新闻

系统的“生命支持”:热管理与灭火系统的重要性

在储能领域,我们已经广泛讨论了容量(kWh)、功率(kW)、效率和智能算法等性能指标。然而,在所有这些耀眼的性能背后,有两个默默无闻的守护者正不懈地工作。它们的存在可能不显眼,但它们是决定整个系统生死的终极裁判。它们就是热管理系统灭火系统

如果电池是储能系统的心脏,那么热管理和灭火系统就像是这颗高能心脏的精密“生命支持”和“紧急除颤器”。它们是整个设计中最关键的安全锁。任何在这两个方面敷衍了事的系统,实际上是在客户的家中或工厂里埋下了一个潜在的“定时炸弹”。

热管理系统:电池的“私人空调”

锂离子电池,特别是我们大规模储能系统中使用的磷酸铁锂(LFP)电池,是“娇嫩”的组件,对温度极为敏感。它们既害怕寒冷,也害怕高温。

过热的危险:过高的温度会加速电池内部的化学副反应,导致电池容量快速衰减,显著缩短电池的使用寿命。更为严重的是,持续的高温是引发热失控的主要诱因——这是一种危险的连锁反应,电池内部温度急剧上升,最终导致火灾和爆炸。

过冷的危险:过低的温度会导致电池内部电解液活性降低,内部电阻增大,严重影响其充放电性能。在零下温度下给锂离子电池充电,还可能导致锂枝晶的形成,锂枝晶可能刺穿隔膜,产生永久性内部短路,从而带来另一种严重的安全风险。

因此,优质的储能系统必须配备高效的热管理系统。其核心任务有两个方面:

  1. 保持最佳工作温度:通过冷却或加热,确保电池单元的温度保持在一个狭窄的最佳范围内(通常为15°C至35°C或59°F至95°F),以确保电池发挥最大效率,并延长使用寿命。

  2. 确保温度均匀性:热管理系统不仅要控制电池组的平均温度,还要确保单个电池单元之间的温差尽可能小(通常要求温差小于5°C)。温差过大将导致电池性能不一致,形成“最弱环节”效应,进而降低整个系统的性能和使用寿命。

科学维护——系统长寿命的秘诀

一个高质量的储能系统设计用于长期、稳定运行,并且维护需求较低。然而,“低维护”并不等于“无需维护”。定期的科学检查和保养能够提前识别潜在问题,显著延长系统的使用寿命。

储能系统(ESS)的维护可以分为两个层次:

1. 用户层日常检查(建议每月进行)

作为系统的拥有者,您可以通过一些简单的检查来关注系统的健康状况:

  • 外观与环境检查

    • 保持设备外部清洁,避免灰尘和杂物堆积。

    • 检查周围环境,确保通风口没有被阻塞,并且没有水渗漏或害虫的迹象。

  • 运行状态检查

    • 观察设备面板上的状态指示灯,确认系统正常运行(通常是稳定的绿色或闪烁的绿色灯光)。如果出现红色警报灯,应该及时联系服务提供商。

    • 使用移动应用或网页监控平台查看实时数据,如SOC(电池充电状态)、充放电功率等,检查是否正常并留意任何警报通知。

  • 听觉检查

    • 在系统运行时,倾听是否有任何异常的噪音或震动。

这些简单的检查是您及早发现问题的第一道防线。

2. 专业周期性维护(建议每年进行)

我们强烈建议每年安排一次专业的深度维护服务,由FFDPOWER或我们的授权合作伙伴进行。在这次维护中,工程师将进行更全面的检查:

  • 电气连接检查:使用专业工具重新扭紧所有高压DC和AC端子,确保由于热膨胀和收缩导致的松动问题得到解决。

  • 性能测试:对电池组进行完整的充放电循环测试,评估当前实际容量(SOH)和性能衰退情况。

  • 冷却系统清洁:清洁PCS和电池柜的风扇、过滤器和散热片,确保冷却效率最佳。

  • 安全功能测试:测试系统的紧急停机、过温保护等安全功能,确保其能够正确触发。

  • 固件更新:检查并安装最新版本的BMS、PCS和EMS固件,以优化性能并修复可能的软件漏洞。

 
 

主流热管理技术:空气冷却 vs. 液冷

空气冷却:使用风扇和设计精良的空气管道将电池产生的热量带走。这是一种成熟、简单且具有成本效益的解决方案,广泛应用于小型到中型储能系统。FFDPOWER的许多标准商业和住宅产品采用精密设计的强制空气冷却方案。

液冷:通过冷却板或冷却通道循环专用冷却液(如水-乙二醇混合液),该液体有效地吸收热量并将其带到外部冷却单元进行散热。液冷比空气冷却更高效,能够提供更精确的温控和更好的温度均匀性,且运行更加安静。液冷正迅速成为新一代高容量、高功率密度应用的主流选择,如大型储能容器和数据中心。

灭火系统:极端场景下的“最后防线”

尽管我们通过高质量的电池、稳健的电池管理系统(BMS)和高效的热管理系统尽一切努力防止热失控,但负责任的系统设计者始终需要为“万一”场景做好预案。储能灭火系统就是这条最终且至关重要的防线。

储能电池火灾与常规火灾有很大不同。它是由内部化学反应引发的,燃烧更为剧烈,可能释放有毒气体,并且难以通过传统的水或干粉灭火器扑灭。因此,储能火灾安全必须采用**“多层次、早期预警、精准抑制”**的设计理念。

先进的储能灭火系统通常包括以下几层:

1. 检测与早期预警层:

这是第一步,旨在在火灾真正发生之前检测到问题。

气体检测:在热失控的早期阶段,电池的电解液会分解并释放可燃气体(如CO、H₂)。通过在电池柜内安装高灵敏度气体探测器,这一信号可以在温度激增之前被捕捉,从而提供最早的预警。

温度和烟雾检测:作为次级措施,传统的温度和烟雾探测器也是必不可少的。

2. 自动抑制层:

一旦预警系统确认发生火灾事件,抑制系统必须自动激活。

专用灭火剂:由于锂离子电池火灾的特殊性质,储能系统通常使用清洁气体灭火剂。目前领先的选择是Novec 1230(FK-5-1-12)和HFC-227ea(FM-200)。

Novec 1230:这是一种环保的清洁灭火剂,灭火效果强,无残留,对人体无毒,被认为是储能火灾抑制的优质解决方案。

HFC-227ea:这也是一种高效的气体灭火剂,技术成熟,广泛应用。

精准抑制:系统设计为在发生火灾的特定电池柜或集群内精确、局部地释放灭火剂。这样可以在最早的阶段使用最小量的灭火剂将火灾控制住,防止火势蔓延到其他系统部分。

3. 防爆与通风层:

在极端的快速压力积聚情况下,储能柜设计有自动压力释放通风口。这些通风口将冲击波和热气体引导到安全方向,防止储能柜爆炸,同时保护附近的人员和设备。

安全是FFD POWER的不可逾越的红线

在FFDPOWER,我们坚信安全是任何储能产品的首要属性。它是所有性能和利润的基础,是一条永远不能逾越的红线。我们从不为了降低成本而牺牲安全。

我们通过“四合一”设计理念:“高质量电池 + 稳健的BMS + 高效热管理 + 先进的灭火系统”,为客户构建了一个全面、多层次的安全框架。这一系统将“被动预防”转变为“主动预警”,再到“自动响应”。我们之所以这样做,是因为我们深知,每一个交付的储能系统都承载着深厚的信任,而捍卫这一信任,是我们最高的使命。

你准备好了吗?

我们已准备好合作并推动能源存储创新。