在日前舉辦的德國慕尼黑國際電池儲能技術(shù)博覽會(ees Europe 2022)上，電池儲能系統(tǒng)的消防安全成為許多儲能供應商及其客戶關注的首要話題。

Intilion公司的儲能安全技術(shù)顯示氣體可以從電池儲能系統(tǒng)前側(cè)安全排出

雖然展出了許多新產(chǎn)品，并討論了各種宏觀主題——例如歐盟需要在儲能方面制定一致的政策戰(zhàn)略以及供應持續(xù)鏈緊張。但參與會議的行業(yè)專家評論說，利益相關者希望能夠確保鋰離子電池儲能系統(tǒng)的消防安全，這一點至關重要。

電池分析商ACCURE Battery Intelligence公司首席執(zhí)行官Kai-Philip Kairies在接受行業(yè)采訪時說，“為了真正地發(fā)揮重要作用，未來的電池儲能系統(tǒng)需要更加安全。如果人們擔心電池安全性，這不利于電池儲能行業(yè)持續(xù)發(fā)展。”

ACCURE公司開發(fā)的軟件可以幫助監(jiān)控和評估電動汽車和電池儲能系統(tǒng)中的電池性能、老化情況以及運行安全性。作為電池技術(shù)專家，Kairies指出，在分析套件的這三個主要功能中，安全性最近受到了最多的關注。

全球儲能電池領域發(fā)生了一些令人注目的消防安全事件，其中包括特斯拉在澳大利亞的Victorian Big Battery電池儲能系統(tǒng)起火和加利福尼亞莫斯蘭汀儲能系統(tǒng)的熱失控事件：而這分別是澳大利亞和世界上規(guī)模最大的電池儲能項目。

據(jù)報道，亞利桑那州公用事業(yè)廠商Salt River Project (SRP)公司部署的10MW/40MWh的電池儲地系統(tǒng)最近也發(fā)生火災。而德國的住宅儲能系統(tǒng)市場也在快速增長。Kairies說，據(jù)他所知，德國僅在過去一個月就報告了五起住宅儲能系統(tǒng)火災。

值得慶幸的是，在這些事件似乎沒有人受到傷害，并且相對于世界各地部署的大量電池儲能系統(tǒng)來說，這樣的事件仍然很少見，但不能可以掉以輕心，尤其是客戶或公眾。

做出正確決策的工具

自從2010年以來，電池儲能制造商Saft 公司一直在向全球市場提供集裝箱式電池儲能系統(tǒng)，并且聲稱從未經(jīng)歷過導致火災的設備故障，該公司負責創(chuàng)新和解決方案的副總裁Michael Lippert對此表示自豪。

Lippert表示，電池儲能系統(tǒng)仍然存在潛在風險，在安全評估方面必須認真對待。對于Saft 公司而言，從設計電網(wǎng)級電池產(chǎn)品Intensium Max的工作一開始，就從整體和內(nèi)在考慮安全問題。

Saft公司的方法可能不同于其競爭對手的一個方式是，Intensium Max是一種標準化、可重復的儲能系統(tǒng)，在設計上不會因項目不同而發(fā)生根本變化。

Lippert說，“在開始設計時，我們就對任何可能存在的風險進行了分析，其中包括冷卻系統(tǒng)的影響，例如由于冷凝引起的濕度對于電池儲能系統(tǒng)來說是一種風險，因為在電壓高達1500V電池儲能系統(tǒng)中，濕度過大可能會導致電池短路。我們需要確保在工作人員打開集裝箱式儲能系統(tǒng)大門之前，將溫度設置為冷凝點以上。因此，我們在開始時就增強功能以及安全性考慮了很多事情。”

Saft公司儲能系統(tǒng)的設計集成了檢測系統(tǒng)、滅火和危險管理的組合，Lippert聲稱這是世界上獨一無二的設計。

Intensium Max儲能系統(tǒng)是Saft公司所有儲能項目的基石，其中配置兩個獨立的滅火系統(tǒng)。該公司還從其他制造企業(yè)發(fā)生儲能安全項目事件中了解到，需要對在集裝箱內(nèi)積聚可能導致爆炸的氣體進行管理。

Lippert說，“我們將會確保工作人員以及滅火的消防人員都熟悉這些設備，并且他們擁有做出正確決定的工具。這意味著他們不需要打開集裝箱就可以看到發(fā)生了什么，他們接受過培訓，并且擁有外面的診斷工具來查看儲能系統(tǒng)內(nèi)部溫度，看看是否存在爆炸的可能性。”

不斷發(fā)展的安全技術(shù)

Intilion公司是一家總部位于德國的電池儲能系統(tǒng)制造商，它為工商業(yè)市場推出了一款具有內(nèi)置消防安全功能的電池儲能系統(tǒng)。

Intilion公司產(chǎn)品經(jīng)理Martin Peters指出，鋰離子電池雖然有許多優(yōu)點，但也伴隨著火災和爆炸風險，這意味著鋰電池發(fā)生火災無法撲滅。

而鋰電池發(fā)生火災有三個主要原因：過壓、過流或過熱造成的電氣風險;電池系統(tǒng)外部高溫造成的熱風險;以及外部無法輕易識別的物理損壞或制造缺陷造成的機械風險。

他說，“也許經(jīng)過多年的使用，電池內(nèi)部存在一些問題。例如隔板上的枝晶可能會增加，導致電池內(nèi)部短路，然后導致熱失控，導致發(fā)生火災。”

在德國市場，在室內(nèi)使用的電池儲能系統(tǒng)需要滿足德國電氣工程師協(xié)會(VDE)制定的認證標準。其中包括要求火勢不能在相鄰電池模塊之間蔓延或傳播，并且電池模塊之外不應有火焰。

Intilion公司為每個電池模塊設計了一個額外的外殼，具有經(jīng)過計算的空氣通道，以規(guī)定的方式釋放氣體。因此需要將氣體被壓縮到不易燃的程度，并且這些氣體能夠從儲能系統(tǒng)前部排出。

該產(chǎn)品已通過德國一家實驗室的認證。Peters指出，鋰離子電池的火災風險無法完全消除，但其損壞可能僅限于一個電池模塊。Intilion公司電池儲能系統(tǒng)的每塊電池還配置托盤，用于收集可能泄漏的電解液，防止污染地下水。

ACCURE公司的Kai-Philipp Kairies說，一旦儲能系統(tǒng)實際投入使用，電池的數(shù)據(jù)就可以成為預防性維護的有效工具。

Kairies說，“每個電池都有一個電池管理系統(tǒng)，它會生成一些數(shù)據(jù)，如電壓、電流和溫度，我們使用這些數(shù)據(jù)基本上對電池內(nèi)部發(fā)生的情況進行逆向工程。”

電池健康的某些內(nèi)部狀態(tài)無法直接測量，也無法計算。隨著時間的推移這些內(nèi)部狀態(tài)如何發(fā)展，ACCURE公司能夠判斷電池模塊或電池性能是否健康，并且與電池組的其他部分類似。

例如，如果分析軟件發(fā)現(xiàn)一個電池顯示出不良跡象，則可以在電池變得危險之前將其退出運行。Kairies表示，憑借電動汽車和電池儲能領域管理1.5GWh電池資產(chǎn)的經(jīng)驗，ACCURE公司證明了這可以大規(guī)模完成，從而確保儲能系統(tǒng)和下一代鋰電池儲能系統(tǒng)的安全。