工商业储能全方位安全防护解决方案白皮书

工商业储能安全防护解决方案总结

安全挑战

• 电池热失控：锂离子电池过充、高温或内部短路等可引发链式放热反应，导致温度急剧升高并释放可燃气体，可能引发火灾或爆炸。
• 电气危险：储能系统采用高压直流架构，存在击穿、电弧及短路等风险，需依赖绝缘监测、电弧检测和物理隔离设计。
• 设计与运维复杂：设计需适配复杂工况，运维涉及电池健康状态管理，但专业人员缺乏可能导致问题。

传统解决方案的局限

• 消防响应迟缓：传统系统消防模块外置，火灾发生时灭火不及。
• 温度与风险监测低效：
  • 温度传感器与电芯比例低（<0.2），存在盲点。
  • 响应电芯热失控的探测器无法精准定位。
• 防护设计简化：
  • 未使用隔热材料，热量传递直接导致热扩散。
  • 无内置泄压和烟雾探测装置，烟雾探测与灭火装置过于集中。

思格新能源解决方案亮点

1. 模块化与消防隔离设计：
   • 采用Pack级防护，每个12kWh模块内设置独立消防装置。
   • 簇间有安全距离，防止火势迅速蔓延。
2. 多重安全防护功能：
   • 温度传感器布置：8个传感器监控12个电芯，比例达0.67，提升精准度。
   • 内置消防模块：秒级响应，快速灭火。
   • 耐高温隔离垫：导热系数<0.035W/m·k，阻隔热量和防止电气短路。
   • 泄压阀：释放内部可燃气体，降低爆炸风险。
   • 烟雾探测器：零距离直接探测电芯热失控。
3. 软件与硬件双重保障：
   • 三重软件保护结合独立硬件过压响应，可在热失控发生前提前采取措施。
   • 独立于软控的硬件保护在软件失败时依然能进行高优先级保护。
4. 机械保护与测试：
   • 防爆阀设计：防止电芯热失控后爆炸。
   • 结构设计：电芯间设置隔热垫与绝缘层，增强系统稳定性和安全性。
   • 机械应力测试：通过高重冲击测试增强机械强度。

系统测试与验证

1. 电芯级别：通过UL9540A标准验证安全性。
   • 热失控触发测试、热扩散抑制、安全阈值验证等。
2. 电池包级别：依据IEC62619进行评估：
   • 外部短路、过充/过放测试、撞击测试、热失控测试。
3. 系统级别：
   • 湿热循环（霜冻测试）、全场景测试
   • 经受住耐湿循环+24小时浸泡不罢休、无冒烟/起火。

结论

• 思格stack模块化方案从电池包级实现多重防护，显著提升储能系统的安全性，同时考虑高温、低温、环境应变等使用需求，符合车规级标准。
• 其创新设计（如模块化隔离、智能预警、高精度温度监测及消防等）重新定义了工业储能系统的安全标准，有助于推动C&I储能的可持续增长。