近年來(lái)，在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也步入了快速發(fā)展的快車(chē)道，在建及投運(yùn)的儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模保持了高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示：截至2024年9月底，全國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)5852萬(wàn)千瓦/1.28億千瓦時(shí)，較2023年底增長(zhǎng)約86%。
隨著儲(chǔ)能電站規(guī)模來(lái)到百兆瓦級(jí)乃至吉瓦級(jí)，儲(chǔ)能電芯容量從300+Ah邁向500+Ah，儲(chǔ)能安全愈發(fā)被外界關(guān)注，相關(guān)安全技術(shù)也逐步開(kāi)始升級(jí)換代。
儲(chǔ)能安全升級(jí)新模式
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，促使越來(lái)越多的企業(yè)瘋狂涌入。據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示：2023年中國(guó)新增注冊(cè)儲(chǔ)能企業(yè)有37000多家，今年以來(lái)再新增5萬(wàn)余家，這讓剛剛崛起的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)快速進(jìn)入激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中。
然而，在儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)快速增長(zhǎng)的同時(shí)，“安全性”卻成為儲(chǔ)能行業(yè)揮之不去的挑戰(zhàn)。不可否認(rèn)，業(yè)界已從電芯、電池、系統(tǒng)、溫控、消防等多個(gè)領(lǐng)域?qū)蛹?jí)不斷提升對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全防控，也在積極探尋其他更加可靠的替代性解決方案。但距離真正的絕對(duì)安全總是有一段距離。
全球范圍內(nèi)儲(chǔ)能安全事故時(shí)有發(fā)生，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017年至今，全球發(fā)生儲(chǔ)能安全事故超過(guò)70起。
據(jù)了解，大部分發(fā)生事故的儲(chǔ)能電站基本都采用的艙級(jí)消防，這種消防方式是當(dāng)電池柜體內(nèi)部的火災(zāi)沒(méi)有得到有效撲滅，或者出現(xiàn)預(yù)制艙內(nèi)的附屬電器、電路、控制器等短路引發(fā)的電氣火災(zāi)時(shí)，需要啟動(dòng)艙內(nèi)消防裝置釋放滅火劑。
而這種消防方式存在的弊端是：當(dāng)大容量電池集中在密閉空間，一旦消防藥劑用盡，只能向內(nèi)部加水或從外部噴水，滅火手段非常有限，很多情況是一旦發(fā)生火災(zāi)事故，最終的結(jié)果是整個(gè)柜體被燃燒殆盡。
在此背景下，注重電池包級(jí)安全設(shè)計(jì)（PACK級(jí)熱失控不擴(kuò)散）正在成為趨勢(shì)，越來(lái)越多地被儲(chǔ)能電站應(yīng)用。據(jù)了解，這種消防模式是在每個(gè)電池PACK箱體內(nèi)配備滅火系統(tǒng)，發(fā)生電池?zé)崾Э厣踔脸霈F(xiàn)初期火星時(shí)，可將滅火劑精確作用于異常電池箱體內(nèi)，將火災(zāi)控制在萌芽中，實(shí)現(xiàn)損失和影響的最小化。
從芯到網(wǎng)，數(shù)智化為主動(dòng)安全護(hù)航
作為全球領(lǐng)先的數(shù)字能源產(chǎn)品與解決方案提供商，華為數(shù)字能源始終以先進(jìn)理念和技術(shù)為引領(lǐng)，將“安全和質(zhì)量”確定為現(xiàn)在以及將來(lái)的核心目標(biāo)，構(gòu)建了從材料到感知，從電芯到電網(wǎng)，從架構(gòu)設(shè)計(jì)到安全攻防的全生命周期儲(chǔ)能能力平臺(tái)。眾所周知，在儲(chǔ)能的本體安全還存在不確定性的情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全防控單元越小越安全。華為數(shù)字能源通過(guò)“Pack級(jí)熱失控不擴(kuò)散”的安全設(shè)計(jì)理念，將儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生熱失控的概率降到最低，結(jié)合BMS全鏈路多維度智能診斷，全面提升系統(tǒng)主動(dòng)安全能力，以極致安全為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展保駕護(hù)航。
一、在電芯層面，華為數(shù)字能源采用“一芯一隔離”設(shè)計(jì)，每一顆電芯之間的超高溫隔熱層（耐400℃以上的專(zhuān)利隔熱材料），確保電芯與電芯間的熱擴(kuò)散不蔓延。
二、電池包（Pack）是儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心單元，華為數(shù)字能源從電池包入手，選擇儲(chǔ)能安全防控的最小單元，運(yùn)用“一包四保護(hù)”功能，通過(guò)智冷算法急速降溫、正壓阻氧和定向排煙、氣體消防、高交聯(lián)材料絕緣，層層防控、疏堵結(jié)合，確保Pack級(jí)熱失控不擴(kuò)散，把安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低，真正做到從源頭控制風(fēng)險(xiǎn)。
電池Pack全包采用覆絕緣防護(hù)，避免外殼拉弧擊穿和電芯搭接短路，專(zhuān)利技術(shù)可確保電芯漏液失效時(shí)，單個(gè)Pack即使漏液也不會(huì)擴(kuò)散。
與此同時(shí)，電芯采用間隔熱設(shè)計(jì)，阻止單體電芯熱失控?cái)U(kuò)散到相鄰電芯，并且通過(guò)極速制冷抑制電池包外殼高壓密閉設(shè)計(jì)，抑制氧氣進(jìn)入，并配備定向泄煙閥實(shí)現(xiàn)可燃?xì)怏w定向排放，避免熱失控時(shí)Pack起火。
三、電池簇安全防護(hù)，采用“一簇六防護(hù)”，“4級(jí)主動(dòng)防護(hù)，2級(jí)被動(dòng)保護(hù)”的六重軟硬件防護(hù)，可以做到主動(dòng)關(guān)斷加物理隔離，降低電池過(guò)流風(fēng)險(xiǎn)，保障電氣安全。
四、電池艙防護(hù)方面，應(yīng)用系統(tǒng)級(jí)“探-排-消-泄”四重主動(dòng)安全，環(huán)環(huán)相扣，全面預(yù)防。系統(tǒng)層面布局多個(gè)傳感器，如煙感、溫感、濕度、水浸、CO傳感器等，實(shí)時(shí)感知系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境，異常狀態(tài)觸發(fā)艙內(nèi)消防。萬(wàn)一電池發(fā)生起火，消防氣體和水雙管齊下的滅火方式可以瞬間鎖定起火點(diǎn)并將其撲滅。
五、在電網(wǎng)（Grid）安全方面，全新PCS雙級(jí)架構(gòu)確保高電壓穿越有功不降額、功率無(wú)反灌，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)安全。
與此同時(shí)，智能化運(yùn)維提供儲(chǔ)能全鏈路多維度的智能診斷：從電芯、電池包、電池簇到整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)采集，并從一致性、充放電、健康度、運(yùn)維管理、消缺管理五大維度綜合評(píng)估儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行情況，也有效提升了產(chǎn)品的安全性。
在運(yùn)維層面，一方面通過(guò)AI算法分析，即可實(shí)現(xiàn)10+種電芯、模組安全風(fēng)險(xiǎn)提前1—7天預(yù)警，有效防止電池濫用、內(nèi)外短路、一致性差等原因帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，通過(guò)系統(tǒng)性的運(yùn)維指導(dǎo)（包括診斷報(bào)告和專(zhuān)家上站等），進(jìn)一步幫助客戶(hù)降低安全隱患，保障儲(chǔ)能電站健康穩(wěn)定運(yùn)行。
無(wú)論是具有“一包四保護(hù)”功能的電池包，還是六重軟硬件防護(hù)，或是系統(tǒng)級(jí)“探-排-消-泄”四重主動(dòng)安全，華為數(shù)字能源都從每一個(gè)細(xì)節(jié)著手，通過(guò)自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，妥善解決缺陷、漏洞等風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。
寫(xiě)在最后
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展窗口期，行業(yè)內(nèi)卷、低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)等現(xiàn)象的出現(xiàn)，正在嚴(yán)重威脅整個(gè)行業(yè)的健康發(fā)展。安全是產(chǎn)業(yè)行穩(wěn)致遠(yuǎn)的首要前提，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)面前，企業(yè)需要始終堅(jiān)持安全性第一位，以技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)行業(yè)引領(lǐng)。
儲(chǔ)能電站安全，不僅是電芯安全，更需要涵蓋從芯到網(wǎng)，即電芯、電池包、電池簇、系統(tǒng)到電網(wǎng)的每一步，提供端到端的安全保障，華為數(shù)字能源將繼續(xù)引領(lǐng)儲(chǔ)能行業(yè)邁向更加安全、高效、可持續(xù)的未來(lái)。
原標(biāo)題：數(shù)智化為安全護(hù)航 華為數(shù)字能源實(shí)現(xiàn)“從芯到網(wǎng)”儲(chǔ)能安全
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