Eine profunde Analyse: Wie REPT BATTERO den Großbrandtest bestand

Vor dem Hintergrund der weltweit häufigen Sicherheitsunfälle bei Energiespeichern hat REPT BATTERO das Sicherheitsverständnis der Branche durch einen "extremen Überlebenstest" aufgefrischt: Sein 5-MWh-Energiespeicherschrank hat kürzlich den strengsten Großbrandtest der Branche bestanden. Er brannte 14 Stunden lang ununterbrochen in voll geladenem Zustand und verhinderte erfolgreich die Ausbreitung eines thermischen Durchgehens, was von CSA- und Brandschutzexperten zertifiziert wurde. Bei diesem Test wurden erstmals 5 verschiedene zusammengesetzte Brandszenarien simuliert und damit ein neuer Maßstab für die Sicherheit von Energiespeichersystemen gesetzt.

Die Sachverständigen für die Prüfung von Brandschutztechniken haben dies ausdrücklich festgestellt: "Die Prüfgeräte von REPT BATTERO wurden entwickelt, um die härtesten Brandszenarien mit maximaler Genauigkeit zu simulieren. Zu diesem Zweck hat das Unternehmen mehrere Kernnormen integriert, darunter die neueste Ausgabe von CSA/ANSI C800:25, NFPA 855 und UL 9540A, um die Umsetzung der strengsten Prüfprotokolle zu gewährleisten, die derzeit in der Branche verfügbar sind."

Extreme Testbedingungen

- 5MWh Container voll aufgeladen, 14 Stunden lang mit fünf Flammenarten verbrannt

Bei der Prüfung von Energiespeichersystemen stellt die Verwendung eines vollständig geladenen Batteriefachs eine äußerst strenge Bedingung dar. In diesem Zustand speichert die Batterie die maximale Energie und weist die höchste chemische Aktivität auf. Im Falle eines thermischen Durchgehens ist die freigesetzte Energie am stärksten, was das Risiko der Brandausbreitung und der Beschädigung der umliegenden Geräte erheblich erhöht. REPT BATTERO hat sich für die Durchführung von Brandtests unter diesen extremen Bedingungen entschieden, um katastrophale Unfallszenarien realistisch zu simulieren und die passiven Sicherheitsfähigkeiten seiner Produkte streng zu validieren.

Zu Beginn des Tests wurde die Zündung durch eine interne Heizung in Kombination mit einer externen Propanflamme ausgelöst, wobei sowohl interne als auch externe Heizquellen kontinuierlich auf das Batteriemodul einwirkten. Erst nach etwa 3 Stunden dieser Zündversuche begann das Batteriemodul von selbst zu brennen.

Während des Tests wurden 5 MWh der in fast 5.000 Batterien gespeicherten Energie vollständig freigesetzt, wobei der Verbrennungsprozess etwa 14 Stunden dauerte. Der ausgelöste Bereich wurde gleichzeitig fünf Kategorien von Flammen ausgesetzt: Klasse A (feste Materialien), Klasse B (Flüssigkeiten/Schmelzstoffe), Klasse C (Gase), Klasse D (Metalle) und Klasse E (stromführende Geräte). Gleichzeitig waren die angrenzenden Abteilungen ständig den Hochtemperaturflammen ausgesetzt. Mit diesem Versuchsaufbau soll die ultimative Toleranz von Energiespeichern gegenüber den härtesten zusammengesetzten Brandszenarien bewertet werden.

- Beidseitig extreme Abstände von 10 cm

Bei Geräten in einer parallelen Anordnung mit vier Einheiten "Seite an Seite, Rücken an Rücken" wurde der Abstand zwischen dem primären Brandcontainer (A) und den benachbarten Containern an der Rückseite (B) bzw. am Ende (C) auf 10 cm komprimiert, was das Risiko eines "Kettenfeuers" erhöht. In diesem Bereich wirkt die Verbrennungsenergie durch Wärmestrahlung/Konduktion auf benachbarte BESS-Behälter ein, was zu einer unkontrollierten Ausbreitung führen kann. Der Powtrix von REPT BATTERO^® Der BESS-Container verhinderte erfolgreich die Ausbreitung des Feuers: Die Flammen des primären Brandcontainers erreichten 1.380°C, die internen Zellen des nächstgelegenen benachbarten Moduls <57°C (sicherer Bereich). Dieser Test gewährleistet die Sicherheit der benachbarten Anlagen in dichten Anlagen und verringert das Risiko einer Eskalation von Unfällen.

- Vollständig beladener/aufgeladener Rückenbehälter, minimale Wärmeableitung

In Anbetracht der tatsächlichen Einsatzszenarien von Energiespeichern installierte das Team von REPT BATTERO den hinteren angrenzenden Container in einem voll beladenen, voll konfigurierten und voll geladenen Zustand. Dieser Ansatz zielt darauf ab, das Testobjekt - das der Flamme am nächsten liegt und die größte wärmeaufnehmende Fläche hat - den gefährlichsten Bedingungen mit maximaler gespeicherter Energie und schlechtester Wärmeableitung auszusetzen und so die härtesten Betriebsbedingungen zu simulieren.

- Brandunterdrückung für die Prüfung der passiven Sicherheit entfernt

Um die strengste Sicherheitsrisikobewertung des Powtrix-Batterieraums von REPT BATTERO unter realen Verbrennungsbedingungen durchführen zu können, entfernte das Team vorab sowohl die im Modul befindlichen als auch die integrierten Löschmitteltanks, deaktivierte das wasserbasierte Brandschutzsystem und behielt nur die Brandmelde- und Alarmgeräte bei. Der Test wurde so konzipiert, dass er sich ausschließlich auf die dem Batteriefach innewohnende passive Sicherheitskonstruktion stützt, um den Herausforderungen eines Brandes standzuhalten.

Diese "deaktivierte" Testlogik simuliert realistisch Extremszenarien, in denen Brandschutzsysteme ausgefallen oder beeinträchtigt sind, und ermöglicht eine unabhängige Validierung der passiven Sicherheitsfunktionen des Energiespeicherprodukts. Der Test bestätigte, dass die produktinternen Schutzmaßnahmen auch ohne aktive Brandbekämpfungsvorrichtungen Katastrophen innerhalb des Mindestmaßes wirksam eindämmen können.

Besonders hervorzuheben ist, dass bei dem Test auch die Zuverlässigkeit des Brandmelde- und Alarmsystems überprüft wurde. Während des eigentlichen Verbrennungsvorgangs blieben die Alarmgeräte in den Abteilungen durchgehend voll funktionsfähig, mit kontinuierlichen akustischen und optischen Alarmsignalen - ihre Betriebsdauer übertraf die Standardanforderungen bei weitem. Dadurch wurde das Risiko eines Ausfalls der Alarmgeräte, die in den frühen Stadien eines Brandes zerstört werden und ihre Funktion verlieren, wirksam gemindert.

Innovative Methoden für realistische Szenariosimulationen

- Zusammengesetzte Fehlerszenarien mit multifaktorieller Kopplung

Die Versuchsauslösung erfolgte über einen internen Mehrpunkt-Heizungsauslöser bei gleichzeitiger Anwendung einer 1.000°C-Strahlungsflamme außerhalb des Moduls zur beidseitigen thermischen Durchschlagauslösung. Basierend auf der Konstruktion eines vollständig verketteten Unfallentwicklungsmodells "thermisches Durchgehen → Ausbreitung des offenen Feuers → kontinuierliche Verbrennung" wurden typische externe potenzielle Einflussfaktoren überlagert. Diese Simulation deckt nicht nur die Bedingungen des einseitigen thermischen Durchgehens ab, sondern modelliert auch komplexe Brandszenarien im Frühstadium mit sich überlagernden thermisch-elektrischen Kopplungsfaktoren und durchbricht damit die Grenzen herkömmlicher Ein-Faktor-Tests.

-Untergrundzündung für unsichere Brandentwicklung

Die Auslösung der Bodenzündung im Behälter führt dazu, dass sich das Feuer vom Boden aus nach oben ausbreitet, eine Methode, die die Ungewissheit der Brandentwicklung noch vergrößert. Während die Flamme nach oben steigt, wird das Feuer von Faktoren wie Luftströmung und Batterieanordnung beeinflusst, was zu komplexen und variablen Verbrennungsdiffusionspfaden und Wärmestromverteilungen führt. Dieser Testansatz zielt darauf ab, die Gesamtrobustheit der Behälterunterdrückung unter komplexen Brandentwicklungsbedingungen zu beobachten und die Produktsicherheit und -zuverlässigkeit in Szenarien zu bewerten, die den realen rauen Umgebungen näher kommen.

Die Inspektion nach dem Auspacken ergab Folgendes: Alle Batterien im Auslösefach waren vollständig und ohne Rückstände verbrannt, während die Stahlstruktur intakt blieb, ohne sich aufzulösen oder zusammenzubrechen. Die angrenzenden Fächer an der Rück- und Stirnseite waren sowohl äußerlich als auch innerlich in ihrem ursprünglichen Zustand, wobei die Batterien und das BMS (Batteriemanagementsystem) normal funktionierten. Die dem Feuer zugewandte Oberfläche des gegenüberliegenden angrenzenden Abteils war durch Rauch und Hitze verkohlt und verfärbt, aber die internen Batterien blieben intakt, und sowohl die Spannungsdaten als auch die BMS-Funktionen waren normal.

Das Powtrix-Energiespeichersystem konnte den Brand in einer dicht beieinander liegenden Einheit erfolgreich eindämmen und die Ausbreitung eines thermischen Durchgehens auf benachbarte Abteilungen wirksam verhindern.

Darüber hinaus umfasste der Test einen umfassenden Einsatz von über 600 Temperaturüberwachungspunkten sowie eine präzise Erfassung von BMS-Daten und Metriken des Brandüberwachungssystems. Der gesamte Prozess umfasste die Sammlung und Analyse der bei der Verbrennung entstehenden Gase, wodurch nicht nur wertvolle und umfassende Testdaten gesammelt wurden, sondern auch die Umweltbelastung durch Abgasförderung, -reinigung und -filterung über Sammler und Rohrleitungen minimiert wurde. Dieser Umweltaspekt wurde von den Prüfern der US-Brandschutztechnik sehr gelobt.