2020年11月18—20日，2020儲(chǔ)能安全國(guó)際高峰論壇在合肥世紀(jì)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(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)防控技術(shù)應(yīng)用”為題進(jìn)行匯報(bào)。匯報(bào)主要包括以下幾個(gè)部分：行業(yè)背景、儲(chǔ)能消防現(xiàn)狀、解決方案及應(yīng)用案例。

行業(yè)背景

近年來(lái)，隨著鋰電池價(jià)格的回落，裝機(jī)規(guī)模也開(kāi)始迅速增長(zhǎng)。在發(fā)展過(guò)程中，也出現(xiàn)一些行業(yè)痛點(diǎn)，比較典型的就是韓國(guó)發(fā)生的29起火災(zāi)事故，針對(duì)1.5%的事故概率，韓國(guó)成立了調(diào)查委員會(huì)，調(diào)查結(jié)果顯示電池系統(tǒng)的缺陷、電池保護(hù)不完備、運(yùn)營(yíng)管理不周、消防設(shè)備不完善等是引發(fā)火災(zāi)的主要因素。

談到火災(zāi)防控，必定要談到鋰離子電池?zé)崾Э卦恚跒E用工況下，例如短路、過(guò)熱、撞擊等，均會(huì)導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控，一旦發(fā)生熱失控，電池內(nèi)部多種化學(xué)反應(yīng)共同發(fā)生，產(chǎn)生大量的熱，這些熱量會(huì)劇烈加熱周圍的電池，形成熱失控傳播，最終導(dǎo)致整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的火災(zāi)爆炸事故。

儲(chǔ)能消防現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，適用于電化學(xué)儲(chǔ)能電站的消防設(shè)計(jì)規(guī)范較為缺乏。雖然國(guó)內(nèi)針對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能電站已陸續(xù)發(fā)布多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，但相關(guān)消防設(shè)計(jì)規(guī)范針對(duì)性仍有不足，如：在GB51048-2014《電化學(xué)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中，沒(méi)有具體的消防設(shè)計(jì)要求，基本按照通用工業(yè)建筑消防設(shè)計(jì)。目前，儲(chǔ)能系統(tǒng)中電池性能指標(biāo)模糊、系統(tǒng)保護(hù)與運(yùn)營(yíng)管理不周、火災(zāi)消防技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)欠缺、應(yīng)急處置和外部救援措施要求偏低，儲(chǔ)能電站安全性仍存在較多問(wèn)題亟待解決。

解決方案

針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)事故，傳統(tǒng)消防的缺陷主要是由于對(duì)鋰離子電池火災(zāi)機(jī)理及燃燒特性認(rèn)識(shí)不足。對(duì)此，我們進(jìn)行了大量的熱失控試驗(yàn)，采集并檢測(cè)電池失控時(shí)產(chǎn)生的氣體，通過(guò)對(duì)產(chǎn)氣規(guī)律的研究，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)，主要通過(guò)多信息耦合探測(cè)手段，例如氣體、溫度、電壓等特征參數(shù)，并根據(jù)電池不同危險(xiǎn)狀態(tài)設(shè)置不同閾值，可分成一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)預(yù)警模式。

監(jiān)測(cè)判斷電池起火之后，聯(lián)動(dòng)進(jìn)行消防處置，基于實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展大量火災(zāi)試驗(yàn)，基本厘清電池發(fā)生燃燒后的火災(zāi)特性及火蔓延規(guī)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(guī)律之后，可以通過(guò)消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)30秒內(nèi)有效撲滅明火，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的程控噴射，起到階梯式降溫的作用，防止復(fù)燃。此外，我們的系統(tǒng)還具有兼容二次細(xì)水霧系統(tǒng)的功能，做到同一套管路兼容兩套滅火系統(tǒng)的功能，為儲(chǔ)能系統(tǒng)添加多重安全防護(hù)。

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(jī)理及動(dòng)力模型，通過(guò)模型可以預(yù)測(cè)電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生，并在大量實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)熱失控探測(cè)技術(shù)，其中的多參數(shù)耦合探測(cè)技術(shù)，彌補(bǔ)單一探測(cè)技術(shù)所存在的誤報(bào)、漏報(bào)缺陷。在火災(zāi)控制方面，根據(jù)不同報(bào)警信號(hào)，對(duì)鋰離子電池采用分段式控溫技術(shù)，達(dá)到降溫和滅火的雙重效果，及時(shí)輸送電池產(chǎn)熱、預(yù)防熱失控及熱擴(kuò)散的發(fā)生。

應(yīng)用案例

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

根據(jù)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(jí)全淹沒(méi)、電池簇級(jí)淹沒(méi)式滅火方案以及PACK級(jí)滅火系統(tǒng)。

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