2020年11月18—20日，2020儲能安全國際高峰論壇在合肥世紀金源大飯店召開(kāi)，會(huì )上，安徽中科中渙防務(wù)裝備技術(shù)有限公司李煌以“電化學(xué)儲能系統火災防控技術(shù)應用”為題進(jìn)行匯報。匯報主要包括以下幾個(gè)部分：行業(yè)背景、儲能消防現狀、解決方案及應用案例。

行業(yè)背景

近年來(lái)，隨著(zhù)鋰電池價(jià)格的回落，裝機規模也開(kāi)始迅速增長(cháng)。在發(fā)展過(guò)程中，也出現一些行業(yè)痛點(diǎn)，比較典型的就是韓國發(fā)生的29起火災事故，針對1.5%的事故概率，韓國成立了調查委員會(huì )，調查結果顯示電池系統的缺陷、電池保護不完備、運營(yíng)管理不周、消防設備不完善等是引發(fā)火災的主要因素。

談到火災防控，必定要談到鋰離子電池熱失控原理，在濫用工況下，例如短路、過(guò)熱、撞擊等，均會(huì )導致電池發(fā)生熱失控，一旦發(fā)生熱失控，電池內部多種化學(xué)反應共同發(fā)生，產(chǎn)生大量的熱，這些熱量會(huì )劇烈加熱周?chē)碾姵?，形成熱失控傳播，最終導致整個(gè)儲能系統的火災爆炸事故。

儲能消防現狀

現階段，適用于電化學(xué)儲能電站的消防設計規范較為缺乏。雖然國內針對電化學(xué)儲能電站已陸續發(fā)布多項標準，但相關(guān)消防設計規范針對性仍有不足，如：在GB51048-2014《電化學(xué)儲能電站設計規范》中，沒(méi)有具體的消防設計要求，基本按照通用工業(yè)建筑消防設計。目前，儲能系統中電池性能指標模糊、系統保護與運營(yíng)管理不周、火災消防技術(shù)和標準欠缺、應急處置和外部救援措施要求偏低，儲能電站安全性仍存在較多問(wèn)題亟待解決。

解決方案

針對儲能系統火災事故，傳統消防的缺陷主要是由于對鋰離子電池火災機理及燃燒特性認識不足。對此，我們進(jìn)行了大量的熱失控試驗，采集并檢測電池失控時(shí)產(chǎn)生的氣體，通過(guò)對產(chǎn)氣規律的研究，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)相關(guān)監測技術(shù)，主要通過(guò)多信息耦合探測手段，例如氣體、溫度、電壓等特征參數，并根據電池不同危險狀態(tài)設置不同閾值，可分成一級、二級、三級預警模式。

監測判斷電池起火之后，聯(lián)動(dòng)進(jìn)行消防處置，基于實(shí)驗室開(kāi)展大量火災試驗，基本厘清電池發(fā)生燃燒后的火災特性及火蔓延規律，進(jìn)而建立熱失控模型，判斷熱失控傳播的主要路徑，并在摸清熱失控傳播規律之后，可以通過(guò)消防系統聯(lián)動(dòng)，實(shí)現30秒內有效撲滅明火，并開(kāi)發(fā)相應的程控噴射，起到階梯式降溫的作用，防止復燃。此外，我們的系統還具有兼容二次細水霧系統的功能，做到同一套管路兼容兩套滅火系統的功能，為儲能系統添加多重安全防護。

在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，我們也逐漸形成了一些自有的核心技術(shù)。首先建立電池的熱失控孕育機理及動(dòng)力模型，通過(guò)模型可以預測電池熱失控的發(fā)生，并在大量實(shí)驗研究基礎上開(kāi)發(fā)熱失控探測技術(shù)，其中的多參數耦合探測技術(shù)，彌補單一探測技術(shù)所存在的誤報、漏報缺陷。在火災控制方面，根據不同報警信號，對鋰離子電池采用分段式控溫技術(shù)，達到降溫和滅火的雙重效果，及時(shí)輸送電池產(chǎn)熱、預防熱失控及熱擴散的發(fā)生。

應用案例

安徽中科久安新能源公司是一家由中科中渙設立的高科技創(chuàng )新型企業(yè)，公司業(yè)務(wù)主要針對鋰離子電池的安防系統、輻射新能源汽車(chē)、船舶、5G基站、風(fēng)力發(fā)電系統，以及電化學(xué)儲能系統等部分，產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)主要包括對鋰離子電池系統火災的早期探測、復合判斷、多級預警以及高效撲救等。

根據不同的產(chǎn)品需求，我們提供不同的定制化方案，包括方艙級全淹沒(méi)、電池簇級淹沒(méi)式滅火方案以及PACK級滅火系統。

目前產(chǎn)品在河北、遼寧、山東、四川、湖南等地均有應用，我們將持續跟蹤應用情況，并希望能與各位同仁共同探索，以技術(shù)突破來(lái)滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，以保障新能源安全為宗旨，致力于保衛儲能行業(yè)健康發(fā)展。