TüV南德麻腾：新能源储能系统专用连接器安全规范

我认为电池就是人的心脏，它给人输送血液和能量，线缆就是里面的血管，连接器就是各个器官血管的连接点。核心部件重要性体现在很多方面，选用这些核心部件体现了功能性，例如储能电站及储能系统的目的就是在低用电的时候把电储存起来，高用电峰的时候把电能输送出去，这些零部件是否安全直接影响整个系统是否安全，环境符合性体现在对环境有没有辐射，对环境对周边的人有没有影响，储能系统设计的生命周期是多少年？核心部件的生命周期直接决定了储能系统的生命周期。

——TüV南德麻腾

2020年8月26-28日，由中国能源研究会、中关村管委会、中关村科学城管委会指导，中国能源研究会储能专委会、中关村储能产业技术联盟、中国科学院工程热物理研究所联合主办的“第九届储能国际峰会暨展览会”在北京召开。峰会主题聚焦“聚储能十年之势，创产业十四五新机”，同期举办储能联盟十年纪念论坛。北极星储能网、北极星电力APP对本次峰会进行全程直播。

在8月28日举办的“储能安全与标准”分论坛上，TüV南德广州分公司零部件产品部经理麻腾作了“新能源储能系统专用连接器安全规范”主题报告。

TüV南德麻腾

麻腾：非常高兴在这里跟大家来做一下储能系统专用连接器安全规范及认证服务介绍，大家讲了储能系统和储能电站的规范或者要求和技术，当然还讲到电池等等，比如电池的热失控，包括王总讲了一下连接器的设计要点，我在这里主要讲一下储能系统专用连接器，我们在认证服务、安全规范方面能够提供一些技术支持。

前面很多专家也讲了，比如说我们在储能系统里边会发生一些事故。大家也知道目前新能源发展是相当迅猛的，如果讲到新能源主要指两方面的应用，一个是新能源电动汽车，一个新能源储能。电动汽车一些事故大家也了解，储能系统也有的，这里老话常谈，我们来看一些国际上大的储能系统事故。前面有专家讲到APS在美国的亚利桑那州的储能电柜发生火灾，随后发生气体爆炸，除了电池之外，里面的一些元件也可能是引起该事故的因素。下面这个事件是山西某发电厂储能系统调频项目发生了火灾，最后经过事件原因调查分析，是因为箱体内连接点螺栓跟外壳之间发生的一个放电现象，这也是连接点出了问题，或者说设计结构上的问题，导致了火灾的出现。最后讲到的这些事件是发生在韩国，大家知道现如今除了中国储能系统发展比较迅猛，韩国也在大力发展储能新能源这一块。截止到2019年，韩国已经发生了27起储能系统方面的火灾事故。以上储能系统的重大安全事故一定要引起我们的重视，这些事故不但影响到工业，民生的正常运行，也会对环境产生比较恶劣的影响。那么引起这些事故的主要原因是什么，我们要去深思。作为储能系统的核心零部件，我们选用的时候应该注意哪些方面？接下来我们进一步进行探讨。

这幅图是一个完整的储能系统或者储能电站，从外部看就是一个大型的集装箱，但是内部都是由哪些核心部件组成的呢？这里讲的储能系统核心部件，主要包括：低压配电柜，一般需要符合IEC/EN 61439-1。还有开关器件，主要切断电源，产生隔离，方便并入电网、脱离电网、方便维修。还有保护器件，SPD就是防雷保护，电站一般是装在空旷的环境下，怎么防止雷击对控制系统等等伤害，就是要装SPD。电线电缆，储能系统因为它的特殊性，不像传统应用，电线电缆用在储能系统中应用要特别考虑一些特殊的要求。连接器也是非常重要的一个部件，我们今天要讨论地就是储能系统专用连接器。其它部件还包括电容、功率器件、电池系统、照明系统、烟雾传感、空调系统等等，这些部件最终组成了一个完整的储能系统或者储能电站。

核心部件的重要性，这里用一个人的身体来打比方，我们说一个完整的人一个健康的人，五脏六腑一定是健康的，如果说你的某一个器官发生了病变，一定会影响到人身健康。我们刚才说电池是什么？我认为电池就是人的心脏，它给人输送血液和能量，线缆就是里面的血管，连接器就是各个器官血管的连接点。这些核心部件体现储能系统及电站的功能性，储能电站是用来储能的，低用电的时候把电储存起来，高用电峰的时候把电能输送出去，这些零部件是否安全直接影响整个系统是否安全。环境符合性体现在对环境有没有辐射，对环境对周边的人有没有影响，储能系统设计的生命周期是多少年？核心部件的生命周期直接决定了储能系统的生命周期。

对关键零部件选用的时候应该从哪些方面去考虑？我认为主要从以下几个方面考虑：第一，安全性，无论是任何电器件，在考虑的时候都要从安全性方面去考虑，安全性主要是电气安全、机械安全、防热安全、防火安全、辐射安全、化学腐蚀安全等等。第二，适用性，选用的这些部件能不能适应整机要求，例如功能地实现，生命周期地满足等。最后是环境保护，这里边主要是对环境的影响，最早ROHS是欧盟提出来的，最后遍布全球，这就是对环境的保护。

关键零部件我们在选用。首先需要符合安规，用到整机里，能保证它已经经过相关的测试能，是安全的。同时还需要考虑额定电压，我们知道现在储能系统的工作电压能够达到1000VDC,甚至1500VDC，我们在选用部件的时候要考虑电压，因为电压直接影响到电气安全，例如爬电距离和空气间隙等。额定电流代表了整个系统的负荷能力，会对供电电量产生直接的影响，所以在选用部件的时候，要与整机进行匹配。还有温度，使用环境温度大家要特别重视，，比如说部件的使用环境温度只到40度，储能系统内部的使用环境温度达到50度，要用的时候就会有问题，所以要去选用50度甚至60度，或者进行降容的处理。过电压等级，用在电网侧还是用在用户侧，要区别进行考虑。还有雷击的保护，防尘、防水这些都要去考虑。

新能源连接器的现状，当下讲的最多的就是新能源电动汽车以及新能源储能专用连接器。现有的这些连接器，包括一些知名的企业，前期没有相应的国际标准出来，这个产业相当的混乱，比如尺寸不统一，结构多样性，产品质量良莠不齐，缺少国际标准规范，还有一个整机厂自定一些测试规范，是不是合理，没人知道，还有缺少第三方检测机构的监督认可，导致现有储能连接器包括新能源汽车连接器质量多多。

在这种情况下TüV南德作为一个第三方知名的检测机构，我们要以身作则站出来，去制定行业的标准，我们要去规范这个行业，让所有的生产厂家制造出产品有标准可依据，我们的使用厂家也有标准可以进行考核，考核之后是满足安规安全要求的，用到整机产品里是放心的。PPP510909A是TüV南德对储能系统专用连接器一个制定地标准规范，这份标准在2017年末进行起草，2018年10月份正式发布，并且TüV德国经过严格的审核和评估后发布的。它总共有5个测试程序，包括型式测试和例行测试，样品多达51个。IEC 61984是一个非常传统的标准，但是它没有考虑到储能系统的特殊的要求，所以我们在这个标准的基础上加了IEC 60512相关的标准。IEC 60512系列标准是专门针对连接器的环境或者机械强度的要求。IEC 60068系列标准主要是一些环境测试。现有测试规范包括五个方面，一个是机械试验，包括材料必须要去考核机械强度。还有使用寿命，连接器用在整机里，寿命要去考核。温升实验、耐候性实验、防控等级这些是IEC 61984规定的，我们在这个基础上标准上增加了插合接触性的一些测试，另外还有高低温环境和湿热环境等方面的测试。储能系统应用环境比较复杂，我们增加的冷热冲击测试要求对连接器有什么好处？因为连接器在这种环境下，它里面会发生一些冷热膨胀，冷热膨胀会导致接触之间地摩擦，长期过程会导致接触变弱，产能过热，这是储能系统特别要关注的。电池着火，可能本身电池本身关联性比较大，但是跟电池连接用的连接器也会有关联，比如说连接器的连接点过热了，从而导致电池失热等等。还有密封，除了内部用的防水等级、外部环境用的时候，也要特别去关注。

这里特别介绍一下联盟制定的一个标准规范-储能系统的专用连接器的标准规范，这个标准规范在制定过程中TüV南德也进行了深入的参与。该标准规范是2019年5月份发布的，跟南德制定测试规范非常相像，它也是包含了五个测试程序，机械、电气、环境、防护、其他等等。这里我们要进行一个对比，联盟做的标准跟TüV南德做的标准，它的相同性和差异性。储能系统专用连接器的标准最早是南德先制定发布的，联盟的标准后做出来，在这过程中南德进行了深入的参与，但是还有一些差异。它们的相同性在中间这一列，机械测试、电气、温升热、环境测试、防护都是一样的，但是联盟标准有一个短路的测试，线束短路在储能系统里也相对比较重要。在联盟的标准里没有高低温冲击跟密封性测试，这也是要去考虑的。总之我们求同存异，两个标准都可以对储能系统专用连接器进行考核，相同的去共同采用，不同我们求异，针对不同的进行测试。

TüV南德可以提供哪些测试或者认证方案？我们知道TüV南德作为一个权威的TüV德国检测机构，在检测方面，我们严格执行公正的测试过程，发布权威的测试报告。另外还包括快速的响应速度及可定制化测试服务。认证方面，我们拥有领先的测试规范，权威的证书，著名的认证标注。新能源连接器认证标识是针对储能连接器的认证mark，如果你的产品通过了PPP 51090A产品规范，那你的产品上就可以印制这个mark，打上去就意味着你的产品已经经过TüV南德的认证，而且经过我们备案，可以放心的在市场上进行售卖。下面还有针对中国市场CHINA mark，可以用我们的专用标准、联盟的标准去发CHINAmark，这个mark可以在中国非常方便的使用，针对中国市场。