所有外表面，噴頭類型、布置方式、角度等系統(tǒng)設計尚應符合現(xiàn)行國家標準GB50898的有關規(guī)定。9.2便攜式滅火器便攜式滅火器的最小有效噴射時間不低于13s，充裝量應為6L或9L，滅火器尚應符合現(xiàn)行國家標準GB4351的有關規(guī)定。在儲能電池簇滅火測試中不應使用本方式滅火。9.3新型泡沫滅火栓系統(tǒng)泡沫槍入口壓力為0.63MPa，流量為11.4L/min，泡沫混合液連續(xù)供給時間不低于實際滅火測試時間，泡沫槍對應系統(tǒng)設計尚應符合現(xiàn)行國家標準GB15308的有關規(guī)定。在儲能電池簇滅火測試中泡沫槍數(shù)量為2根，其余測試中為1根。儲能電池單體及儲能電池模塊應進行獨立的燃燒總釋放熱測試。測試應在對應規(guī)模下的量熱儀內開展，量熱儀滿足ISO9705標準對于量熱氣體分析儀器的要求。測試應在室內進行，相對濕度≤80%，大氣壓力86~106kPa，環(huán)境溫度