2025-03-31 · 华慧防火技术研究

UL 9540A 与 NFPA 855 的渊源与协同

2010 年代,全球储能产业进入高速发展期,但储能系统热失控引发的火灾事故频发,暴露了“技术发展快于标准制定”的矛盾。美国作为储能市场的先行者,率先面临监管挑战。

标准起源

2010 年代,全球储能产业进入高速发展期,但储能系统热失控引发的火灾事故频发,暴露了“技术发展快于标准制定”的矛盾。美国作为储能市场的先行者,率先面临监管挑战。

2015 年,UL 发布UL 9540储能系统及设备安全标准,首次提出储能系统的电气安全、机械安全及热失控防护要求,但未明确热失控火灾蔓延的测试方法。

NFPA 855的制定源于储能项目在社区部署中面临的阻力。例如,美国加州等地因消防隐患引发的公众抗议,迫使监管机构出台更严格的安装规范,2016 年,美国国家消防协会(NFPA)启动NFPA 855制定,目标是建立固定式储能系统的安装规范。初期版本参考了 NFPA 1(消防规范)和 NFPA 70(国家电气规范),但对电池热失控的火灾风险缺乏量化依据。

此时,美国各地消防部门和建筑法规机构发现,传统 “一刀切” 的容量限制(如室内单系统≤50kWh)和间距要求(≥3 英尺)严重制约了储能项目的经济性。行业急需一种通过测试证明安全性的技术路径,而非单纯依赖保守限制。

UL 9540A 的诞生

2017 年,UL 9540A 第一版发布,为储能系统的热失控风险提供科学评估框架。UL 9540A 建立了分级测试体系:建立电芯→模组→单元→安装的四个层级测试逻辑,逐层验证热失控的触发条件、气体排放特性及蔓延规律。模拟电池在极端条件下的热失控行为,量化火灾蔓延风险,并为设计优化提供数据支撑。例如:

电芯级测试需测量燃烧下限(LFL)、最大爆炸压力(Pmax)和燃烧速率(引用 ASTM E918 标准);

模组级测试增加烟雾释放量和热扩散速率评估;

安装层级模拟集装箱或建筑级系统的火灾连锁反应。

UL 9540A成为可以“为 NFPA 855 提供热失控火灾蔓延的科学评估工具”。

NFPA 855 明确规定,若储能系统通过 UL 9540A 测试,可突破容量和间距限制。例如:

原 NFPA 855-2021 要求室内单系统≤50kWh,单元间距≥3 英尺;

通过测试后,试点项目允许单系统达 200kWh,间距缩短至 1 米以内。

NFPA 855 的迭代

UL 9540A是测试工具,NFPA 855是合规指南。NFPA 855 的历次修订均与 UL 9540A 的修订有联系,两者形成 “规范要求 - 测试方法”的共生关系。

NFPA 855引入了“基于测试的安装许可”机制,允许监管机构根据 UL 9540A 报告放宽容量和间距限制;明确储能系统的消防设计需参考 UL 9540A 的爆炸压力、烟雾毒性数据,例如要求安装气体灭火系统和防爆泄压装置。

这对储能产品利好,比如宁德时代等企业通过 UL 9540A 测试后,其储能产品在北美市场的准入障碍大幅降低。

Science & Technology

需要我们关注的是:

作为全球首部针对储能系统热失控蔓延的专项安全规范,在经历了历时16个月,经27轮跨洲技术磋商与投票表决之后,UL 9540A第五版也终于在2025年3月12日正式发布,完成迭代升级。新版标准标志着储能安全标准从“被动防火”向“主动预警”的战略跃迁。该标准不仅被美国、加拿大列为强制性国家标准,更被新加坡、马来西亚及澳大利亚维多利亚州等国际主流市场纳入储能系统安装法规,覆盖美、加、澳、东南亚等关键市场,为企业出海提供统一技术框架。

目前NFPA 855-2026版本也正在征求意见过程中,UL 9540A第五版的更新直接推动NFPA 855修订策略,人们更关注大规模火灾测试的全面应用,NFPA 855-2026新增附录,详细规定如何基于 UL 9540A 第五版的测试数据审批项目。

协同模式

UL 9540A与NFPA 855的协同模式被多国借鉴。

美国《国际防火规范》(IFC)、《加州消防法》等地方条例直接采纳 NFPA 855 与 UL 9540A 的组合要求;

新加坡与澳大利亚:直接引用NFPA 855的安装规范,并强制要求UL 9540A测试报告;

欧盟:虽没有全盘采纳,但《电池法规》要求的热失控测试方法与UL 9540A高度相似,未来还需通过测试数据互认减少企业合规成本。

UL 9540A与NFPA 855的关系本质上是技术标准与法规标准的深度耦合。前者通过测试量化风险,后者将数据转化为可执行的安装规则。未来,随着技术进步和全球标准的融合,这对 “黄金组合” 将继续引领储能行业向更安全、更高效的方向演进。

这次UL 9540A 第五版也会成为成为 NFPA 855 修订的技术基石。其影响不仅在于标准本身的更新,更在于重塑储能系统的设计逻辑—— 从“保守限制容量” 转向“通过测试证明安全性”,加速大型储能项目的落地。对于企业而言,更需要重点关注大规模火灾测试的合规性,以应对北美及全球市场的准入要求。

原文首发于公众号「华慧防火技术研究」,查看原文

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