UL 9540A 第6版：大規模火災試験（LSFT）の包括的な解釈

— バッテリーエネルギー貯蔵システムの火災リスク評価における最高基準

1. 背景：大規模な火災試験を実施する理由は？

 

グローバルなエネルギー貯蔵市場における急激な成長に伴い、バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）の防火安全性が業界の緊急の課題となっています。過熱、過充電、または機械的損傷などの極端な状況下では、リチウムイオン電池は< p>熱暴走—可燃性ガスを大量に放出し、深刻な火災を引き起こします。もし火災が隣接するバッテリーケーブルや周囲の構造物に広がると、その結果は破滅的となる可能性があります。

2026年3月13日、米国保険検定協会（UL）は、第6版を公式に公開しました。ANSI/CAN/UL 9540A. このリビジョンのコアアップデートは、ほぼ完全にインストールレベル－大規模火災試験（LSFT）. 実際の設置シナリオにおけるエネルギー貯蔵システムの火災安全性性能を評価するための最終的な基準として、LSFTはまた&lt;p&gt;NFPA 855:2026 (定置型エネルギー貯蔵システムの設置に関する基準)。</p>

簡単な言葉で言うと、LSFTは実際の現場設置を正確に模倣したラボでBESSアレイを構築し、意図的に< p>完全に発展した火災状態囲みの一つ内で、火災が隣接するバッテリー囲みや周囲の建物構造に拡散するかどうかを観察すること。科学的に収集されたデータは、最小間隔距離、防火計画、全体的なシステム設計の整合性を検証します。

2. UL 9540Aテスト階層のパンラマ視点

大規模火災試験の役割を理解するには、まずUL 9540Aの4段階の試験階層を理解する必要があります。マイクロからマクロへの段階的な移行により、各段階は次の段階に必要な基本的なデータを提供します。

表1：UL 9540Aの4段階テスト階層の概要

3. LSFTのコア・オブジェクティブ

UL 9540A第6版第10章によると、大規模火災試験は4つの重要なエンジニアリングおよび安全上の問いに焦点を当てています:

• 熱暴露評価： BESSユニット内で完全に発展した火災が発生した場合、隣接または近接するシステムへの熱暴露の深刻度はどのようになりますか。二次的な熱暴走や点火のリスクはありますか。
• 構造的火災リスク： 火災が近隣の建物構造（例えば、可燃性の壁や屋根）に点火の危険をもたらすことはありますか？
• 分離距離の検証：メーカーが指定した最小設置間隔が火災の拡大を防止するのに十分であるか?
• 防火対策計画の検証： 建物の設計における積極的な防火対策（例：自動スプリンクラー設備）は、火災の拡大を制御する効果があるか。

4. テスト方法の詳細

4.1 テスト環境の要件

LSFTは、データの信頼性とテストの再現性を確保するために厳格な環境制御を義務付けています。屋外でのテストには、次の条件を満たす必要があります：

• 風速 ≤19.3km/h ( ≈5.4 m/s), 必要に応じて風よけを使用してください
• 環境温度 ≥ 0℃ (32°F)
• 相対湿度 < 90%
• テスト中のゼロの降水量
• テスト周囲における植生および可燃物の管理</p>

屋内試験では、専用建物ではない建物向けに標準化された設定が使用され、一定の高さの平らな天井と角に配置された試験用壁が特徴です。このレイアウトにより、高温ガス層が壁によって閉じ込められることを防ぎ、データをより大きな部屋の体積に拡張することが可能になります。また、屋内での設置は、通常は水系スプリンクラーである積極的な火災抑制システムを評価するためのものです。</p>

4.2 テストレイアウト

テストレイアウトは、BESSの最終的な現場設置構成を表している必要があります。基本原則としては、出典の添付バッテリーモジュールおよび補助機器で完全に満たされ、周囲のターゲット エンクロージャーおよび/またはターゲット壁は、メーカーが指定した最小の間隔距離に配置されています。以下の図は、一般的な屋内床置きテスト設定を示しています。 

図に示される赤色の領域は、火災発生位置（完全に満たされた、開発された火災条件の発生位置）を示し、青色の領域は元のEnclosureの残りの部分を表し、黄色の領域は計測されたTarget Enclosureを示します。文字A、B、C、Dは、各方向における許容最小距離を表します。

対象ケースは、完全に構成された物理ユニット、代表的な代替サンプル、または計測用の対象壁構造の3つの形で提供されることがあります。熱電対は、間隔が0.61m（2 ft）、ターゲットユニットの内部設備の実際の構成に応じて、セル表面、モジュール表面、または内部ハウジングの表面をカバーする。</p>

4.3 火災の発生方法

標準的なLSFTでは、発生元の囲い内での完全に発展した火災状態を確立する必要があります。これは3つの標準化された方法のいずれかを使用してトリガーされます。

• ヒーター基板 + 補助点火源: ヒーター基板がセルを熱暴走状態に導き、可燃性ガスの燃焼を確保するために、ガス放出経路に点火源（スパークプラグ、イグナイタ、またはピロットフラム）が配置されます。
• 電気/機械的破壊＋補助点火源：熱暴走は、過充電、外部短絡、または機械的破損とガス点火源の組み合わせによって誘発されます。
• ガスバーナー: 拡散型、予混合型、または半予混合型のガスバーナーは、直接的に熱源および点火源として機能します。

起動位置は、最大の熱応力を生成できる位置を特定するために構造的および熱的レビューによって決定されます。通常、これは、エアケイスの外側境界近くの最も低いまたは2番目に低い垂直モジュール位置に選択されます—ここで熱が最も多く蓄積され、換気が制限されています。

4.4 開発された火災状態の基準

標準は、「完全に発展した火災状態」を確認するための明確な基準を設けます：</p>

• 屋外設置：発熱の悪循環と、発火が元の筐体内の少なくとも1つの垂直列（ラック）のモジュール全体に広がることを含みます。</p>
• 屋内設置：少なくとも1つのフルモジュールが完全な熱出力拡散を経験し、そのモジュール内のすべての可燃性物質が点火する。

5. スタックドエナジーストレージシステムのテスト

エネルギー密度が増すと、スタックされた BESS クオンフィギュレーション広がりを増してきている。エディション6では、マルチティアスタックされたBESS設置に対して特定の試験要件が導入されている。

スタックテストでは、ターゲットのカートンを元のカートンの隣および直接上に配置する必要があります。完全なスタックは、すべての取り付け部品やサポートブレースを含めて、最大定格の機械的負荷容量で設置される必要があります。

テスト中に、上部ユニットの下側における熱暴露を監視する必要があります。クライアントから要請された場合、垂直スタック全体を1つの発生元ケースとして評価することができます（火災がスタック構造内で垂直に拡散すると予想される場合に該当します）。</p>

6. 合否基準：詳細なパフォーマンスメトリクス

LSFTのパス/フェール基準は、屋外および屋内設置に分類され、温度制限、熱暴走の制限、構造的安定性をカバーしています。

表2: LSFTの性能基準の比較（屋外 vs 屋内）

許容温度耐性に関する注意点: すべての温度測定は、一時的なピークを除去するために60秒間の移動平均を使用して評価されます。さらに、モジュールまたは内部ハウジングの表面に設置された熱電対の場合、基準では許容範囲を提供しています：合計で最大5分間の累積期間（連続的または断続的）において、しきい値の120％を超えない限り、測定値が限界を超えることが可能です。この規定は実用的な工学上の考慮を反映しています。

露出	制限
ターゲットのケース内のセル	セルレベルテストからの排出温度の平均温度
ターゲットのキャビネット内のモジュール	セルレベルテストからの排出温度の平均温度
ターゲットの内部表面	110％ モジュールレベルの試験における放出温度の平均温度
インストルメンテッドウォール、ターゲット筐体の代わりに使用された場合	110％ モジュールレベルの試験における放出温度の平均温度

表3：屋外LSFT設置のキーパフォーマンス基準

露出	制限
ターゲットのケース内のセル	セルレベルテストからの排出温度の平均温度
ターゲットのキャビネット内のモジュール	セルレベルテストからの排出温度の平均温度
ターゲットの内部表面	110％ モジュールレベルの試験における放出温度の平均温度

表4: 屋内LSFT設置のキーパフォーマンス基準

 

7. テスト終了条件

LSFTは、拡張された高強度のテストです。通常の状況では、以下のすべての条件が満たされたときにテストは終了します。

1. 元の囲い内のおよび外の明火は完全に消されています。
2. 完全に発展した火災状態が確立された後、発生元の遮蔽物内の温度は連続して3時間、100°C（212°F）未満のままとなります。
3. 対象のBESS温度は下落傾向にあり、少なくとも連続3時間にわたり基準限界以下で推移している。
4. 水を用いた消火システムが作動した場合、12時間の観察期間水の供給を停止した後に実施する必要があります。再点火を防ぐためです。
5. スタックされた設定には追加の24時間の観察期間長期的な構造の安定性を確保するためです。

熱暴走がターゲットのケースに伝播し、積層構造が崩壊し、温度限界が越えたり、作業員の安全が脅かされたりした場合、テストは前倒しで終了し、不適合とみなされます。

8. 第6版の更新の主なポイント

• NFPA 855:2026との調和：正式にLSFTをNFPA 855に関連付け、準拠要件として強制的に設定し、一貫した「テストからコードへの枠組み」を確立します。
• 明確な免除基準： レベル3（ユニットレベル）のテストが回避または免除される適用可能な条件を明示的に定義します。
• 標準化されたスタックテスト: 多段積層BESS向けにカスタマイズされた正確なテスト手順および評価基準を紹介します。
• 正確なパフォーマンスの制限： 表面温度基準に対して110％のマルチプライヤーと5分間の猶予許容を組み込み、実際の工学的ダイナミクスに近づけています。
• 強化された再点火モニタリング：火災対策システムの長期的な制御能力を確認するために、屋内システムに対して抑制後の12時間の観察期間を義務付ける。
• 包括的なレポートの義務： 実物試験の組み立てから最終的な結論に至るまでの完全なプロセスデータトレース記録を要します。

9. 結論

 

大規模火災試験（LSFT）は、世界中でバッテリー電力貯蔵システムの防火評価における最高の技術基準を示しています。理論的な計算や小規模なベンチテストを越えて、これは基本的な安全上の課題に対処するために全スケールの実物試験を使用します:

"エネルギー貯蔵システム内で実際に火災が発生した場合、隣接するユニットや周囲の構造に拡散するでしょうか？"

BESS製造業者、統合事業者、プロジェクト開発者にとって、LSFTのニュアンスを習得することは重要です。規制への適合や市場へのアクセスだけでなく、エネルギー貯蔵製品の本質的な安全性を進めるための重要な道筋となるからです。

— この記事は、ANSI/CAN/UL 9540A-2026（第6版）基準を参照して作成されています。 —