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2020年7月18日，亞利桑那州公用事業(yè)服務(wù)公司（APS）發(fā)布“McMicken Battery Energy Storage System Event Technical Analysis and Recommendations”，詳細(xì)說明了2019年APS McMicken電池儲能項目火災(zāi)事故的原因。該項目儲能系統(tǒng)容量2MW/2MWh，并于2017年3月14日正式投運。2019年4月19日，發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，造成4名消防員受傷

圖片據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟編譯，報告將引發(fā)此次嚴(yán)重事故的原因總結(jié)為以下五個方面：

電池內(nèi)部故障引發(fā)熱失控
滅火系統(tǒng)無法阻止熱失控。項目只采用了潔凈氣體滅火劑，通常適用于火災(zāi)初期，并不能防止或抑制鋰離子電池系統(tǒng)的級聯(lián)熱失控
電芯單元之間缺乏足夠的隔熱層保護(hù)導(dǎo)致級聯(lián)熱失控
易燃?xì)怏w在沒有通風(fēng)裝置的情況下積聚。按照設(shè)計，當(dāng)滅火系統(tǒng)啟動時，空調(diào)會被關(guān)閉，從而使噴出的滅火氣體得以集中。當(dāng)集裝箱門被打開時，可燃混合物接觸到熱源（很可能電池簇中余熱的電池），引起爆炸
應(yīng)急響應(yīng)計劃沒有滅火、通風(fēng)和進(jìn)入程序

儲能系統(tǒng)安全一直是行業(yè)內(nèi)密切關(guān)注的問題，例如以評估電池儲能系統(tǒng)大規(guī)模熱失控蔓延的測試方法UL9540A已受到美國相關(guān)部門和美國權(quán)威的行業(yè)規(guī)范的廣泛認(rèn)可。該測試方法從電池系統(tǒng)4個不同的層級進(jìn)行測試，分別從電芯層級、模組層級、單元層級、安裝層級，評估系統(tǒng)熱失控蔓延的情況。每個層級測試按順序相互關(guān)聯(lián)，從原理上驗證電池的安全性
電芯層級

電芯層級測試，強制加熱電芯至熱失控狀態(tài)，對電芯熱失控釋放氣體進(jìn)行收集和分析，得到釋放氣體成分，混合氣體的LFL，熱失控和防爆閥開閥的溫度以及火焰燃燒速度。比亞迪儲能始終堅持安全、可靠的磷酸鐵鋰電池路線，因為磷酸鐵鋰熱穩(wěn)定性好，在熱失控過程中放熱和產(chǎn)氣速率相對較弱，在實際測試時電芯不起火不爆炸，下圖是電芯熱失控實驗過程中對排放氣體測試數(shù)據(jù)的分享
模組層級

模組層級測試觸發(fā)一個或多個電芯的熱失控，被觸發(fā)電芯的選擇應(yīng)最大限度的實現(xiàn)熱蔓延，通過設(shè)備在線分析模組釋放氣體量，熱蔓延速率以及實際是否有燃燒，觀察它的熱失控蔓延現(xiàn)象。同樣，比亞迪儲能模組的測試結(jié)果是無燃燒出現(xiàn)

系統(tǒng)層級

通過大規(guī)模燃燒測試進(jìn)行評估，記錄和分析儲能系統(tǒng)起火特性，有效評估防火消防是否有效。系統(tǒng)等級測試按照安裝布置單元系統(tǒng)，觀測單元模塊之間熱失控情況，監(jiān)測溫度，熱流，熱失控氣體等重要數(shù)據(jù)評估是否起火，有爆炸風(fēng)險及有沒有復(fù)燃可能性等。下圖為BYD Cube T28進(jìn)行系統(tǒng)等級UL9540A測試現(xiàn)場直擊，結(jié)果不起火不爆炸 單元層級測試的結(jié)論滿足測試墻溫度低于97℃，產(chǎn)品無爆炸產(chǎn)生，無明火產(chǎn)生即可不再進(jìn)行安裝層級測試。BYD CUBE T28進(jìn)行單元層級測試可滿足以上要求，無需進(jìn)行安裝層級測試 安裝層級

安裝層級明確需要配外圍消防進(jìn)行測試，后續(xù)實際項目布置現(xiàn)場與測試現(xiàn)場消防布置完全相同。在此不做過多說明

BYD Cube T28安全設(shè)計

出于系統(tǒng)安全冗余考慮，Cube T28在設(shè)計上增加有主動排氣系統(tǒng)和被動泄壓系統(tǒng)，通過設(shè)置可燃?xì)怏w探測器、主動排氣裝置、防爆泄壓裝置來實現(xiàn)，確保電池?zé)崾Э貢r的系統(tǒng)安全。
系統(tǒng)布置示意圖如下： BYD Cube T28搭載的氣體檢測系統(tǒng)檢測到柜內(nèi)的可燃?xì)怏w水平，在超過混合氣體下限LFL（Lower Flammable Limit）的25％時，啟動主動排氣通風(fēng)系統(tǒng)，將氣體釋放，降低柜內(nèi)壓力，該系統(tǒng)開啟后保持常開狀態(tài)，直到檢測到的可燃?xì)怏w小于LFL的25％后方可關(guān)閉

在電芯發(fā)生熱失控，主動排氣系統(tǒng)失效的情況下，被動防爆裝置會啟動，降低柜內(nèi)壓力，以保證消防人員安全

儲能安全對行業(yè)至關(guān)重要，隨著國際儲能安全標(biāo)準(zhǔn)要求的提高，儲能產(chǎn)品本身的安全性和可靠性變得更加重要。安全問題無小事，是整個產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)與保障，關(guān)注解決儲能安全問題任重而道遠(yuǎn)。

原標(biāo)題：儲能系統(tǒng)的可燃性氣體風(fēng)險及對策