鉅大LARGE | 點擊量：1627次 | 2019年05月20日
比亞迪電池儲能系統(tǒng)安全初探
第八屆“儲能國際峰會暨展覽會2019（ESIE2019）”于5月18-20日在國家會議中心（北京）盛大啟幕，主題聚焦“技術應用雙創(chuàng)新，規(guī)模儲能新起點”，將開展主題演講、展覽展示、創(chuàng)新大賽、專題研討、項目考察、新品發(fā)布、技術交流等多種活動。能見App作為本次峰會的戰(zhàn)略合作媒體，負責本次峰會圖文直播。
比亞迪鄒德天：電池儲能系統(tǒng)安全初探
以下為發(fā)言實錄：
惠東：謝謝蘇偉部長！下面有請比亞迪股份有限公司銷售總監(jiān)鄒德天作電池儲能系統(tǒng)安全初探。
鄒德天：大家好！我來自比亞迪。我們基礎理念首先保證人的安全，其次是設備不失控，最后防止不發(fā)生次生災害。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
設計理念首先是人，包含使用人、生產人員、消防人員，不止只有使用人員，把生產人員也要含在內。設備是集裝箱/戶外柜這些儲能產品，近幾年更多做集裝箱、戶外柜產品。最后不要波及和被波及，遠離危險場所。建設儲能電站的場所不能有火災或危險發(fā)生的地方。另外盡量少波及到有危險源的東西，整體免受危險。海恩法則，在這樣的規(guī)則下，所有風險都可以防范，無論對人還是汽車有一套完整的測試方法。
給大家介紹一下，我們在這里做了哪些工作。電池系統(tǒng)是一個系統(tǒng)，有別于單體電池或單個PCS或整個消防系統(tǒng)對安全的見解，我們認為這些東西是相互相輔相成的，而不是簡單一個點做好,最后整個是好的。好的電池用不好，無論壽命、安全都會出問題。整個PCS電池、單體、消防都沒有問題，但現(xiàn)實運行中由于它們匹配問題，還會發(fā)生安全問題。安全問題不僅僅設置于火災，現(xiàn)在目前所有標準體系做得相對健全的是UL體系，比亞迪標準體系符合UL體系，單體到電池電氣到PCS到集裝箱和集裝箱結構。
同時，我們認為在被動安全上，需要花更多精力來做。比如傳感器、消防系統(tǒng)，包括空調系統(tǒng)的聯(lián)動。
這是安全設計三個大的點：第一，首先在電氣上有效保護，這是我們做電氣設計最基礎的，從斷路器、熔斷器、維修開關。通信管理除了電池管理本身，系統(tǒng)間的測試交互保證系統(tǒng)安全有效。最后遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能整體在控制范圍內。
安全設計，數(shù)據(jù)遠程傳輸云監(jiān)控、數(shù)據(jù)遠程傳輸，所有熱失效、安全失效不是突發(fā)事件，都是漸變的過程，從大數(shù)據(jù)上看，會有逐漸變化的量的積累過程。這樣通過大數(shù)據(jù)提早發(fā)現(xiàn)這個變化的趨勢不對，提早介入和處理。我們的觀念不是等事后發(fā)生怎樣處理，在整個從設計制造到整個運營的過程中，需要讓它盡量不發(fā)生這樣的事件。所以大數(shù)據(jù)中心顯得尤為重要。
第二，對溫度進行有效控制，溫度控制除了對安全問題，另外對儲能壽命很重要?；疽髮﹄姵販囟炔怀^35攝氏度、環(huán)境溫度不可以超過30攝氏度。這樣好處什么？英國投運電站到現(xiàn)在5年，5年只衰減2%。除了對安全，對系統(tǒng)整個性能效果明顯。這個系統(tǒng)用15年到20年沒有任何問題。
第三，安全體系認證。對所有產品都需要嚴格監(jiān)測。
這是整個滅火系統(tǒng)，我們用的是七氟丙烷，剛才惠專家也說了，七氟丙烷是有效的。這個有效是當年和中廣核合作搭建試驗項目時，從電池基礎材料，針對七氟丙烷對磷酸鐵鋰電池是否有效？做了完整測試事實證明有效。我們一直采用這樣的系統(tǒng)，不過沒有用過，做試驗觸發(fā)過這樣的事情，實際運行沒有一例觸發(fā)過火警的事情。
為有效保護這個系統(tǒng)，我們的做法和行業(yè)不一樣，在一個電池集裝箱里，溫度傳感器超過一千個。溫度最能體現(xiàn)系統(tǒng)運行中很重要的指標，熱失效由于溫度檢測不夠全面。整個電池一個柜體溫度傳感器超過120個。很多人跟我談項目時說，比亞迪東西為什么比別人貴？因為我們整個系統(tǒng)設計上工作和花費的成本不一樣。
整個電池系統(tǒng)可以分為七維、四層的安全架構。在這樣的安全架構體系上，基本可以把整個電池系統(tǒng)在運行過程中所能產生的潛在風險提前識別出來。從我們的電池單體到模組到電池包或到電池堆，整個涵蓋電氣部分整個儲能系統(tǒng)。從橫向七維可靠連接、高壓防護、碰撞、過充、外部短路、內部短路、熱失控。后面四個談得更多，我們把可靠連接放到第一個，因為第一個產生問題的概率最大，所有電池單體要靠線連起來，包括內部的電池也靠各種焊接技術把電池連起來，連接過程失效概率很大。
另外是碰撞，儲能大部分是集裝箱、戶外柜系統(tǒng)，運輸過程中發(fā)生各種碰撞情況。集裝箱掉地上的不是沒有見過，由于前期做的工作夠，即使集裝箱已經嚴重變形的情況下，整個系統(tǒng)箱體修復后仍然有效運行，后面有簡單講述。
這是我們對電池安全系統(tǒng)性的一個，首先是牢固性，即使箱子掉下去，電池架子架構要能夠足夠保證。這要感謝核電項目，要符合整個核電K3標準，在這塊設計上我們有一個基礎。另外在過充，過充的整個系統(tǒng)硬件，不能只有軟件的保護，一定是軟件和硬件協(xié)同的保護。在最后一道防護上，一定是硬件的，因為軟件總有失效的時候。到真正發(fā)現(xiàn)危險時，不能亂，像剛才蘇總說的，整個儲能應該以有效、有機的系統(tǒng)去體現(xiàn)的，而不是一個散亂的點。當發(fā)生危險的時候，這四個層級應該怎么樣脫開？應該有一系列的操作方式。在我們的系統(tǒng)里，是有明確的分層處理的方法。
接下來對于底層刮蹭，在運輸過程中碰、磕在所難免，這樣能有效識別和防護，最后是定向，這個惠專家也提到。我們對發(fā)生的點，重要防護的點，一定要定點定向處理問題，而不是胡子眉毛一把抓。很多地方噴消防氣體時，不是簡單的大水漫灌，需要重點防護的是定點處理的。
在整個儲能里面，現(xiàn)在可以做到10000次循環(huán)壽命之后，電池還有70%的容量，這是實際項目運行下來的運行數(shù)據(jù)。像剛才說的，在英國運營5年只剩下12%，這個效果可能在很多的電站里一年的衰減量已經超過這個。我們真正在國際的環(huán)保體系里，通過全球的認證，這個電池體系是真正安全環(huán)保的。下面這些基礎的電池測定，我相信每家都會認真做，我們更會認真執(zhí)行這樣的體系。
最后，無論用多少方式和方法防范這樣的事情發(fā)生，當最后一刻所有的東西都失效的時候，或者由于外部引起產生火災時，一定要有處理的辦法。所以我們所有的系統(tǒng)里，都標配了防火系統(tǒng)。這個防火系統(tǒng)很不幸占系統(tǒng)10.47%，它并不是很便宜的東西，原因我選擇的都是國際一線品牌，為了保證它的真實和有效，因為這是我的最后一道手段，如果這道手段再失效的話，整個東西已經被毀滅掉了。
給大家看一下這樣一個系統(tǒng)，在真實發(fā)生的一個熱失效時的案例。這是在2016年12月，我們在現(xiàn)場的儲能柜出現(xiàn)火警信號，警鈴開啟消防鈴起級別消防火警。連接阻抗增大，電池溫度上升，產生煙霧，觸發(fā)報警。高溫情況下產生一定煙霧，但這個煙霧等級沒有到消防系統(tǒng)啟動的等級。在整個運行過程中，在我的數(shù)據(jù)里已經發(fā)現(xiàn)，第一次運行系統(tǒng)超過50度，已經自動降功率運行。自動降功率運行溫度恢復。我又開始逐漸恢復功率，溫度再次上升，再次上升開始啟動過溫保護。當時檢查的人員系統(tǒng)運營維護人員，并沒有有效識別出這個點，接下來又再次恢復運營，電池又持續(xù)升溫，升溫到一定溫度的時候，產生一些微小煙霧時，這時煙感已經發(fā)現(xiàn)，產生一級火警報警，這時系統(tǒng)自動停機。由于前期溫感到煙感，這套系統(tǒng)真實有效，即使在人員參與時，第一次沒有有效發(fā)現(xiàn)這個問題時，仍然避免整個火災的發(fā)生。這樣最后拆開之后可以看到，即使有這樣的熱失效過程，沒有整個電池系統(tǒng)失效、變形、灼燒現(xiàn)象，溫感足夠多，能有效識別故障時，可以抑制嚴重失效的發(fā)生。
這是滅火原理，選擇這個是核電項目對七氟丙烷做了大量測試，測試持續(xù)半年，我們認為是真實有效的，所以一直用了一套這樣的系統(tǒng)。
到目前，比亞迪全球總共做了700多個MWh，涉及23個國家和100多個城市，到目前為止沒有一起研究的熱失效事故?？匆幌氯ツ晷伦龅捻椖楷F(xiàn)場，看著很漂亮，這是油菜花開的時候，我們做這個項目時滿地泥水，人趴在地上接線，一身泥一身水。
這是巴西項目，這是去年英國運行的儲能項目，這是項目現(xiàn)場情況。幾乎都是當?shù)氐?，因為當?shù)亟ǚ孔臃浅＠щy。謝謝大家！
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