2.李明明-預制艙式儲能電站智慧消防系統設計與應用V4.5.pdf

1、預制艙式儲能電站多級消防系統設計與應用2022年9月儲能安全防護領域技術實力最強的企業電池箱熱失控監測及自動滅火技術的創領者THE MOST POWERFULPIONEERWWW.CHUNGWAY.COM致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌目錄CONTENTS儲能消防項目01儲能消防研究02多級消防設計03創為科技042致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌目錄CONTENTS儲能消防項目0

2、1儲能消防研究02多級消防設計03創為科技043儲能消防現狀u 2017年8月到2019年5月，韓國發生了23起儲能電站起火事件，頻繁的事故迫使其儲能項目停運整頓。所有23起儲能系統火災事故中有14起在充電后發生，6起發生在充放電過程中，3件是在安裝和施工途中發生火災。u 2917年9月24日上午11點29分左右，韓國江原平昌郡美炭面平安里（音譯）風力發電站的儲能系統發生未知原因的火災，時隔2小時30分鐘后熄滅。u 2019年4月19日，位于亞利桑那州Surprise市，APS公司下屬McMicken變電站的2MW/2.47MWh鋰電儲能系統發生著火爆炸事故，并造成多名消防人員受傷，引起了多方

3、關注。u 2021年5月17日，北京集美家居大紅門儲能電站發生爆炸，該起事故很可能因儲能電池安全質量、電池管理系統和氣象環境等因素導致。據不完全統計，全世界范圍內鋰電池儲能火災安全事故在過去的一年內發生超過30起，造成了重大的財產損失。因此，在鋰離子電池成本降低到商業化的拐點后，儲能系統的消防安全問題就成為制約鋰離子電池電力儲能大規模推廣的關鍵瓶頸。儲能事故頻發儲能事故頻發4儲能消防現狀電動汽車自燃事故電動汽車自燃事故 應急管理部公布了2022年一季度新能源汽車火災數據：共計640起，比去年同期上升32%，平均每日超7例火災。截止今年一季度，我國的新能源汽車保有量為891.5萬輛，如此換算下來

4、，新能源汽車的自燃率約等于萬分之0.72。（燃油車的平均自燃概率萬分之1-2之間）。數據來源：網易首頁 網易號儲能消防項目-儲能消防現狀p 成本因素：目前儲能電站的建設投資主要在電池和PCS等方面，消防設施的投入主要參照傳統消防設施來確定。p 商業模式：儲能電站建設發包方和承包方存在多層關系。p 管理因素：儲能電站運營中，不能全面發揮防護作用，影響使用效果。p 技術標準：目前電化學儲能電站消防安全沒有統一技術標準，沒有設置進入門檻，建設方案各式各樣，消防設施針對性不強，造成無效配置，不能達到絕對安全的防護效果。p 驗收規范：無統一標準。6儲能消防現狀儲能法規現狀儲能法規現狀國內標準國內標準p

5、T/CECS 10171-2022預制式全氟己酮滅火裝置p 鋰離子電池儲能系統防火技術規程p 鋰離子儲能電站火災預警防控系統要求-中國工程建設標準化協會標準ACBD國家標準地方標準團體標準部門要求p GB 51048-2014電化學儲能電站設計規范p-上半年剛發布了新的征求意見稿p DB11T 1893-2021北京市儲能電站建設及運行規范p 江蘇省電網關于印發預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術措施（試行）p 多省編制儲能電站消防驗收標準p DB37/T 36422019全氟己酮滅火系統設計、施工及驗收規范-山東省地標p 國家能源局防止電力生產事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見

6、稿）p 國網設備部-電化學儲能電站消防提升措施p T/CEC 373-2020預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術規范7儲能消防現狀主要存在以下幾點問題：u 探測部分?？臻g消防探測預警，一般配置點型感溫和點型感煙探測器，只有在煙氣和溫度已經蔓延到艙室后才能起到報警作用。u 火災抑制部分。區域做淹沒式的滅火藥劑噴放，滅火藥劑無法作用于發生熱失控的電池箱內部，不能起到定向撲滅火災的作用。u 聯動部分。傳統消防作為獨立運行的系統，無法與電池管理系統等設備形成有效聯動。傳統的消防方案已很難滿足儲能安全的需求傳統的消防方案已很難滿足儲能安全的需求目前國內儲能應用的電池多為磷酸鐵鋰電芯，安全性相對來說比較

7、高。u多數儲能（艙）室內使用以空間為消防單元的消防報警及空間淹沒滅火裝置的傳統消防方案。u 傳統消防作為獨立的運行系統被動防護，特別是火災預警只能在煙氣和溫度已經蔓延到艙室后才能起作用。u與電池管理系統等運行參數無法有效聯動。8儲能消防項目-APS事故報告分析 2019年4月19日，位于亞利桑那州Surprise市，APS公司下屬McMicken變電站的2MW/2.47MWh鋰電儲能系統發生著火爆炸事故，并造成多名消防人員受傷，引起了多方關注。2020年7月18日，亞利桑那公共服務部門發布了一份名為麥克米肯電池儲能系統事件的技術分析及建議的報告（McMicken Battery Energy

8、Storage System Event Technical Analysis and Recommendations），對2019年4月19日發生的麥克米肯電池儲能系統熱失控爆炸事件進行了分析，得出的主要結論如下：1、一次廣泛的級聯熱失控事件，由一個電池單元內的內部電池故障引發（cell pair 7,module 2,rack 15）。2、電池儲能系統中安裝的清潔劑滅火系統（Novec1230）在事故發生時早期按照設計運行。但是，清潔劑滅火系統的設計是為了撲滅普通可燃物中的初期火災。此類系統無法防止或阻止電池儲能系統中的級聯熱失控。9儲能消防項目-APS事故報告3、電池單元之間缺乏足夠的隔

9、熱層保護，促進了熱失控通過熱傳遞在rack 15中傳播，隔熱層保護可能會阻止或減慢熱失控的傳播。4、在Rack15中發生的級聯熱熱失控導致在電池儲能系統中產生了大量的可燃氣體。在熱失控開始后大約三個小時，消防員打開了電池儲能系統的大門，導致爆炸。儲能電站的火災事故主要有兩大類：一類是電氣類火災；一類是電池熱失控引發的火災。電氣類引發的火災（短路、過載、老化等）；熱失控引發的火災，靶向防護十分重要（分不同防護區針對熱失控早期預警+滅火介質定點噴放）；1、鋰離子電池熱失控是一個過程，有一個比較長的時間段，在這個過程前期會釋放大量的CO、H2、烷烴類氣體，通過氣體探測器探測，可以及早的發現故障電池，

10、進行處理和更換；2、如果熱失控已經發生，不對電池降溫，熱失控將不會停止，因此需要配套到電池組或電池箱定向滅火系統，熱失控發生時,其作用，一方面撲滅火災，另一方面持續不斷的對電池進行降溫，以達到中止熱失控的目的。10儲能消防項目-4.16事故報告2.檢測鑒定情況經應急管理部消防救援局天津火災物證鑒定中心鑒定，南樓起火部位第 9 層電池模組的負極接線柱向內數第五排最內側電池單體發生內短路故障；該電池為方形電池，電極材料符合磷酸鐵鋰電池特征。3.實驗分析與仿真模擬情況經清華大學車輛與運載學院電池安全實驗室對南樓最先發生故障的方形電池進行實驗分析，該電池失控會產生噴射物，主要為碳酸甲乙酯蒸汽和氫氣、甲

11、烷、一氧化碳、二氧化碳等。經中國建筑科學研究院建筑防火研究所進行煙霧仿真模擬：南樓起火后，現場產生的煙霧混合物（含未充分燃燒的磷酸鐵鋰電池熱失控噴射產物）可通過室外地下電纜溝進入北樓室內電纜管溝。北樓爆炸前易燃易爆氣體濃度約為 31，總量不少于 280立方米。經北京理工大學爆炸科學與技術國家重點實驗室對爆炸過程進行仿真模擬：當北樓內易燃易爆組分（氫氣、甲烷、一氧化碳、碳酸甲乙酯等）達到 200 立方米，并遇北樓儲能室內點火源起爆，仿真模擬得到的爆炸破壞場景與事故現場相符，爆炸當量為 26 千克 TNT。4.專家論證分析情況結合調查詢問、現場勘驗和物證鑒定等分析，南樓電池熱失控起火系西電池間內的

12、磷酸鐵鋰電池發生內短路故障所致。結合現場視頻、現場勘驗和物證鑒定等分析，北樓爆炸符合體積爆炸特征，認定爆炸性質為氣體爆炸；北樓發生爆炸的物質為南樓磷酸鐵鋰電池熱失控噴射產物中的易燃易爆成分與空氣混合形成的爆炸性氣體；起爆點位于北樓儲能室內，排除人員活動產生火源、電池熱失控點火的因素，認定點火源為儲能室內產生的電氣火花。11儲能電站安全思考適用于電化學儲能系統的消防系統適用于電化學儲能系統的消防系統主動防火設計主要有兩方面考慮：一是通過電池管理系統實現電池日常運維的參數測量，實現異常電氣參數識別；-熱失控征兆二是通過熱失控早期預警和滅火裝備實現對火災的防控。其中適用于鋰離子儲能電站的消防系統應根

13、據鋰電池的火災特性進行開發設計，另外與電池管理系統進行有效的聯動控制。1、多級預警多級預警多級預警是指根據電池熱失控、電解液泄漏、電氣火災初期、電池熱蔓延等不同嚴重程度進行分級控制，方便運維操作。儲能電站的消防系統需要實行分級預警機制，采用多級消防處理控制，降低儲能系統大范圍的起火風險，可有效保障儲能系統的安全。2、安全聯動、安全聯動 一是如何快速有效的檢測出電池的熱事故隱患和熱失控狀態，采取不同的預警信息（聲光信息）二是出現熱失控的狀態下如何快速啟動消防設施，實現有效滅火；三是儲能集裝箱內部信號，報警、故障、動作信號聯動，動作信號是在系統存在火災確認信號或滅火裝置處于異常狀態時（延時、啟動或

14、放氣），聯動消防動作繼電器，斷路器動作，停止充放電，同EMS等管控系統聯動。1、解決現有和運營系統中熱失控級聯，通風和抑制的聯動控制；2、采用通風，滅火或冷卻系統，以管理將來儲能設施的熱失控;3、采用可減慢，或停止熱失控期間電池單元和模塊間的級聯或傳播的電池及電池儲能系統設計；12致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌目錄CONTENTS儲能消防項目01儲能消防研究02多級消防設計03創為科技0413鋰離子電池的基本結構主要由正極、負極、電解液、隔膜、集流體、電極引線以及殼體等組成。鋰離子電池

15、結構示意圖正極一般由 LiFeO4、LiCoO2、LiMnO4、LiNixCoyMn1-x-yO2、LiNixCoyAl1-x-yO2 等含鋰的過渡金屬化合物組成；負極一般由石墨、石墨烯等碳系負極、鈦酸鋰等鈦系負極或者硅、錫等合金系負極組成；電解液為含有鋰鹽的有機溶液，是實現鋰離子（Li+）流動的載體，一般采用含 LiPF6的混合溶劑體系；隔膜通常由聚乙烯（PE）或者聚丙烯（PP）膜構成，起到分隔正負極的作用，并在阻隔自由電子通過的同時提供 Li+來回穿梭的通道；集流體有正負兩種分別對應正負極，正極集流體通常為鋁，負極集流體通常為銅或鎳等。鋰離子電池的結構組成14鋰電池熱失控機理研究機械觸發電

16、觸發熱觸發熱失控高溫空氣電池產氧電解液蒸汽其他可燃氣體擠壓、碰撞、針刺等過充、過放、內短路等高溫過熱枝晶生長機械變形高溫隔膜破裂枝晶刺穿隔膜隔膜崩潰熱失控誘因的共性環節-內短路內短路短路產熱15鋰電池熱失控機理研究鋰離子電池熱安全性問題也與其自身的特點有關:（1）鋰離子電池相較于其它類型電池，能量密度高，更易于發生熱失控現象。（2）鋰離子電池的電解液大多為有機溶劑，主要成分為碳酸酯類，閃點、沸點低，易于發生氧化反應。一旦有泄漏等情況發生，極易導致電池著火等危險事故。（3）鋰離子電池在制造過程中，不可避免地會有少許粉塵等雜質，雜質易破壞隔膜，造成內短路，引發安全事故。（4）對于三元電池來：組成鋰

17、離子電池的正極材料一般為過渡金屬氧化物，一旦正極發生分解，便會伴隨著氧氣的釋放，在氧氣的作用下，電解液極易發生反應，增大了電池發生熱失控的風險。熱失控誘因常見有機溶劑及其物理性質溶劑分子量熔點/沸點/閃點/黏度/cP（25）介電常數（25）密度/g mL-1(25)碳酸乙烯酯（EC)8836.42481601.9（40）871.321碳酸丙烯酯（PC）102-48.82421322.53121.200碳酸二甲酯（DMC）904.691180.59（20）221.063碳酸二乙酯（DEC）118-74.3126310.7515.10.969碳酸甲乙酯（EMC）104-53110250.65321

18、.00616鋰電池熱失控機理研究熱失控三角模型 鋰離子電池熱失控甚至火災發生必須滿足點火源、燃料和氧化劑三要素，鋰離子電池火災只有在電池系統外部環境存在與內部反應產生的氧化劑、大量的燃料以及足夠高的溫度作點火源這三者同時具備的情況下發生。氧化劑的來源有種：一種是正極材料的分解產物；另一種是空氣中的氧氣。燃料的主要組成包括電解液、烷烴氣體、酯類醇類化合物等，主要來源于電解液在足夠高溫度下的分解反應和電解液與脫嵌的Li+的反應。電池體系的高溫來源也有種：一種外界熱源；另一種是電池內部反應產熱。氧化劑、燃料和點火源是相互耦合、互相促進的，一旦在某一濫用條件下產生作用，就有可能促使電池內部反應發生多米

19、諾效應，引發電池火災甚至爆炸。氧化劑點火源(溫度)燃料熱失控熱失控濫用條件多米諾效應17鋰電池熱失控機理研究儲能消防研究-現狀 目前儲能電站中單預置艙系統火災探測及消防報警設計參照GB 50116 火災自動報警系統設計規范，配置使用典型感溫和典型感煙探測器，消防預警系統采用獨立的通訊方式，在本地集中控制，圖4是一個典型40尺預置艙儲能電站火災探測報警系統設計。圖4典型40尺預置艙儲能電站火災探測報警系統這種方式參考建筑類應用的火災自動報警系統的設計方案，在儲能電站安全消消防預警系統的適用方面，存在重要的兩點不足：典型感煙和典型感溫火災探測器不適用于鋰離子電池熱失控早期預警，探測預警一定是火災已

20、經從電池包蔓延到儲能艙后的結果，屬于鋰離子電池熱擴散事故發生后的火災報警。獨立的系統通訊機制，缺少與BMS或EMS智慧聯動的安全管理策略。18從APS事故可以看出傳統消防方案在應對熱失控引起的火災作用不大，其主要應對的是電氣類火災，因此傳統的消防方案已很難滿足儲能安全的需要，主要存在以下幾方面問題：1 1）探測部分。）探測部分?？臻g消防探測預警，一般配置點型感溫和點型感煙探測器，只有在煙氣和溫度已經蔓延到艙室后才能起到報警作用。2 2）火災抑制部分。）火災抑制部分。區域做淹沒式的滅火藥劑噴放，滅火藥劑無法作用于發生熱失控的電池箱內部，不能起到定向撲滅火災的作用。3 3）聯動部分。）聯動部分。傳

21、統消防作為獨立運行的系統，無法與電池管理系統等設備形成有效聯動。探測方式預警方式淹沒式滅火器滅火方式19儲能消防研究-現狀儲能消防研究-熱失控檢測技術研究鋰離子電池的火災特性有別于建筑物中傳統火災事故，主要表現為：鋰離子電池火災的發生是由單體電池熱失控開始 鋰離子電池熱失控識別可以通過基于氣相分析的方式進行早期預警；鋰離子電池因其自身和外部條件導致熱失控并最終燃燒的整個過程，都伴隨著可燃氣體緩慢釋放、泄壓、電解液和反應氣體釋放、快速分解產生煙霧、高熱至火焰的產生。電池系統一般處于穩態的環境，而一旦熱失控產生，勢必引起氣相、煙霧、溫度和光敏數據的異常變化。依據熱失控產生的背景參考圖1所示。近幾年

22、多個高校和研究機構通過研究電池熱失控機理、提取電池熱失控早期氣體參數，并建立電池系統的熱失控預警機制。該參數能夠明確表征熱失控隱患，如圖2所示，氣體探測可以進行早期預警，重點為如何選取氣體探測器，并進行可行性和適用性研究。目前清華大學、沈陽消防研究所、天津消防研究所、煙臺創為新能源科技股份有限公司、中國科技大學等機構對熱失控初期和電池電解液泄漏事故進行了產氣分析，確定了一氧化碳/氫氣作為可進行熱失控早預警的重要條件?？扇細怏w+VOC、煙氣類+溫度20模擬實驗視頻21模擬實驗視頻22模擬實驗視頻23儲能消防研究-熱失控檢測技術研究鋰電池熱失控氣體分析：蘇瑪罐蘇瑪罐采集的氣體樣品采用氣相色譜儀和氣

23、相色譜質譜聯用儀氣相色譜儀和氣相色譜質譜聯用儀進行成分定性和定量分析。24熱失控探測技術CO和復合氣體特征量探測類型優點缺點半導體式成本較低，響應快速，可探測的氣體種類多，壽命長。對于單一氣體的選擇性差，難以用于單一氣體檢測的環境中。催化燃燒式響應快速，壽命較長，量程大。只能檢測可燃氣體，低氧濃度下傳感器輸出值誤差大。電化學式功耗低，線性度好，分辨率高，氣體選擇性相對較好。溫度敏感，壽命較短，成本較高。NDIR式溫度范圍寬，穩定性強，適合高濃度測量。結構、軟件、硬件較復雜，成本較高。測量低濃度氣體較難。關于氣體探測的一些不足關于氣體探測的一些不足國內外常見的探測器類型有半導體式、催化燃燒式、電

24、化學式、NDIR非分散紅外式。其優缺點如表1所述如上表所述，每種類型的氣體傳感器都有其特定的應用場景，在鋰離子動力電池箱內，考慮多種氣體探測、長壽命、高響應速度、高穩定性、成本因素，只使用單一種類的氣體傳感器是難以做到的。所以需要多種氣體傳感器組合使用才能達到其目的.多數情況下需要與煙霧、溫度傳感器配合使用。25熱失控探測技術傳感器半導體式氣體傳感器可依據氣敏元件金屬氧化物半導體材料的不同，而檢測不同的氣體種類和濃度范圍。整體來說氣體傳感器由一個加熱器和一個傳感器表面敏感材料組成、其中敏感材料作為半導體式氣體傳感器的核心組件，其工作原理是在高溫狀態下，被測氣體接觸到敏感材料時，致使其電導率發生

25、變化（電阻），產生可供檢測的信號。26熱失控探測技術傳感器催化燃燒式氣體傳感器是利用催化燃燒的熱效應原理，由檢測元件和補償元件配對構成測量電橋，在一定溫度條件下，可燃氣體在檢測元件載體表面及催化劑的作用下發生無焰燃燒，載體溫度就升高，通過它內部的鉑絲電阻也相應升高，從而使平衡電橋失去平衡，輸出一個與可燃氣體濃度成正比的電信號。通過測量鉑絲的電阻變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。主要用于可燃性氣體的檢測，具有輸出信號線性好，指數可靠，價格便宜，不會與其他非可燃性氣體發生交叉感染。測量可燃氣體爆炸下限的報警器的原理基本上都是催化燃燒式。27熱失控探測技術傳感器氣體通過多孔膜背面擴散入傳感器的工作

26、電極，在此氣體被氧化或還原，這種電化學反應引起流經外部線路的電流。除測量外，還要放大和進行其它信號加工；外線路維持經過傳感器的電壓和一個二電極反向參考傳感器的電壓。在反向電極產生一相反的反應。這樣，如工作電極是氧化，則相反電極就是還原。28熱失控探測技術傳感器紅外氣體傳感器是一種基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強度關系（朗伯-比爾Lambert-Beer定律）鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。NDIR(Non-dispersive infrared sensor)紅外氣體傳感器用一個廣譜的光源作為紅外傳感器的光源，光線穿過光路中的被測氣體，透過窄帶濾波片，到達

27、紅外探測器。其工作原理是基于不同氣體分子的近紅外光譜選擇吸收特性，利用氣體濃度與吸收強度關系（朗伯-比爾Lambert-Beer定律）鑒別氣體組分并確定其濃度的氣體傳感裝置。其主要由紅外光源、光路、紅外探測器、電路和軟件算法組成的光學傳感器，主要用于測化合物，常見的有：CH4、CO2、SO2等。29熱失控探測技術傳感器類型優點缺點備注半導體式成本較低，響應快速，可探測的氣體種類多，壽命長。對于單一氣體的選擇性差，難以用于單一氣體檢測的環境中。1、多用于VOC類傳感器。2、壽命5年以上催化燃燒式響應快速，壽命較長，量程大。只能檢測可燃氣體，低氧濃度下傳感器輸出值誤差大。1、多用于H2甲烷類傳感器

28、。2、壽命3年。電化學式功耗低，線性度好，分辨率高，氣體選擇性相對較好。溫度敏感，壽命較短，成本較高。1、多用于H2CO類傳感器。2、CO壽命8-10年。3、H2壽命2-3年。NDIR式溫度范圍寬，穩定性強，適合高濃度測量。結構、軟件、硬件較復雜，成本較高。測量低濃度氣體較難。1、多用CH4CO2SO2類傳感器。TDLAS 可調諧半導體激光器 成本昂貴 免維護、長壽命 30熱失控探測技術煙霧探測 電池熱失控反應過程中熱分解生成的含有大量熱量的氣態、液態和固態物質與空氣的混和物。它是由極小的炭黑粒子完全燃燒或者不完全燃燒的灰分及可燃物的其他燃燒分解產物所組成，其煙霧顆粒大小一般在100nm以上。

29、試驗方法：分別利用多種電池進行試驗，通過加熱/過充方式觸發熱失控，使用箱體尺寸為1060*640*250mm，加熱片功率為300W，采集一氧化碳和煙霧的數據變化進行對比，判斷煙霧是否可以用來檢測熱失控，試驗模型如圖3所示。電池類型電池類型試驗種類試驗種類單體電池規格單體電池規格觸發條件觸發條件磷酸鐵鋰/鎳鈷錳三元單體/模組/電池包85AH-271AH加熱/過充磷酸鐵鋰單體/模組/電池包120AH加熱/過充磷酸鐵鋰單體105AH/280AH加熱/過充磷酸鐵鋰單體51AH過充磷酸鐵鋰單體80AH/120AH過充磷酸鐵鋰單體20AH加熱/過充錳酸鋰單體（軟包）25AH加熱/過充鎳鈷錳三元單體38AH

30、加熱/過充鎳鈷錳三元單體(軟包）55AH加熱31熱失控探測技術煙霧探測 電池熱失控伴隨電解液的蒸汽煙霧出現，同時產生CO的上升。一氧化碳急劇升高作為三復合探測器是可以直接報預警，但是我們目前煙霧探測也能夠探測到單節電池熱失控鼓包噴發電解液的液態、氣態和固態的混合氣體以及后續起火后的煙霧特征。一氧化碳、煙霧、溫度和VOC類復合探測作為預警信號會更可靠，后續的溫度探測作為滅火噴射的啟動信號，這樣多復合的邏輯比原有的更科學?？?結(電池模組/簇）32多級防護鋰電池熱失控火災的“4+3”分類分類F1F2F3/F4客車客車X乘用車乘用車X儲能儲能X行業內各階段的解決方案在復燃階段就進行徹底滅火，是當前行

31、業急需解決的難題T2劇烈化學反應T1內部熱失控T3起火爆炸F1F1熱失控預警熱失控預警F2F2火災抑制火災抑制F4F4徹底滅火徹底滅火F4F4F3F3復燃爆炸復燃爆炸33多級防護迅速火災抑制 電池箱火災抑制電池箱火災抑制電池箱火災滅火電池箱火災滅火-根據電池熱失控前表征參數體系體系，進行早期的熱失控探測。熱失控預警熱失控預警早期熱失控探測環境安全環境安全電池安全的工作環境外部消防接口-PACK箱體的熱擴展防護撲滅初期電池火災，延遲熱失控傳播時間-使電池箱持續保持低氧環境，提前預防熱失控的發生。-徹底抑制火災火情，解決復燃后的外部消防接入困難，也從做到了徹底滅火34致 力 于 成 為 新 能 源

32、 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌目錄CONTENTS儲能消防項目01儲能消防研究02多級消防設計03創為科技0435儲能主營產品儲能電站智能安全消防系統儲能電站智能安全消防系統 CW1310系列系列電池模組/簇用電池艙空間用 消防報警控制裝置消防站控后臺全氟己酮滅火器36多級防護MAINTITLE多級防護（防護區）1、電池箱內部防護2、電池簇防護3、電池室空間防護4、外部消防1、電池箱內部防護；單體電池熱失控發生時析出的氣體探測預警+滅火藥劑抑制是防止熱蔓延的關鍵點2、電池簇防護；對與電池簇柜體（柜體相對密封型設計結

33、構），電池柜子內部電池模組貨架式擺放，實現對電池簇柜體內部的安全防護3、電池室空間防護；對存放電池的電池艙或建筑內部的電池室實施安全防護，主要解決因為電池包或電池簇內部火災形成沒有得到有效滅火，火焰在電池室內部形成擴大化災情，或因為外部電氣火災導致的電池室空間火災，在這種情況下需要通過氣體滅火裝置進行空間淹沒消防，為火災救援爭取時間。4、外部消防；火災蔓延已經形成或可能存在繼續擴大化的情況，實施以大劑量雨淋式水消防方案，有效防止事故的進一步擴大化，同時為需要的消防救援爭取時間。37多級防護儲能消防考慮1、模組內部防護027:1030:4136:216m/電池簇1、模組內部防護設計說明：單體電池

34、熱失控發生時析出的氣體探測預警+滅火藥劑抑制是防止熱蔓延的關鍵點防護措施：1）預警信息，運維檢修。2）預警信息與BMS聯動策略，內部斷電。3）內部配置的滅火裝置或通過管道輸送到電池包內部的滅火裝置防護。38多級防護儲能消防考慮1、模組內防護探測器數量、成本問題?？紤]電池模組的箱體IP等級，如IP67以上電箱采用模組內部探測和靶向噴淋的方式。采用風冷循環式的電池模組，可以考慮以簇為單位安裝探測器，管路輸送滅火藥劑到模組。39多級防護儲能消防考慮 電池簇：每個電池簇中放置一個探測控制器，簇體上方設有滅火藥劑及消防水接口；簇體下方設有排水口；并在其中一個簇中設置一個滅火藥劑罐體。管路：運輸滅火藥劑及

35、消防水，布置方式如圖所示。探測控制器：實時探測簇內的環境，當發生熱失控時候打開對應簇的電磁閥。數據集中器：接收探測控制器的報文，實現控制滅火裝置啟動，及轉發數據。40多級防護儲能消防考慮41多級防護儲能消防考慮電池簇采用半封閉結構，滅火裝置安裝在電池簇的頂部，電池箱之間設置疏水蓋板，底部設置排水口。消防管路消防管路電池簇側壁設置消防管路，管路連接頂部的滅火裝置，管路上設置噴口，每個電池簇分別設立電磁閥進行單獨控制；探測控制器探測控制器探測控制器設置在電池簇頂部，探測器內集成煙霧、溫度、co、VOC多種傳感器，對簇內環境進行探測，并設置一條感溫線，感溫線從每個電池箱內部穿過，簇電磁閥的開啟由所在

36、箱的探測控制器來實現。電池簇電池簇42多級防護試驗視頻43多級防護儲能消防考慮3空間防護電池室空間防護（常規方案）增加了部分可燃氣體探測和聯動控制策略1）一氧化碳、氫氣、煙霧、VOC復合氣體和溫度一體化探測器。2）通過消防主機實現預警信息與BMS、PCS、排風、空調等聯動策略，內、外部斷電策略（與集成商協同制定）3）使用空間淹沒式消防（七氟丙烷、管網式滅火系統）。44多級防護試驗視頻45多級防護儲能消防考慮4外部消防接口 提供了一個標準接口，在緊急情況下，可以接入消防車、消防栓，快速將消防水輸送到火災部位。外部消防是儲能消防的最后一道防線，其目的在于防止火災蔓延和擴大化，將損失減小到最低。46

37、多級防護儲能消防考慮47儲能電站安全解決方案智慧預警系統鋰離子電池儲能電站多級智慧防控系統的設計充分考慮我國有關現行法律、法規和其他強制性標準，符合國家、行業有關電化學儲能電站安全等綜合性能要求，有針對性的對鋰電池儲能系統做了全生命周期、以防為主、消防結合、可防可控技術應用。1）在熱失控探測預警方面，細化了復合型火災探測器，集成了溫度、煙霧、電解液泄漏氣體、氫氣和一氧化碳可燃氣體分級預警技術。2）在防護區方面，增加針對鋰離子電池儲能系統的電池模組、電池簇、整體空間防護，外部消防水噴淋多級防護技術。3）在滅火系統方面，細化針對鋰離子電池儲能系統熱失控特性，采用靶向全氟己酮多次噴放到電池模組滅火，

38、空間淹沒滅火。4）在消防聯動控制方面，集成消防系統與儲能電站的相關聯動動作，如：BMS、EMS、排風系統、空調等電氣聯動。48儲能電站安全解決方案49儲能電站安全解決方案50總結總結1儲能電站的安全防護體系建設以目前行業發展水平來看，其重點在于防范電池熱失控的發生，對于如何防范電池熱失控，創為公司認為，應以防為主，以消輔之，消防結合的策略，其重點還是在于防，即早期的探測預警，消只是作為最后的必要手段。多級防護方案有著以下優點：1、早期探測預警，可對漏液、熱失控火災進行早期探測，并可將數據上傳；2、電氣類火災采取傳統淹沒式方式滅火，熱失控火災采取靶向噴放滅火，以達到滅火和降溫的目的。3、消防系統

39、與儲能系統聯動機制。4、能夠將火災遏制在最小的范圍內（電池箱或簇），阻止其繼續擴散。多級防護的核心是早期的探測預警以及定向噴放將熱失控消滅在萌芽狀態，阻止其蔓延。最小防火單元防控+空間消防+應急消防水 51致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌致 力 于 成 為 新 能 源 安 全 領 域 世 界 領 先 品 牌目錄CONTENTS儲能消防項目01儲能消防研究02多級消防設計03創為科技0452技術成果體現煙臺創為新能源科技股份有限公司，成立于2015年11月，是國內新能源行業安全防護設備的主要供應商之一。公司以新能源安全解決方案為主營業務，專注新能源電動汽車、

40、動力電池、儲能電站安全防控領域的最新技術研究、解決方案提供與實施，致力于成為“新能源安全領域世界品牌”。公司率先發起研究鋰離子電池熱失控監測預警和自動滅火技術，自成立以來一直專注于鋰離子電池熱失控監測預警和防護技術，具有深厚的技術積淀、豐富的行業經驗、完備的銷售渠道、成熟的管理模式和卓越的市場口碑。53技術成果體現國家高新技術企業 國家科技型中小企業 山東省瞪羚企業山東省軟件企業 山東省中小企業隱形冠軍企業 山東省專精特新中小企業山東省專利導航暨專利信息利用項目煙臺非公有制獨角獸培育企業54 CCCF消防產品技術鑒定證書-探測器部分火災防控產品-預警裝置認證55 CCCF消防產品技術鑒定證書-

41、滅火器部分火災防控產品-滅火裝置認證56總結57總結完成配套2.0GWh以上儲能項目（李總，數字需要修改，中間圖替換了）產品配套華為技術、寧德時代、蜂巢能源、上能電氣、平高電氣、遠景能源、南網科技、融合元儲、上汽國軒、采日能源、力神、科華數據、比亞迪、中天科技、許繼電氣、中車時代、天誠同創、和瑞儲能、上海電氣、山東電工時代、華潤智慧能源、智光儲能、銀隆新能源等 50 多家儲能系統集成商，市場占有率領先，引領了新型儲能消防系統的推廣和發展。58技術成果體現2017年3月12日，*公交公司3路純電動公交3號電池箱報2級預警（安全隱患等級），原因為電解液泄漏。2017年3月16日，*交運公司某純電動

42、公交4號電池箱報2級預警，拆箱檢查，證實為某只單體電池安全閥不明原因受損，電解液泄漏。2017年3月20日，*交運集團縣城公交某純電動公交報3號箱2級預警。后經拆箱檢查，證實為兩支電芯發生不明原因泄露。2017年3月19日，*公交公司某純電動公交報7號箱2級預警，駕駛員及時上報公司，并停止運行。后經車企、電池企業協同努力，拆箱檢查，證實為電池漏液。更換電池后，不再報警。在電動汽車領域應用在電動汽車領域應用40余萬套，早期探測成功預警余萬套，早期探測成功預警200多次事故多次事故成功預警2019年6月28日，*客運中心某純電動公交報3號箱3級預警，駕駛員及時上報并停止運行。數據分析判定為CO傳感器觸發預警，后經車企、電池企業協同努力，拆箱檢查發現電池加熱板燒壞。2019年9月20日，*公交公司某純電動公交報2號箱2級預警，駕駛員及時上報公司，并停止運行。數據分析判定為電池危險氣體超標，可能為電池漏液導致。后經車企、電池企業協同努力，拆箱檢查，證實為電池漏液，電池鼓包，更換電池后，不再報警。2020年9月18日，*公交公司車輛行駛狀態下輸出2、3級的預警，滅火裝置啟動，拆箱有電弧燒損痕跡。2020年8月20日，*公交公司發現預警信息，拆箱發現防爆閥破裂漏液導致。59FOR YOUR WATCHING60