2021年,國內(nèi)某儲能企業(yè)為壓縮成本,采用未經(jīng)UL1973認證的電池管理系統(tǒng)(BMS)生產(chǎn)固定式儲能電池系統(tǒng),產(chǎn)品出口北美后,2022年3月陸續(xù)出現(xiàn)3起電池組過熱冒煙事件,同年6月被美國消費者產(chǎn)品安全委員會(CPSC)強制要求全渠道召回,涉及產(chǎn)品500余套,直接經(jīng)濟損失超200萬元;直至2023年1月,該企業(yè)重新按照UL1973標準優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計并完成測試認證,但其北美市場份額已流失72%,品牌信譽受損嚴重。這一案例并非個例,據(jù)美國海關(guān)(U.S. CBP)數(shù)據(jù)顯示,2023年北美儲能市場增長率達67%,但海關(guān)扣押的中國儲能產(chǎn)品中,43%因認證不全被退運,其中UL1973認證缺失是主要原因之一。

一、UL1973標準核心定義及適用范圍
UL1973是由全球安全科學機構(gòu)制定的、針對電池儲能和動力輔助電池系統(tǒng)的專項安全標準,同時也是美國-加拿大聯(lián)合國家標準,于2022年2月25日發(fā)布第三版,全面升級了儲能電池的安全要求,進一步提高了北美地區(qū)儲能產(chǎn)品的市場準入門檻。該標準核心定位是防范儲能電池系統(tǒng)的極端安全風險,保障產(chǎn)品全生命周期安全,涵蓋電池單元(電芯)、電池包及電池系統(tǒng)的機械、電氣、環(huán)境和性能四大核心安全要求,是目前全球儲能電池領(lǐng)域認可度最高的安全標準之一。
從適用范圍來看,UL1973明確排除了交通工具內(nèi)置的電池系統(tǒng),專門針對交通工具外的應(yīng)用場景,具體包括固定式儲能系統(tǒng)(如光伏配套儲能、風電站儲能、電網(wǎng)級集裝箱式儲能)、便攜式儲能設(shè)備(如家庭應(yīng)急儲能電源)、車輛輔助電源用電池(不包含動力電池),同時不限定電池化學物質(zhì),涵蓋鋰離子電池、鈉離子電池、超級電容及電池與電化學電容混合系統(tǒng)等各類儲能相關(guān)電池產(chǎn)品。
作為從事檢測認證行業(yè)十余年的工程師,我必須強調(diào)一個行業(yè)常見誤區(qū):部分企業(yè)認為“只要電芯有認證,整機就不需要UL1973認證”,或“用UL9540系統(tǒng)級認證可替代UL1973”,這兩種認知均存在嚴重偏差。UL1973是儲能系統(tǒng)在北美合法銷售的前置條件,被列入北美NRTL認證強制清單,未通過該認證的產(chǎn)品,不僅無法進入北美市場,還可能面臨法律追責。
二、UL1973標準涵蓋的四大核心安全要求
UL1973標準的核心價值的在于通過全維度的測試要求,遏制儲能電池系統(tǒng)熱失控、電擊、爆炸、火災(zāi)等安全事故,四大核心安全要求相輔相成,缺一不可,也是企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和測試的重點。
一是電氣安全要求,這是防范電擊和電氣火災(zāi)的關(guān)鍵,主要包括短路測試、過充過放測試、耐壓測試、接地連續(xù)性測試等。其中,短路測試需模擬電池組極端短路場景,要求電池組在短路情況下不出現(xiàn)外殼破裂、電解液泄漏等危險反應(yīng);過充過放測試需驗證電池管理系統(tǒng)(BMS)的保護功能,確保電池在超過額定電壓充電或低于額定電壓放電時,BMS能及時觸發(fā)保護機制;耐壓測試則要求在電池組帶電部件與外殼之間施加高壓(如1000VAC或1414VDC),確保無漏電、擊穿現(xiàn)象,保障用戶使用安全。
二是機械安全要求,主要模擬產(chǎn)品在運輸、安裝、使用過程中可能遇到的機械沖擊,包括振動測試、沖擊測試、擠壓測試、跌落測試等。例如,振動測試需模擬運輸過程中的正弦振動、隨機振動環(huán)境,驗證電池組各部件連接牢固性;擠壓測試需用夾具對電池組施加特定壓力(如13kN),確保不出現(xiàn)起火、爆炸或電解液泄漏;對于機架固定模組,還需額外進行跌落測試,評估結(jié)構(gòu)強度。
三是環(huán)境安全要求,重點考核產(chǎn)品在不同氣候環(huán)境下的適應(yīng)性,涵蓋溫度循環(huán)測試、鹽霧測試、潮態(tài)測試等。溫度循環(huán)測試需將電池組在-40℃至+60℃(或更高)的溫度區(qū)間內(nèi)多次循環(huán),驗證無外殼變形、電解液泄漏及性能衰減;鹽霧測試則評估電池組在鹽霧環(huán)境下的耐腐蝕性,確保戶外使用場景下的安全性;部分戶外產(chǎn)品還需滿足相應(yīng)的UV抗紫外線等級和防水等級(如IP55及以上)。
四是性能安全要求,核心是熱失控防護和產(chǎn)品可靠性,包括熱濫用測試、單電芯失效耐受測試、循環(huán)壽命測試等。其中,熱失控傳播測試是UL1973第三版新增的重點要求,需確保單個電芯熱失控時,不會引發(fā)相鄰電芯連鎖反應(yīng),要求持續(xù)30分鐘明火不擴散;循環(huán)壽命測試需進行不少于300次充放電循環(huán),要求循環(huán)后容量保持率≥80%(具體依產(chǎn)品類型調(diào)整),保障產(chǎn)品長期使用可靠性。
三、UL1973標準對賣家、制造商的核心價值
對于儲能行業(yè)的賣家和制造商而言,UL1973標準絕非“額外負擔”,而是突破北美市場壁壘、規(guī)避經(jīng)營風險、提升核心競爭力的關(guān)鍵,其價值主要體現(xiàn)在三個方面。
1.UL1973是北美市場準入的“必備通行證”。美國聯(lián)邦法規(guī)(NFPA855、ICC-ES等)明確規(guī)定,儲能產(chǎn)品進入北美市場必須通過UL1973認證;加州CEC、紐約NYSERDA等機構(gòu)還將該認證列為電網(wǎng)并網(wǎng)補貼發(fā)放的核心門檻;同時,90%的北美保險公司拒絕承保無UL1973認證的儲能設(shè)備,未認證產(chǎn)品即便僥幸進入市場,也難以獲得終端客戶認可。
2.可有效規(guī)避安全風險和“天價罰單”。近年來,北美儲能火災(zāi)事故頻發(fā),2019年亞利桑那州儲能站爆炸案中,涉事未認證企業(yè)賠償金額高達2.3億美元;根據(jù)美國《消費者產(chǎn)品安全法》(CPSA),未獲認證的儲能設(shè)備若引發(fā)事故,企業(yè)最高面臨單次1500萬美元(約合人民幣1.08億元)的處罰,同時需承擔產(chǎn)品召回、客戶索賠等額外損失。而通過UL1973認證的產(chǎn)品,故障率可降低76%,能從源頭規(guī)避此類風險。
最后,可提升產(chǎn)品市場競爭力和溢價空間。在北美儲能市場競爭日趨激烈的背景下,UL1973認證標識是產(chǎn)品安全品質(zhì)的核心背書,能打破“中國儲能=高風險”的偏見。以特斯拉Powerwall為例,其UL1973認證標識直接支撐了9500美元/臺的定價,較非認證競品均價高出15%-20%,且占據(jù)北美戶儲市場68%的份額,充分體現(xiàn)了認證對產(chǎn)品溢價的支撐作用。
3.企業(yè)應(yīng)對UL1973標準的實用建議
結(jié)合多年行業(yè)經(jīng)驗,針對賣家和制造商在應(yīng)對UL1973標準過程中常見的痛點,我總結(jié)了四條實用建議,幫助企業(yè)高效通過認證、降低合規(guī)成本。
第一,提前吃透標準要求,融入產(chǎn)品設(shè)計階段。UL1973第三版新增了EMC電磁抗擾度試驗、高倍率放電測試等要求,還明確了鈉離子電芯、金屬-空氣電池的測試方法,企業(yè)需及時關(guān)注標準更新動態(tài),在產(chǎn)品設(shè)計初期就將標準要求融入方案,避免后期因設(shè)計不符導(dǎo)致整改,降低研發(fā)成本。
第二,強化生產(chǎn)過程管控,保障產(chǎn)品一致性。產(chǎn)品認證通過后,企業(yè)需在電芯采購、電池包組裝、系統(tǒng)調(diào)試等各個生產(chǎn)環(huán)節(jié),嚴格按照UL1973標準要求執(zhí)行,重點管控關(guān)鍵零部件(如電芯、線纜、連接器、BMS)的品質(zhì),確保批量生產(chǎn)的產(chǎn)品與認證樣品一致性,避免因產(chǎn)品不符被撤銷認證。
第三,提前開展全項目測試驗證,規(guī)避認證風險。企業(yè)在產(chǎn)品上市前,需提前開展符合UL1973標準的全項目測試,重點攻克熱失控防護、EMC測試等難點,及時發(fā)現(xiàn)并整改問題;同時,需準備齊全電芯規(guī)格書、電路原理圖、關(guān)鍵零部件清單等技術(shù)資料,為認證流程提速,常規(guī)認證測試周期約為4-8周,企業(yè)需合理規(guī)劃時間。
第四,規(guī)避標準混淆誤區(qū),精準匹配認證要求。部分企業(yè)容易將UL1973與UL1977標準混淆,二者一字之差,適用場景卻天差地別:UL1973針對固定式儲能系統(tǒng),UL1977針對叉車、AGV等移動工業(yè)設(shè)備用電池,錯用標準不僅無法通過認證,還可能面臨罰款和市場禁入,企業(yè)需先明確產(chǎn)品應(yīng)用場景,再精準匹配認證標準。
五、總結(jié)
UL1973標準作為電池儲能和動力輔助電池系統(tǒng)的核心安全標準,是北美儲能市場的準入紅線,涵蓋電池單元、電池包及電池系統(tǒng)的機械、電氣、環(huán)境和性能四大核心安全要求,適用于交通工具外的各類儲能相關(guān)電池產(chǎn)品。對于儲能行業(yè)的賣家和制造商而言,遵循該標準不僅是突破北美市場壁壘的必備條件,更是規(guī)避安全風險、降低經(jīng)營損失、提升產(chǎn)品競爭力和溢價空間的關(guān)鍵。
當前,全球儲能市場迎來快速發(fā)展期,北美市場作為核心增量市場,對產(chǎn)品安全標準的要求持續(xù)提升。建議相關(guān)企業(yè)摒棄僥幸心理,主動吃透UL1973標準要求,將安全理念融入產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、測試全過程,提前完成認證布局,才能在激烈的海外市場競爭中站穩(wěn)腳跟,實現(xiàn)長期可持續(xù)發(fā)展。
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