TÜV南德王宏雪：电力储能系统用电池连接电缆安规标准

TÜV南德一直推行的安全认证是从全产业链角度出发，从整机到线缆全面的应用安规标准要求去规范使用，为什么要用标准的储能电缆，是储能电缆所承担的电气安全责任和所面对的工况环境所决定的，储能电缆需要有长时间大功率充放电的能力，有潜在的电池酸接触的可能，需要有优异的抗延燃性等特点。使用标准的储能电缆，是避免储能系统零部件电气保护系统存在缺陷的第一步。

——TÜV南德意志集团SMN部门项目经理王宏雪

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南德意志集团SMN部门项目经理王宏雪带来关于电力储能系统用电池连接电缆安规标准的分享。

TÜV南德意志集团SMN-项目经理王宏雪

王宏雪：大家好，我是来自TÜV南德意志集团的王宏雪，今天我跟大家分享的主题内容是关于电力储能用电池连接电缆的安规标准介绍。今天将会从三方面给大家做一个分享和讨论，首先从储能系统安全的角度看待零部件问题，第二分析一下为什么要选择专用标准的储能电缆，第三具体介绍一下电力储能系统用电池连接电缆的安规标准内容。

首先从第一方面开始，从储能系统安全的角度来看待零部件。TÜV南德主要业务是认证检测，所以其实我们一直推行的安全认证方面是从全产业链角度出发，大家可以看到我们的安规标准是从集装箱储能系统的标准要求到储能电池管理系统BMS、PCS、储能连接器到储能电缆，从整机到零部件的全面标准要求规范，电力储能产业的发展前景带动了零部件相关的生产和应用关注，在其中电线电缆领域涉及到大量的电池连接电缆，主要指的是电池簇之间，或者电池簇到PCS变流器这一部分的直流线，在我们的安规标准发布之前，对此类电缆的标准要求是缺失的，很多业主在采购产品的时候是采取了一些参考类型的产品，实际上并不完全适用于电池储能系统电池连接电缆的要求，所以这份标准的缺失和这个产品认证的缺失也对我们产品制造的规范化和质量提升带来了一系列的制约，也对储能系统的稳定运营带来了很大的安全隐患。储能系统中有可能面临的风险，主要有六个，包含了电气风险、电能风险、火灾风险、爆炸风险、化学风险以及机械风险。为了要应对这些风险，我们肯定是要提出一些相关的应对措施。对于我们储能系统来说，风险措施从整机安全一直到通讯网络安全等8方面去进行了一些规范化的约束和安规要求，其中零部件产品的安全也是需要受到大家很广泛重视的部分，因为这部分在目前这个情况还相对是缺失的一个状态。

我们可以从一些失效的案例中去了解，韩国在两年内约有23起火灾事故，针对这些事故分析，首先在电气保护系统存在缺陷，可能是很重要的一个原因，其中就包含了储能线束电气安全问题，此外还有运行环境的不足、安装质量问题、电池的缺陷等等其他原因。对于电气保护系统的缺陷，我们所采取的应对的解决方案是从设计阶段的安规培训开始一直到整个储能系统的安规认证再涉及到储能零部件的安规规范化，这是它发展的趋势和我们采取的应对和解决方案。

为什么要用标准的储能电缆，是储能电缆存在工况环境所决定的，我们看一下它的工况环境以及敷设特点，储能电缆特点是应用主要以大规格为主，应用中需传输相对大的电流，需要有长时间大功率充放电的能力，在大电流下升温会比较高，所以所用材料需具备优异的耐热性，非移动性的敷设方式，有潜在的电池酸接触的可能性，可以是室内或室外连接，外部连接的话需要裸露在太阳光下，储能电缆需要相对柔软一些，因为它的弯曲半径会比较小。最后很重要的一点需要有良好的抗延燃性。

现在有一些替代的产品或者参考的产品，我们为什么说它不适用呢？比如说光伏线，它的应用是与光伏组件相连接的，主要以小规格为主，而且完全是户外使用电缆，需要面对的是比较复杂的环境状态，所以耐日光、高温高湿、抗低温，耐盐雾等要求比较高，另外由于电站商业运行，可能会有比较高的寿命要求，这是光伏线的特点，跟储能线能够重合的地方是非常少的。另外还有一部分用车内高压线，大家见到的比较多的，实际上这个线是属于车内布线，车内线不需要有材料的热寿命评估，且工作时间短，有微震动的环境是这款产品它的特点。另外因为在车里面有一个中级以上的电磁干扰的水平，所以它需要屏蔽，但是在储能系统里这个是不需要的，另外有潜在的机械损伤或者是污染接触，有轻量化的要求，相对于储能来说，我们标准中规定的储能电缆的燃烧要求要更高一些。另外还有电子线，电子线它本身为电气装备连接线，电压等级比较多，材料比较多，选型会比较困难，而且此类产品并没有关于电池酸接触的测试，其低温要求是零下10度或者15度，而储能电缆的低温要求要达到零下40度，所以对比而言，后面列举这三类产品并不完全适用储能系统去使用，推荐各位业主使用标准的储能电缆，更适用于储能工况的要求，免除可能存在的安全隐患。

下面为大家介绍一下TÜV南德起草的电力储能系统用电池连接电缆的标准，我们以下简称储能电缆，首先这份标准是一个三方联合起草标准，由TÜV南德意志集团、中国质量认证中心（CQC）、中关村储能联盟三方联合起草的标准，三方有自己的标准编号，比如说TÜV是PPP 58049，中关村是CNESA 1003，CQC是CQC 1143，但是我们的测试内容是一致的，我们从2018年6月份开始对它进行了立项，然后进行考察及调研，到2018年年底进行了第一次的标准讨论会，2019年2月份开始对样品进行验证，2019年5月份进行了第二次标准评议，之后发布了这份标准并于2019年9月份召开发布会，此标准参与评审单位汇集了很多在电线方面的专业厂家及非常优质的用户单位如：国网平高集团，上海电科所，云南电网，浙江电科院，华为，比亚迪，宁德时代，阳光电源，浙江南都，中天储能，菲尼克斯，乐庭电线，江苏亨通，远东电缆，中天装备，沃尔核材，江苏双登，威海泓淋，苏州美昱高分子等等，给我们提供了很多宝贵的意见及建议。

下面就是标准的一些具体内容，PPP58049这本标准主要规定的是储能电缆，它规定的是DC 900V和DC1500V两种电压等级下所应用的电缆，在这本标准当中包含两个温度等级，90℃的温度等级和125℃的温度等级，90℃对应的是聚氯乙烯PVC材料，125℃对应的是交连聚烯烃热固性的材料，聚氯乙烯材料对应-20℃的低温等级，交连聚烯烃对应-40℃的低温等级，用户们可以根据自己实际需要的应用和使用，去选择合适的温度等级和材料，TÜV标准的产品命名是参考欧标体系命名原则，联盟和CQC的标准是按照国标命名原则。我们产品结构是有两种选择，有单绝缘结构和绝缘+护套结构。

另外是储能电缆标准的一些具体要求，导体可以选择5类或者第6类导体，它的区别主要在于6类导体更柔软一些，单丝更细一些，所以这个是通过不同的工况要求可以去选择不同的导体类型。绝缘和护套选择相应的材料的耐温等级就可以了，然后是我们的测试序列，这份标准一共有5个测试序列，测试序列A是结构要求，测试序列B是电性能要求，储能电缆需要比较优异的电气性能，所以主要就是说绝缘电阻、长期耐直流测试都是属于比较关键性的测试。C和D测试序列主要就是针对材料PVC材料、交连聚烯烃材料进行测试，主要测试内容的针对性都是在材料的老化性能和材料的热稳定性能去展开，对于交连材料它的热延伸性、热收缩性、热老化性都是我们考察的重点。测试序列E主要指的是完整电缆还需要去补充做的，三个低温测试，还有静态弯曲，因为我们刚刚有提过，它不是一个移动的安装方式，所以我们要对它在静态状态下柔软度进行一个评价，接下来是非常重要的燃烧测试要求，第六项是耐电池酸溶液的要求，我们把储能电缆浸泡在电池酸溶液当中，10天之后对它进行耐压测试，保证在有电池酸接触的情况下还能够保持一个完整优异的电气性能。

另外我们还有三个可选的试验内容，如果在特殊安装敷设下可以提出要求进行这三项特殊测试：人工气候老化测试，耐盐雾实验和大规模燃烧实验。目前有9家企业已经取得了TÜV和中国质量认证中心分别发放的标准的储能电缆的安规认证证书，包括乐庭电线工业(惠州)有限公司，远东电缆有限公司，江苏亨通电子线缆科技有限公司，威海市泓淋电力技术股份有限公司，宁夏中盛电缆技术有限公司，苏州永皓电线有限公司，江苏双登电力科技有限公司，无锡市中汇线缆有限公司等，希望业主们在选择的时候，可以去选择标准储能电缆使用，以上就是我今天报告的全部内容，如果各位有其他的问题，希望大家会后来跟我沟通，感谢大家。