近年來,在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下,我國儲能產(chǎn)業(yè)也步入了快速發(fā)展的快車道,在建及投運的儲能裝機規(guī)模保持了高速增長的態(tài)勢。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示:截至2024年9月底,全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達5852萬千瓦/1.28億千瓦時,較2023年底增長約86%。
隨著儲能電站規(guī)模來到百兆瓦級乃至吉瓦級,儲能電芯容量從300+Ah邁向500+Ah,儲能安全愈發(fā)被外界關(guān)注,相關(guān)安全技術(shù)也逐步開始升級換代。
儲能安全升級新模式
儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,促使越來越多的企業(yè)瘋狂涌入。據(jù)天眼查數(shù)據(jù)顯示:2023年中國新增注冊儲能企業(yè)有37000多家,今年以來再新增5萬余家,這讓剛剛崛起的儲能產(chǎn)業(yè)快速進入激烈的市場競爭中。
然而,在儲能產(chǎn)業(yè)快速增長的同時,“安全性”卻成為儲能行業(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、消防等多個領(lǐng)域?qū)蛹壊粩嗵嵘龑δ芟到y(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。但距離真正的絕對安全總是有一段距離。
全球范圍內(nèi)儲能安全事故時有發(fā)生,據(jù)不完全統(tǒng)計,2017年至今,全球發(fā)生儲能安全事故超過70起。
據(jù)了解,大部分發(fā)生事故的儲能電站基本都采用的艙級消防,這種消防方式是當(dāng)電池柜體內(nèi)部的火災(zāi)沒有得到有效撲滅,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,需要啟動艙內(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)果是整個柜體被燃燒殆盡。
在此背景下,注重電池包級安全設(shè)計(PACK級熱失控不擴散)正在成為趨勢,越來越多地被儲能電站應(yīng)用。據(jù)了解,這種消防模式是在每個電池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,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,實現(xiàn)損失和影響的最小化。
從芯到網(wǎng),數(shù)智化為主動安全護航
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)計到安全攻防的全生命周期儲能能力平臺。眾所周知,在儲能的本體安全還存在不確定性的情況下,儲能系統(tǒng)的安全防控單元越小越安全。華為數(shù)字能源通過“Pack級熱失控不擴散”的安全設(shè)計理念,將儲能系統(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)主動安全能力,以極致安全為儲能產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展保駕護航。
一、在電芯層面,華為數(shù)字能源采用“一芯一隔離”設(shè)計,每一顆電芯之間的超高溫隔熱層(耐400℃以上的專利隔熱材料),確保電芯與電芯間的熱擴散不蔓延。
二、電池包(Pack)是儲能系統(tǒng)的核心單元,華為數(shù)字能源從電池包入手,選擇儲能安全防控的最小單元,運用“一包四保護”功能,通過智冷算法急速降溫、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級熱失控不擴散,把安全風(fēng)險降到最低,真正做到從源頭控制風(fēng)險。
電池Pack全包采用覆絕緣防護,避免外殼拉弧擊穿和電芯搭接短路,專利技術(shù)可確保電芯漏液失效時,單個Pack即使漏液也不會擴散。
與此同時,電芯采用間隔熱設(shè)計,阻止單體電芯熱失控擴散到相鄰電芯,并且通過極速制冷抑制電池包外殼高壓密閉設(shè)計,抑制氧氣進入,并配備定向泄煙閥實現(xiàn)可燃?xì)怏w定向排放,避免熱失控時Pack起火。
三、電池簇安全防護,采用“一簇六防護”,“4級主動防護,2級被動保護”的六重軟硬件防護,可以做到主動關(guān)斷加物理隔離,降低電池過流風(fēng)險,保障電氣安全。
四、電池艙防護方面,應(yīng)用系統(tǒng)級“探-排-消-泄”四重主動安全,環(huán)環(huán)相扣,全面預(yù)防。系統(tǒng)層面布局多個傳感器,如煙感、溫感、濕度、水浸、CO傳感器等,實時感知系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境,異常狀態(tài)觸發(fā)艙內(nèi)消防。萬一電池發(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并將其撲滅。
五、在電網(wǎng)(Grid)安全方面,全新PCS雙級架構(gòu)確保高電壓穿越有功不降額、功率無反灌,保障儲能系統(tǒng)和電網(wǎng)安全。
與此同時,智能化運維提供儲能全鏈路多維度的智能診斷:從電芯、電池包、電池簇到整個儲能系統(tǒng),進行完整的數(shù)據(jù)采集,并從一致性、充放電、健康度、運維管理、消缺管理五大維度綜合評估儲能系統(tǒng)運行情況,也有效提升了產(chǎn)品的安全性。
在運維層面,一方面通過AI算法分析,即可實現(xiàn)10+種電芯、模組安全風(fēng)險提前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的安全風(fēng)險。另一方面,通過系統(tǒng)性的運維指導(dǎo)(包括診斷報告和專家上站等),進一步幫助客戶降低安全隱患,保障儲能電站健康穩(wěn)定運行。
無論是具有“一包四保護”功能的電池包,還是六重軟硬件防護,或是系統(tǒng)級“探-排-消-泄”四重主動安全,華為數(shù)字能源都從每一個細(xì)節(jié)著手,通過自身的技術(shù)優(yōu)勢,妥善解決缺陷、漏洞等風(fēng)險問題。
寫在最后
儲能產(chǎn)業(yè)正處于發(fā)展窗口期,行業(yè)內(nèi)卷、低價競爭等現(xiàn)象的出現(xiàn),正在嚴(yán)重威脅整個行業(yè)的健康發(fā)展。安全是產(chǎn)業(yè)行穩(wěn)致遠的首要前提,在激烈的市場競爭面前,企業(yè)需要始終堅持安全性第一位,以技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)行業(yè)引領(lǐng)。
儲能電站安全,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)儲能行業(yè)邁向更加安全、高效、可持續(xù)的未來。
原標(biāo)題:數(shù)智化為安全護航 華為數(shù)字能源實現(xiàn)“從芯到網(wǎng)”儲能安全