Certification de sécurité des systèmes de stockage d’énergie : normes UL9540 et UL9540A
2025-04-25
UL 9540 : Norme de sécurité pour les systèmes et équipements de stockage d’énergie
UL 9540 est une norme de sécurité développée par Underwriters Laboratories (UL) pour les systèmes de stockage d’énergie (ESS) et leurs équipements. Elle s’adresse principalement aux exigences de sécurité liées à la conception, à la fabrication et à l’installation des systèmes de stockage à base de batteries lithium-ion, de piles à combustible et d’autres technologies de stockage. Cette norme garantit la sécurité des systèmes de stockage d’énergie en conditions normales et anormales de fonctionnement, et elle est largement utilisée dans les systèmes de stockage résidentiels, commerciaux, industriels ainsi qu’à l’échelle du réseau électrique.
1. Champ d’application de la norme UL 9540
Cette norme s’applique aux systèmes de stockage d’énergie complets, incluant les équipements de stockage, les systèmes de contrôle et la gestion énergétique, notamment :
• Systèmes de stockage à batteries lithium-ion
• Batteries sodium-soufre
• Batteries au plomb-acide
• Batteries à électrolyte solide
• Stockage d’énergie par volant d’inertie
• Supercondensateurs
• Piles à combustible
La norme UL 9540 est principalement utilisée pour la certification de sécurité des systèmes de stockage d’énergie suivants :
• Systèmes photovoltaïques avec stockage intégré (solaire + stockage)
• Stockage d’énergie industriel à grande échelle
• Stockage d’énergie à l’échelle du réseau électrique
• Stockage d’énergie à l’échelle du réseau électrique
2. Principaux essais et exigences
La norme UL 9540 comprend une série de tests essentiels en matière de sécurité, couvrant les risques de emballement thermique, la sécurité électrique, la sécurité mécanique ainsi que l’adaptabilité aux conditions environnementales. Les principales exigences d’essai comprennent :
(1) Sécurité des systèmes de batteries
• Protection contre l'emballement thermique : Le système de batteries ne doit pas subir d'emballement thermique, d'incendie ou d'explosion dans des conditions extrêmes.
• Test de court-circuit : Simuler des conditions de court-circuit interne pour garantir que le système ne provoque pas d'accidents de sécurité graves.
• Test de surcharge/décharge excessive : Vérifier que le système de batteries peut fonctionner en toute sécurité sous des conditions de tension extrêmes.
• Test de cycle thermique : Tester la fiabilité de la batterie dans un environnement de température élevée et basse à long terme.
(2) Sécurité électrique
• Test de résistance à la tension d'isolement : Garantir la fiabilité de l'isolation des composants haute tension afin de prévenir les risques de choc électrique ou de court-circuit.
• Test de courant de fuite : Vérifier que le système ne génère pas de courant de fuite excessif pouvant affecter la sécurité des personnes.
• Protection contre la mise à la terre : Tester si l’équipement peut efficacement conduire le courant à la terre en cas de défaut pour éviter le risque de choc électrique.
(3) Sécurité mécanique
• Test de choc et de vibration : S'assurer que le système de stockage d'énergie ne sera pas endommagé par des vibrations ou des chocs pendant le transport, l'installation ou l'exploitation.
• Test de protection de l'enceinte (indice de protection - IP) : Tester la résistance du système à la poussière et à l'eau pour garantir son bon fonctionnement dans des environnements difficiles.
(4) Adaptabilité environnementale
• Test de température et d'humidité : Simuler des environnements de température et d'humidité extrêmes pour vérifier la résistance aux intempéries du système de stockage d'énergie.
• Test de corrosion par brouillard salin : Pour les systèmes de stockage d’énergie situés dans les zones côtières, vérifier leur résistance à la corrosion.
• Test de feu et de fumée : Vérifier la sécurité du système en conditions d'incendie et limiter les émissions de fumée et de gaz toxiques.
(5) Sécurité au niveau du système
• Vérification de la fonction du BMS (système de gestion de batterie) : Garantir que le BMS peut surveiller l'état de la batterie et fournir une protection contre la surcharge, la décharge excessive, les anomalies de température, etc.
• Protection contre la propagation de l'emballement thermique : Garantir que l'emballement thermique d'une batterie individuelle ne provoque pas une perte de contrôle du système de stockage d'énergie dans son ensemble.
• Fonction d'arrêt d'urgence : Dans des circonstances anormales, le système doit pouvoir couper automatiquement l'alimentation pour réduire les risques.
3. UL 9540A : Test d'emballement thermique
UL 9540A est une méthode de test spécifique pour l'emballement thermique des systèmes de stockage d'énergie. UL 9540A n'est pas une norme de certification indépendante, mais elle est utilisée pour évaluer la propagation de l'emballement thermique dans les systèmes de stockage d'énergie. Ce test fait généralement partie de la certification UL 9540 et est particulièrement adapté pour les batteries lithium-ion.
Les principaux tests de UL 9540A sont les suivants :
• Emballage thermique d'une seule cellule (Test au niveau de la cellule)
• Emballage thermique d'un module de batterie (Test au niveau du module)
• Emballage thermique d'un pack de batteries/armoire de batteries (Test au niveau du pack/système)
• Propagation thermique du système complet de stockage d'énergie (Test au niveau ESS)
De nombreuses administrations locales (comme la ville de New York) exigent que les systèmes de stockage d'énergie à batteries lithium-ion passent le test UL 9540A pour prouver que l'emballement thermique ne se propagera pas dans l'ensemble du système.
4. Relation entre UL 9540 et autres normes
La certification UL 9540 nécessite généralement le respect des sous-normes suivantes :
• UL 1973 : Norme de sécurité pour les batteries de stockage d'énergie (applicable aux modules de batteries)
• UL 1741 : Exigences de sécurité pour les onduleurs et les convertisseurs des systèmes de stockage d'énergie
• UL 1998 : Norme de sécurité pour les systèmes de contrôle logiciel
• UL 9540A : Test de propagation de l'emballement thermique (pour les systèmes à batteries lithium-ion)
• NFPA 855 : Exigences de sécurité incendie pour les systèmes de stockage d'énergie
La norme UL 9540 peut être utilisée conjointement avec des normes internationales (telles que IEC 62619, IEC 62933) pour répondre aux exigences d'accès des différents marchés.
5. Pourquoi la certification UL 9540 est-elle importante ?
Les systèmes de stockage d'énergie certifiés UL 9540 ont été rigoureusement testés et répondent aux normes mondiales de sécurité des systèmes de stockage d'énergie, offrant les avantages suivants :
● Répondre aux exigences d'accès du marché nord-américain (États-Unis, Canada, etc.)
● Réduire le risque d'incendie et d'emballement thermique des batteries, et améliorer la sécurité
● Améliorer la compétitivité sur le marché et renforcer la réputation de la marque
● Respecter les réglementations locales en matière de sécurité incendie (comme celles de New York, de la Californie, etc.)
● Améliorer la compétitivité sur le marché et renforcer la réputation de la marque
● Respecter les réglementations locales en matière de sécurité incendie (comme celles de New York, de la Californie, etc.)
Pour les entreprises de stockage d'énergie à batteries lithium-ion, les fabricants d'équipements de stockage d'énergie et les développeurs de projets d'énergie renouvelable, l'obtention de la certification UL 9540 représente une étape clé pour pénétrer le marché nord-américain.
6. Conclusion
UL 9540 est une norme de sécurité clé pour les systèmes de stockage d'énergie, couvrant les tests de sécurité au niveau des batteries, de l'électricité, de l'environnement, de la mécanique et du système. En particulier pour les systèmes de stockage d'énergie à batteries lithium-ion, la certification UL 9540 est non seulement une condition préalable pour l'accès au marché, mais elle réduit également le risque d'emballement thermique et d'incendie, tout en améliorant la sécurité et la fiabilité des systèmes de stockage d'énergie.
Si vous êtes impliqué dans le développement ou les activités d'exportation de systèmes de stockage d'énergie à batteries lithium-ion, il est recommandé de planifier à l'avance le processus de certification UL 9540 et de garantir la conformité avec les normes pertinentes telles que UL 9540A, UL 1973, etc., afin d'améliorer la compétitivité de vos produits.
Si vous êtes impliqué dans le développement ou les activités d'exportation de systèmes de stockage d'énergie à batteries lithium-ion, il est recommandé de planifier à l'avance le processus de certification UL 9540 et de garantir la conformité avec les normes pertinentes telles que UL 9540A, UL 1973, etc., afin d'améliorer la compétitivité de vos produits.
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