如何致力于寻求锂离子电池储能系统安全保障？

在日前举办的德国慕尼黑国际电池储能技术博览会(ees Europe 2022)上，电池储能系统的消防安全成为许多储能供应商及其客户关注的首要话题。 图片

Intilion公司的储能安全技术显示气体可以从电池储能系统前侧安全排出

虽然展出了许多新产品，并讨论了各种宏观主题——例如欧盟需要在储能方面制定一致的政策战略以及供应持续链紧张。但参与会议的行业专家评论说，利益相关者希望能够确保锂离子电池储能系统的消防安全，这一点至关重要。

电池分析商ACCURE Battery Intelligence公司首席执行官Kai-Philip Kairies在接受行业采访时说，“为了真正地发挥重要作用，未来的电池储能系统需要更加安全。如果人们担心电池安全性，这不利于电池储能行业持续发展。”

ACCURE公司开发的软件可以帮助监控和评估电动汽车和电池储能系统中的电池性能、老化情况以及运行安全性。作为电池技术专家，Kairies指出，在分析套件的这三个主要功能中，安全性最近受到了最多的关注。

全球储能电池领域发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亚的VictorianBig Battery电池储能系统起火和加利福尼亚莫斯兰汀储能系统的热失控事件：而这分别是澳大利亚和世界上规模最大的电池储能项目。

据报道，亚利桑那州公用事业厂商Salt River Project (SRP)公司部署的10MW/40MWh的电池储地系统最近也发生火灾。而德国的住宅储能系统市场也在快速增长。Kairies说，据他所知，德国仅在过去一个月就报告了五起住宅储能系统火灾。

值得庆幸的是，在这些事件似乎没有人受到伤害，并且相对于世界各地部署的大量电池储能系统来说，这样的事件仍然很少见，但不能可以掉以轻心，尤其是客户或公众。

做出正确决策的工具

自从2010年以来，电池储能制造商Saft 公司一直在向全球市场提供集装箱式电池储能系统，并且声称从未经历过导致火灾的设备故障，该公司负责创新和解决方案的副总裁Michael Lippert对此表示自豪。

Lippert表示，电池储能系统仍然存在潜在风险，在安全评估方面必须认真对待。对于Saft 公司而言，从设计电网级电池产品Intensium Max的工作一开始，就从整体和内在考虑安全问题。

Saft公司的方法可能不同于其竞争对手的一个方式是，Intensium Max是一种标准化、可重复的储能系统，在设计上不会因项目不同而发生根本变化。

Lippert说，“在开始设计时，我们就对任何可能存在的风险进行了分析，其中包括冷却系统的影响，例如由于冷凝引起的湿度对于电池储能系统来说是一种风险，因为在电压高达1500V电池储能系统中，湿度过大可能会导致电池短路。我们需要确保在工作人员打开集装箱式储能系统大门之前，将温度设置为冷凝点以上。因此，我们在开始时就增强功能以及安全性考虑了很多事情。”

Saft公司储能系统的设计集成了检测系统、灭火和危险管理的组合，Lippert声称这是世界上独一无二的设计。

Intensium Max储能系统是Saft公司所有储能项目的基石，其中配置两个独立的灭火系统。该公司还从其他制造企业发生储能安全项目事件中了解到，需要对在集装箱内积聚可能导致爆炸的气体进行管理。

Lippert说，“我们将会确保工作人员以及灭火的消防人员都熟悉这些设备，并且他们拥有做出正确决定的工具。这意味着他们不需要打开集装箱就可以看到发生了什么，他们接受过培训，并且拥有外面的诊断工具来查看储能系统内部温度，看看是否存在爆炸的可能性。”

不断发展的安全技术

Intilion公司是一家总部位于德国的电池储能系统制造商，它为工商业市场推出了一款具有内置消防安全功能的电池储能系统。

Intilion公司产品经理Martin Peters指出，锂离子电池虽然有许多优点，但也伴随着火灾和爆炸风险，这意味着锂电池发生火灾无法扑灭。

而锂电池发生火灾有三个主要原因：过压、过流或过热造成的电气风险；电池系统外部高温造成的热风险；以及外部无法轻易识别的物理损坏或制造缺陷造成的机械风险。

他说，“也许经过多年的使用，电池内部存在一些问题。例如隔板上的枝晶可能会增加，导致电池内部短路，然后导致热失控，导致发生火灾。”

在德国市场，在室内使用的电池储能系统需要满足德国电气工程师协会（VDE）制定的认证标准。其中包括要求火势不能在相邻电池模块之间蔓延或传播，并且电池模块之外不应有火焰。

Intilion公司为每个电池模块设计了一个额外的外壳，具有经过计算的空气通道，以规定的方式释放气体。因此需要将气体被压缩到不易燃的程度，并且这些气体能够从储能系统前部排出。

该产品已通过德国一家实验室的认证。Peters指出，锂离子电池的火灾风险无法完全消除，但其损坏可能仅限于一个电池模块。Intilion公司电池储能系统的每块电池还配置托盘，用于收集可能泄漏的电解液，防止污染地下水。

ACCURE公司的Kai-Philipp Kairies说，一旦储能系统实际投入使用，电池的数据就可以成为预防性维护的有效工具。

Kairies说，“每个电池都有一个电池管理系统，它会生成一些数据，如电压、电流和温度，我们使用这些数据基本上对电池内部发生的情况进行逆向工程。”

电池健康的某些内部状态无法直接测量，也无法计算。随着时间的推移这些内部状态如何发展，ACCURE公司能够判断电池模块或电池性能是否健康，并且与电池组的其他部分类似。

例如，如果分析软件发现一个电池显示出不良迹象，则可以在电池变得危险之前将其退出运行。Kairies表示，凭借电动汽车和电池储能领域管理1.5GWh电池资产的经验，ACCURE公司证明了这可以大规模完成，从而确保储能系统和下一代锂电池储能系统的安全。