目前，儲(chǔ)能電站和電池充電器的安全事故時(shí)有發(fā)生。本文將討論電化學(xué)儲(chǔ)能電站的安全風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)現(xiàn)并分析了已知和未知的問題，并將提出鋰電池儲(chǔ)能安全的解決方案。

 

1.液冷產(chǎn)品的技術(shù)路線是什么，有什么區(qū)別？

目前，很多儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商推出的液冷產(chǎn)品都不是簡(jiǎn)單的系統(tǒng)散熱，而是高門檻的液冷儲(chǔ)能技術(shù)。它通過冷卻劑的對(duì)流直接將熱量輻射到電池中。難點(diǎn)還包括如何降低冷卻液泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，它通過考慮多維度的設(shè)計(jì)、環(huán)境條件、散熱要求和可靠性要求，完全可以滿足儲(chǔ)能電站的電池存儲(chǔ)安全要求。

就液冷產(chǎn)品而言，溫控企業(yè)和儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商采取的技術(shù)路線可以說是一致的。不同廠家應(yīng)用的基本原理相同，差異主要體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的具體實(shí)施上，如能效等級(jí)、結(jié)構(gòu)布局、核心部件選擇、制冷劑類型、電子電氣設(shè)計(jì)等。

與風(fēng)冷系統(tǒng)相比，液冷系統(tǒng)在熱傳導(dǎo)、能量密度、安全性、可靠性等方面有明顯優(yōu)勢(shì)。特別是在解決了風(fēng)冷系統(tǒng)中電池溫度不均勻的問題后，電池模塊的循環(huán)壽命和可靠性有了很大的提高。

企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下兩個(gè)方面： 一是溫控系統(tǒng)自身的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理和阻燃性能，不要因?yàn)樽陨淼膯栴}而危及儲(chǔ)能電站的安全；二是溫控系統(tǒng)要為儲(chǔ)能電池安全提供穩(wěn)定可靠的電池冷卻方案，保證電池不因溫控故障而過熱，而以上兩點(diǎn)對(duì)于溫控企業(yè)和儲(chǔ)能集成商的技術(shù)方案要求是一致的。

除了要求溫控產(chǎn)品按規(guī)定進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和可靠制造外，還應(yīng)根據(jù)不同儲(chǔ)能電站的技術(shù)特點(diǎn)，匹配相應(yīng)的溫控方案。溫度控制公司和儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的液體冷卻產(chǎn)品的側(cè)重點(diǎn)會(huì)有所不同。溫控公司更注重液冷主機(jī)的開發(fā)，而儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商集成商則更關(guān)注整個(gè)電池儲(chǔ)能安全系統(tǒng)的溫度控制，不僅包括液冷主機(jī)的功能，還需要結(jié)合電池液冷端的性能，最終目的是很好地滿足電池溫度的一致性。

目前，一些集成商的液冷方案，溫度一致性已經(jīng)達(dá)到了2.5攝氏度以內(nèi)，電池的壽命也得到了很大的提高。由于溫控企業(yè)仍然是溫控領(lǐng)域最專業(yè)的解決方案提供商，相信未來溫控企業(yè)與系統(tǒng)集成商共同研發(fā)液冷系統(tǒng)將是行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

對(duì)于儲(chǔ)能電站的安全要求，保持電池溫度良好的一致性，在一定程度上可以防止電池 “熱失控”，但勉強(qiáng)依靠溫控方案的改進(jìn)并不能有效解決安全隱患。儲(chǔ)能電站每次發(fā)生安全事故的原因都很復(fù)雜。為了保證儲(chǔ)能電站更高的安全性，如何從電池、電池管理、溫控系統(tǒng)、消防等方面避免、預(yù)防、及時(shí)控制和最大限度地減少安全隱患的損失，將是儲(chǔ)能電站的健康發(fā)展。這將是一個(gè)健康發(fā)展的行業(yè)需求。

 

 

目前，儲(chǔ)熱管理的方式主要有兩種：風(fēng)冷和液冷，各有各的特點(diǎn)。但由于液冷所使用的防凍劑密度是空氣的1000倍，比熱是空氣的4倍，作為熱載體與空氣冷卻相比具有載熱能力大、傳熱效率高的特點(diǎn)，在能量密度較高、充放電速度較快、環(huán)境溫度變化較大的情況下，對(duì)電池?zé)崾Э氐姆乐垢鼮橛行А?/p>

現(xiàn)在市場(chǎng)上的液冷產(chǎn)品其實(shí)是二者的深度結(jié)合，從技術(shù)路線上看沒有大的區(qū)別，基本采用的是液冷單元和Pipeline以及液冷箱的方案。液冷的作用是通過制冷劑與電池之間的熱交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的溫度控制，使電池能在更合適的溫度下工作，延長(zhǎng)電池的使用壽命。同時(shí)，當(dāng)電池?zé)崾Э貢r(shí)，它可以延緩熱失控的蔓延時(shí)間。但是，它不能防止熱失控的發(fā)生和蔓延。

無論是溫控企業(yè)的液冷產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和測(cè)試，還是儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的使用和測(cè)試，都是以滿足儲(chǔ)能電站的安全要求為前提的。技術(shù)路線是一樣的，但產(chǎn)品的意識(shí)形態(tài)是不同的。2021年以前，中國(guó)儲(chǔ)能系統(tǒng)使用的電池組件主要是風(fēng)冷產(chǎn)品。自比亞迪率先推出符合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的液冷電池組件后，目前，松下電力、遠(yuǎn)景能源、科華、天合光能等鋰離子電池公司也有相應(yīng)產(chǎn)品推出。

業(yè)內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商推出的液冷產(chǎn)品主要是指采用液冷電池模塊的電池儲(chǔ)能安全產(chǎn)品，毋庸置疑，一些企業(yè)的儲(chǔ)能變流器產(chǎn)品采用了液冷制冷。與風(fēng)冷制冷相比，液冷制冷有自己的優(yōu)勢(shì)，但也面臨新的挑戰(zhàn)。

使用液冷制冷的儲(chǔ)能電站的安全需要格外注意液體危險(xiǎn)防護(hù)，主要是在正常使用或維修時(shí)系統(tǒng)中存在冷凝水，在相應(yīng)部位的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮較高的污染等級(jí)，并采取一些措施防止冷凝水的積聚；在正常運(yùn)行、設(shè)備維修時(shí)，軟管或其他系統(tǒng)部件（如儲(chǔ)液器）松動(dòng)或脫落，不得有液體泄漏到帶電部分或?qū)﹄姎饨^緣的影響。封閉式液體密封系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有超壓安全裝置。

液體冷卻系統(tǒng)超壓安全裝置應(yīng)滿足以下要求：安裝位置應(yīng)盡量靠近被保護(hù)的液體密封系統(tǒng)；注、排液口到位并有標(biāo)識(shí)，防止釋放物濺到任何人身上；釋放口到位并有標(biāo)識(shí)，確保裝置啟動(dòng)時(shí)可能造成危險(xiǎn)的部件不進(jìn)液。冷卻裝置與被保護(hù)部件之間不應(yīng)有截止閥，冷卻裝置應(yīng)具有氣水自動(dòng)分離和排氣的功能，電池儲(chǔ)存安全系統(tǒng)應(yīng)能在線監(jiān)測(cè)和顯示液體冷卻裝置循環(huán)冷卻液的壓力和溫度。

 

 

2.消防設(shè)施在電池儲(chǔ)能安全建設(shè)中的作用是什么？

消防設(shè)施的有效性可以限制火災(zāi)類型在儲(chǔ)能系統(tǒng)某些部位的蔓延，特別是對(duì)電池?zé)崾Э氐脑缙谝种疲故鹿实姆秶统潭冉档阶畹?。消防系統(tǒng)不同滅火劑的交替發(fā)展，不同預(yù)警檢測(cè)的創(chuàng)新，不同消防控制邏輯的優(yōu)化更新，都表明消防設(shè)施在電化學(xué)儲(chǔ)能電站中越來越受到重視。

電化學(xué)電池儲(chǔ)能安全站與傳統(tǒng)建筑不同，在有限的空間內(nèi)存放大量的電池，火災(zāi)負(fù)荷大，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高。一旦電池受熱失控，就很難撲滅，特別容易形成系統(tǒng)性火災(zāi)，燒毀整個(gè)容器，甚至發(fā)生爆炸。鑒于儲(chǔ)能電站的特殊性，消防系統(tǒng)的設(shè)置就顯得尤為重要。在消防策略上，應(yīng)立足于早期發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確探測(cè)、早期準(zhǔn)確滅火。

消防設(shè)施是被動(dòng)的。電站發(fā)生火災(zāi)時(shí)，利用消防手段抑制和撲滅火焰，防止火勢(shì)蔓延，盡量減少火災(zāi)損失和人員傷亡，這是消防設(shè)施的主要作用。根據(jù)蓄電池火災(zāi)的特點(diǎn)，可將報(bào)警和滅火裝置下沉到單體儲(chǔ)能模塊中，有效抑制火位的上升，防止火勢(shì)蔓延，并采用冷卻吸熱的氣體滅火方式。

其次，應(yīng)考慮滅火劑對(duì)電池電導(dǎo)率的影響，避免對(duì)系統(tǒng)正常運(yùn)行造成破壞。為保證電池儲(chǔ)能安全，在封閉的大型獨(dú)立儲(chǔ)能空間內(nèi)仍需安裝終端消防設(shè)施，必須具備快速滅火和長(zhǎng)期吸熱保護(hù)的功能，同時(shí)要防止電池火災(zāi)的重復(fù)燃燒，避免次生災(zāi)害和爆炸事故，防止火災(zāi)向更高層次蔓延。

2019年，DNV挪威船級(jí)社一項(xiàng)關(guān)于鋰離子電池安全的研究發(fā)現(xiàn)，壓縮空氣泡沫的滅火效果好，尤其是主要滅火性能（包括滅火能力、長(zhǎng)期吸熱率、短期吸熱率）優(yōu)于其他滅火方式，并具有優(yōu)良的抗燃性能，在鋰電池滅火中將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

消防設(shè)施對(duì)電池儲(chǔ)能安全站的電氣火災(zāi)和電池火災(zāi)可以起到一定的預(yù)警和滅火作用。多種傳感器的組合，可以對(duì)電池泄漏、熱失控進(jìn)行一定程度的預(yù)警，如監(jiān)測(cè)電池可燃?xì)怏w泄漏、電解液泄漏，及時(shí)預(yù)警；氣體滅火器可以在電池起火時(shí)有效撲滅電氣火災(zāi)，撲滅或減緩火勢(shì)蔓延；水滅火器可以在火勢(shì)未得到有效控制時(shí)采用水淹式滅火方式，避免造成更大事故。

金屬鋰是所有已知元素（包括放射性元素）中反應(yīng)性最強(qiáng)的系列，熱失控現(xiàn)象在鋰離子電池中很常見，這是鋰電池在電池儲(chǔ)存安全方面的一個(gè)潛在安全問題。另一方面，EMS和PCS是由大量的電子電氣元件和高低壓線束及其連接部件組成的，但它們也不能被忽視。

 

 

作為最后一道被動(dòng)防御系統(tǒng)，消防設(shè)計(jì)、選材、布局和施工的合理性直接影響到儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。消防系統(tǒng)能夠及早發(fā)現(xiàn)并報(bào)警，快速滅火，隔離火災(zāi)的傳導(dǎo)和輻射，防止燃燒面積擴(kuò)大造成的損失。整個(gè)消防系統(tǒng)要配合儲(chǔ)能消防供水的要求，預(yù)留消防供水和消防的接口，使整個(gè)儲(chǔ)能電站形成消防組合的立體系統(tǒng)，以最小的損失體現(xiàn)消防產(chǎn)品的價(jià)值。

電化學(xué)儲(chǔ)能火災(zāi)防護(hù)的關(guān)鍵在于早期發(fā)現(xiàn)和處置。根據(jù)目前已發(fā)生的儲(chǔ)能火災(zāi)案例分析，儲(chǔ)能火災(zāi)的隱患大多來自于電池異常引起的火災(zāi)。這種火災(zāi)深入隱患，不易被工作人員發(fā)現(xiàn)，因此，早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)信息并準(zhǔn)確有效地反饋給火災(zāi)處置單位就顯得尤為重要。使用完整的、有針對(duì)性的電化學(xué)儲(chǔ)能滅火系統(tǒng)，可以在電池儲(chǔ)能安全站發(fā)生火災(zāi)的初期有效滅火，長(zhǎng)時(shí)間抑制火勢(shì)，并將火災(zāi)信息報(bào)告給主站，節(jié)省消防員的寶貴時(shí)間。

蓄電池安全中的消防設(shè)施的作用是及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)危險(xiǎn)信號(hào)，保證火災(zāi)事故發(fā)生后及時(shí)滅火，減少火災(zāi)危險(xiǎn)事故的蔓延。當(dāng)然，對(duì)消防設(shè)施的選擇、探測(cè)器的類型、布局和安裝、控制邏輯、滅火劑的選擇和用量、設(shè)施本身的可靠性、消防設(shè)施與儲(chǔ)能系統(tǒng)整體控制的銜接等也有嚴(yán)格的要求。

 

3.電化學(xué)儲(chǔ)能電站的早期電池儲(chǔ)能安全預(yù)警和控制措施有哪些？

在精準(zhǔn)檢測(cè)方面，利用芯片的底層檢測(cè)優(yōu)勢(shì)和溫度/煙氣/氣體檢測(cè)三位一體的跨界、復(fù)合能力，打造小型化、集約化的檢測(cè)器，預(yù)裝/內(nèi)置電池模塊，做到早發(fā)現(xiàn)、早行動(dòng)、早隔離，精準(zhǔn)檢測(cè)具體電池模塊；采用氣體滅火和高壓水霧的復(fù)合方案，針對(duì)不同場(chǎng)景、不同級(jí)別（類、群組級(jí)、包級(jí)）的儲(chǔ)能消防解決方案的需要，進(jìn)行防重燃。

對(duì)電池儲(chǔ)能安全艙、電池集群和電池PACK箱進(jìn)行分級(jí)檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池運(yùn)行周期數(shù)據(jù)，采集分析電池?zé)崾Э靥卣鲾?shù)據(jù)，根據(jù)電池在不同階段的異常情況做出不同級(jí)別的檢測(cè)和報(bào)警，并做出不同的防控處理。結(jié)合電化學(xué)電池儲(chǔ)能安全廠的建設(shè)規(guī)模和布局，進(jìn)行多階段火災(zāi)防控。

 

 

在安全措施方面，電池?zé)崾Э貥O早期特征參數(shù)的采集和信號(hào)傳輸系統(tǒng)、滅火設(shè)備、泄壓裝置、主動(dòng)排煙設(shè)備、報(bào)警設(shè)備和火災(zāi)顯示設(shè)備等。在防控措施方面，一般以優(yōu)化電化學(xué)儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，如電化學(xué)儲(chǔ)能電站的選址、站區(qū)的規(guī)劃和一定距離的防火距離的安排。

還包括電化學(xué)電池儲(chǔ)能安全系統(tǒng)的用電、采暖、通風(fēng)、空調(diào)，最后是消防設(shè)施設(shè)備、消防用水、消防車道等的安裝。目前可提供電化學(xué)電池儲(chǔ)能安全廠房完整的系統(tǒng)解決方案?？扇?xì)怏w（H2、CO、VOC等）的檢測(cè)結(jié)果作為預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警信號(hào) 報(bào)警系統(tǒng)采用煙霧、溫度和可燃?xì)怏w三種火災(zāi)探測(cè)器，通過檢測(cè)煙霧、溫度和可燃?xì)怏w三種信號(hào)對(duì)火災(zāi)進(jìn)行智能檢測(cè)。自動(dòng)滅火系統(tǒng)采用 “全氟己酮和壓縮空氣泡沫 “的組合創(chuàng)新應(yīng)用。

在PACK級(jí)、集群級(jí)火災(zāi)中采用全氟己酮精準(zhǔn)定向滅火，多次釋放，持續(xù)冷卻，防止復(fù)發(fā)。對(duì)于機(jī)艙火災(zāi)，壓縮空氣泡沫被用作終極防線。整個(gè)機(jī)艙被填滿，溫度長(zhǎng)時(shí)間降低，可以防止火災(zāi)復(fù)燃，將火勢(shì)控制在一個(gè)機(jī)艙內(nèi)。移動(dòng)式壓縮空氣泡沫滅火裝置作為一種應(yīng)急救援裝置，與電池倉(cāng)預(yù)留的灌裝口連接迅速、靈活、性價(jià)比高。屏障抑制型壓縮空氣泡沫噴灑裝置是將泡沫噴灑在起火電池艙的外壁和頂部，形成泡沫屏障，防止火勢(shì)在艙內(nèi)蔓延。

蓄電池安全預(yù)警措施主要包括蓄電池和電氣設(shè)備的電壓、溫度等運(yùn)行參數(shù)異常的預(yù)警，火災(zāi)危險(xiǎn)信號(hào)（可燃?xì)怏w、煙霧、溫度）的預(yù)警，蓄電池系統(tǒng)絕緣故障的檢測(cè)和預(yù)警，消防系統(tǒng)、傳感器狀態(tài)、溫控設(shè)備、通訊、水浸等異常情況的預(yù)警。

它主要由儲(chǔ)能系統(tǒng)的BMS、PCS和EMS進(jìn)行控制和保護(hù)。儲(chǔ)能安全預(yù)警系統(tǒng)由BMS系統(tǒng)、火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)、紅外攝像機(jī)組成。BMS系統(tǒng)是最早能夠感知電池指數(shù)的系統(tǒng)。通過監(jiān)測(cè)單體電池的電壓、溫度、SOC、SOH、總電壓、電流、總正負(fù)，可以安全預(yù)警殼體的絕緣電阻?；馂?zāi)探測(cè)系統(tǒng)感應(yīng)系統(tǒng)指標(biāo)，紅外攝像機(jī)感應(yīng)表面指標(biāo)，滅火是通過1,1,1,2,3,3-七氟丙烷和消防水管道噴射。

 

4.電化學(xué)儲(chǔ)能裝置的安全設(shè)施費(fèi)用是多少？

以1MW儲(chǔ)能容器為例，傳統(tǒng)的儲(chǔ)能溫度控制、安全預(yù)警、消防方案約占1%-4%的支出。未來，電池儲(chǔ)能安全方案技術(shù)升級(jí)到精確檢測(cè)維度，支出比例將增加到5%-8%。據(jù)了解，目前全球電池儲(chǔ)能安全的成本在4%-6%之間。消防設(shè)備的成本與使用的方案有關(guān)，1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷類消防系統(tǒng)的成本為數(shù)萬元，全氟己酮PACK類，根據(jù)方案不同，成本在十萬至十萬之間。

 

 

5.儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)的原因有哪些？

在過充、過放、過熱、機(jī)械碰撞等內(nèi)外因素的影響下，容易造成電池隔膜塌陷和內(nèi)部短路，從而導(dǎo)致熱量失控?；谥鲃?dòng)安全的設(shè)計(jì)理念，目前采用的是三級(jí)防爆和三級(jí)防火以及三級(jí)絕緣監(jiān)測(cè)保護(hù)，它有六個(gè)安全設(shè)計(jì)： 本體安全、設(shè)計(jì)安全、結(jié)構(gòu)安全、系統(tǒng)安全、管理安全和消防安全。

從全球儲(chǔ)能電站火災(zāi)案例來看，熱失控的原因大多來自電池溫度。如何解決電池內(nèi)部與外殼之間的熱傳遞問題，仍然值得探討和研究。風(fēng)冷技術(shù)以空氣為冷卻介質(zhì)，以對(duì)流為傳熱方式；液冷技術(shù)以冷卻劑為介質(zhì)，以熱傳導(dǎo)為傳熱方式。從傳熱的角度來看，液體冷卻可以在一定程度上有效降低熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。

事實(shí)表明，電解液泄漏、過充過放、電芯短路、絕緣失效、電纜損壞、過流等導(dǎo)致電池發(fā)熱失控或設(shè)備溫度異常起火，電池老化、一致性差、熱交換系統(tǒng)失效，導(dǎo)致系統(tǒng)高溫運(yùn)行造成熱量積聚，絕緣設(shè)計(jì)不良或外部異物（導(dǎo)電粉塵、液體）進(jìn)入，試運(yùn)行等操作不當(dāng)導(dǎo)致短路，外部遇到明火、撞擊、雷擊等各種意外因素都會(huì)造成火災(zāi)。

電化學(xué)電池儲(chǔ)能安全廠的火災(zāi)原因是復(fù)雜的、多方面的，但最常見的是電池的熱失控，由于其熱失控發(fā)展具有一定的持續(xù)性和不可逆性。因此，單純依靠溫控降溫方式并不能完全防止熱失控的發(fā)生，這就需要必要的、有效的消防手段配合溫控設(shè)施，對(duì)熱失控電池進(jìn)行聯(lián)合降溫控制，同時(shí)進(jìn)行壓制和滅火。

相比之下，在局部防護(hù)單元，吸熱能力強(qiáng)、易揮發(fā)、環(huán)保的蓄電池和電氣設(shè)備，無損滅火劑更適合一些，如全氟己酮。在較大的防護(hù)空間內(nèi)，需要能夠快速填充空間，隔離空氣，對(duì)電池系統(tǒng)整體進(jìn)行阻隔冷卻保護(hù)，綜合比較，霧狀智能壓縮空氣泡沫是不錯(cuò)的選擇。

為解決這一問題，業(yè)界提出的解決方案是多層次、多維度的檢測(cè)方法，如熱解粒子檢測(cè)儀、嵌入式微溫檢測(cè)儀、嵌入式微氣檢測(cè)儀等，可以實(shí)現(xiàn)非常早期的檢測(cè)和報(bào)警。另一種常見的火災(zāi)是電氣火災(zāi)，由于電氣短路、過流加熱、老化加熱、雷擊等原因。

一般來說，是電解液泄漏、蓄電池內(nèi)部或外部短路、電弧擊穿、蓄電池過壓、溫度過高、電流過大、沖擊等。 電氣火災(zāi)一般可以通過消防設(shè)備撲滅，但由于電池本身具有能量，會(huì)不斷引起電氣火災(zāi)的蔓延。同時(shí)，蓄電池安全廠內(nèi)有大量的蓄電池，蓄電池發(fā)熱失控后，很容易引起蓄電池周圍的連鎖反應(yīng)，蓄電池要不斷降溫才能有效控制火災(zāi)的蔓延。

 

 

6.電池儲(chǔ)能安全案例的預(yù)防

復(fù)合探測(cè)器可用于檢測(cè)鋰離子電池?zé)崾Э氐臏囟取熿F、可燃?xì)怏w、VOC等特征數(shù)據(jù)，可有效預(yù)防和控制鋰離子電池?zé)崾Э匾鸬碾姵貎?chǔ)能安全站火災(zāi)，檢測(cè)數(shù)據(jù)與電池BMS數(shù)據(jù)相結(jié)合，可綜合判斷電池儲(chǔ)能安全，做到早判斷、早預(yù)警、早處置，避免電池?zé)崾Э匾鸹馂?zāi)。

當(dāng)電池失控時(shí)，采用氣體或液體的滅火劑直接作用于電池，撲滅明火，而滅火劑的噴射需要對(duì)電池有良好的冷卻作用，阻斷電池的熱膨脹失控，防止電池再次燃燒。

蓄電池系統(tǒng)存在缺陷，系統(tǒng)保護(hù)不完善，運(yùn)行管理不善，消防系統(tǒng)不完善等。解決的辦法應(yīng)從提高電池的安全性入手，加強(qiáng)電化學(xué)儲(chǔ)能電站運(yùn)行維護(hù)的安全管理，建立可靠的電池消防系統(tǒng)，包括電池庫(kù)/室的消防設(shè)計(jì)，分為火災(zāi)探測(cè)、分級(jí)報(bào)警、滅火、遠(yuǎn)程控制；電氣（控制）室的消防設(shè)計(jì)，針對(duì)變電站及配電柜、控制柜、逆變器等電氣設(shè)備，采用火災(zāi)探測(cè)管式滅火設(shè)備。

目前，造成電池儲(chǔ)能安全廠火災(zāi)的主要原因是機(jī)械濫用、電氣濫用和熱濫用，而鋰離子電池本身由于其能量比非常高，活性非常高，具有易燃易爆的基本條件。鋰離子火災(zāi)主要是由于過充和過放，導(dǎo)致單體鋰離子電池的熱失控，如果不能及時(shí)撲滅，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致熱失控，由于多個(gè)電池組組合的儲(chǔ)能工廠，大量單體電池的緊密包裝，不能快速有效散熱，導(dǎo)致鋰離子電池組向整個(gè)電池群的危險(xiǎn)擴(kuò)散。

主要有以下幾個(gè)階段需要防范：

設(shè)備選型階段：規(guī)范關(guān)鍵設(shè)備和電池儲(chǔ)能安全系統(tǒng)單元的選型，盡量選擇合格產(chǎn)品
電站設(shè)計(jì)階段：加強(qiáng)對(duì)電站設(shè)計(jì)方案的評(píng)估，特別是安全設(shè)計(jì)的評(píng)估；
設(shè)備采購(gòu)階段：加強(qiáng)對(duì)電池、PCS和系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程監(jiān)管；
安裝調(diào)試階段：規(guī)范安裝調(diào)試程序，制定相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)程序，加強(qiáng)人員培訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)管理；
運(yùn)行維護(hù)階段：制定高質(zhì)量的運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量管理手冊(cè)和程序文件；加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的管理和維護(hù)；啟動(dòng)試運(yùn)行驗(yàn)收和定期安全檢查。

引起蓄電池安全廠火災(zāi)的原因，主要包括：高壓繼電器粘連、電解液泄漏、高低壓隔離、蓄電池內(nèi)阻增大、蓄電池隔膜擊穿內(nèi)部短路、蓄電池過充電、過放電。應(yīng)加強(qiáng)軟件控制、測(cè)試和保護(hù)。液冷本身就是解決電池散熱問題的較好選擇，液冷更有利于電池溫度控制，隨著充放電率的提高，液冷是電化學(xué)儲(chǔ)能溫度控制的主流方案。

一些公司的液冷電池系統(tǒng)的出液口溫差在±0.5℃范圍內(nèi)，而電池儲(chǔ)能安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了使電池組長(zhǎng)期保持在均衡舒適的工作溫度范圍內(nèi)，消除電池發(fā)熱失控帶來的安全隱患。

 

 

7.采取哪些措施促進(jìn)儲(chǔ)能的安全和可持續(xù)發(fā)展？

目前，要構(gòu)建以市場(chǎng)為導(dǎo)向的綠色儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新體系，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景開發(fā)不同的電池儲(chǔ)能安全技術(shù)，從材料、器件、系統(tǒng)、應(yīng)用等多個(gè)層面進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新，通過顛覆性技術(shù)的開發(fā)，儲(chǔ)能成本可以降低一半以上，電化學(xué)電池儲(chǔ)能安全系統(tǒng)的安全性可以提高到完全可控水平。

今后要加強(qiáng)建立以市場(chǎng)為導(dǎo)向的綠色儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)體系和人才培養(yǎng)體系，針對(duì)大容量、低成本、高安全性、易回收等問題，積極推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新。我們將積極推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新，降低電池儲(chǔ)能安全應(yīng)用的成本，促進(jìn)電池儲(chǔ)能安全技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)全球能源清潔轉(zhuǎn)型。

電池儲(chǔ)能安全站的安全防控貫穿于電池制造、電站設(shè)計(jì)與建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、事故應(yīng)急處理等全生命周期的諸多關(guān)鍵環(huán)節(jié)。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)電池的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，建立電池儲(chǔ)能安全系統(tǒng)的在線狀態(tài)評(píng)估和主動(dòng)安全預(yù)警，優(yōu)化電池儲(chǔ)能安全站的運(yùn)維策略，對(duì)于降低電池儲(chǔ)能安全電站的安全事故風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。

電池儲(chǔ)能安全體系有三個(gè)方面，一是制定安全性能測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)，二是有害氣體的評(píng)價(jià)，三是研究安全性能分類和綜合評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。電池儲(chǔ)能安全，無論是本體安全、主動(dòng)安全，還是被動(dòng)防御措施，都需要從電池材料、防火材料、電芯、模塊、系統(tǒng)集成，以及設(shè)計(jì)院、電網(wǎng)公司、鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)、消防部門等不同機(jī)構(gòu)對(duì)電化學(xué)電池儲(chǔ)能安全技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合研究，實(shí)現(xiàn)真正的創(chuàng)新，為大規(guī)模電池儲(chǔ)能安全產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供保障。

在設(shè)備選型和采購(gòu)階段，客戶應(yīng)要求參與投標(biāo)，儲(chǔ)能產(chǎn)品應(yīng)通過國(guó)家認(rèn)監(jiān)委批準(zhǔn)的認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證 開展電池儲(chǔ)能安全系統(tǒng)的試運(yùn)行和驗(yàn)收測(cè)試；開展電池儲(chǔ)能安全并網(wǎng)和消防驗(yàn)收，確保符合并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和消防安全要求；定期開展運(yùn)維質(zhì)量評(píng)價(jià)，確保電池儲(chǔ)能安全工廠的運(yùn)行質(zhì)量。還可以通過合作研究、聯(lián)合測(cè)試、建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室等方式，在研究檢測(cè)機(jī)理、預(yù)警分析、撲救處置的基礎(chǔ)上，結(jié)合檢測(cè)技術(shù)、傳感器、控制系統(tǒng)、撲救材料等創(chuàng)新技術(shù)，探討鋰電池火災(zāi)的形成機(jī)理及其早期失控特征，提升電池儲(chǔ)能安全體系。

 

 

目前，在用的儲(chǔ)能式消防設(shè)施滅火系統(tǒng)的儲(chǔ)存形式有儲(chǔ)壓式、備用式和泵組式。滅火設(shè)施存在著啟動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)和維護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。我們建議采用多閥多泵聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)滅火劑的閥門或泵組 選擇非儲(chǔ)壓式、非備用壓力式、非泵組式免維護(hù)消防設(shè)施。最重要的是建立嚴(yán)格的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。