電池儲能行業正在經歷一場引人注目的變革。在未來五年內，預計美國安裝的儲能系統裝機容量將增長近500%。這種增長是由可再生能源的廣泛應用所推動的，電網運營商將電網規模的電池儲能系統定位為電力基礎設施的重要組成部分，為電網運營提供平衡和彈性。

??然而，電池儲能系統發生的火災給電池儲能行業的快速發展蒙上了一層陰影。雖然電池儲能系統的火災是一個復雜的挑戰，但電池儲能系統制造商必須專注于開發和采用可以防止電池儲能系統火災發生和蔓延的硬件。

??這些硬件在將電池與可能引發火災的外來物質隔離、維持標準工作溫度和防止電氣異常方面發揮著至關重要的作用。為了確保安全性、可靠性和持續增長，電池儲能行業的制造商必須解決其硬件的弱點。必須使電池儲能行業達到安全標準，然后再進一步推進。

保護重要部件

??電池制造商都必須確保他們的電池不受液體和固體滲透的影響。如果電池外殼或電池模塊密封不當，冷凝物、灰塵和其他異物可能引發火災。入口防護(IP)等級衡量電池儲能系統對這些外來物質的抵抗力，作為抵御潛在點火源的第一道防線。

??對于電池外殼(圍繞并包含電池儲能系統組件的外部保護外殼)，要求的最低IP等級為IP 55，這是一個相對較高的密封水平。在這個IP級別上，外殼免受有限的灰塵進入和來自低壓水流的進入。電池模塊(大型電池儲能系統內的獨立電池單元)沒有最低的IP等級，但行業領先的是電池儲能系統制造商應該以與外殼匹配的等級為目標。這確保了電池模塊在維護活動或外殼密封失效期間保持密封，從而降低暴露于異物的風險。

??通過精心設計和實施更高IP等級的外殼和模塊，電池儲能系統制造商可以創建一個強大的屏障，有效地將關鍵組件與元件隔離開來。

冷卻系統

??然而，并不是所有的電池儲能系統都能有效密封。根據定義，與液冷的電池儲能系統相比，風冷的電池儲能系統更容易受到進入電池外殼或電池模塊的異物的影響。空氣冷卻包括利用周圍的空氣來散發電池儲能系統產生的熱量。一旦灰塵或污垢進入空氣冷卻系統，它可能會在外殼中再循環。另一方面，液體冷卻利用循環系統使液體冷卻劑通過電池儲能系統內的冷板或管道進行冷卻。

??雖然任何系統都容易受到外來物質突破密封件的影響，但風冷系統中的任何IP弱點都會很快被發現。相比之下，液冷系統的防護能力更強。它們必須經歷嚴重故障或外部損壞才能允許任何異物進入電池。

??然而，在空氣冷卻和液體冷卻之間進行選擇，除了有效地密封電池之外，還有其他影響。冷卻系統是維持電池內安全工作溫度的基本要素。與鋰離子電池儲能系統相關的主要火災風險之一是熱失控——電池內部的連鎖反應，可能從短路、制造缺陷、外部熱量、過充或物理損壞開始。一旦一塊電池進入熱失控狀態，它就會產生足夠的熱量，導致相鄰的電池也這樣做，從而導致連鎖故障。冷卻系統負責冷卻和散熱管理，以防止或減輕熱失控。

??但并不是所有的冷卻系統都是一樣的。根據在電池儲能系統制造過程中所做的觀察，采用風冷系統，電池池儲能系統內部的溫度可能比采用液冷系統高10℃。雖然空氣冷卻通常更容易實現，并且需要更少的組件，但它在有效冷卻具有高發熱量的大型電池儲能系統方面可能存在局限性。一般來說，液體冷卻系統可以提供更精確的溫度控制，實現更好的熱管理，并確保電池在安全溫度范圍內運行。

??冷卻系統必須與除濕系統協同工作，以對抗電池儲能系統外殼內的濕氣。濕氣會帶來短路、電池過熱和母線腐蝕導致效率損失的風險。空氣冷卻系統容易凝結。它們經常打開和關閉，使電池表面更冷，并可能導致冷凝。

??電池儲能制造商必須安裝先進的、經過驗證的冷卻系統來控制電池儲能系統的內部溫度。

浪涌保護設備

??電網規模電池儲能系統的另一個重要組件是浪涌保護機制，它可以防止可能損壞控制系統、電池和火災報警設備等重要設備的電氣異常情況。這些機制防止設備超過其額定電壓或額定電流，這可能是由于雷擊、開關的高速操作或斷路器和保險絲在負載下斷開而導致的。

??浪涌保護設備必須正確設計、安裝和維護，以承受防范不正常情況，并防止損壞可能導致失效的電池。

??作為基準，電池儲能制造商應遵循NFPA、CSA和IEEE對UL9540下電涌保護的要求，并與電涌保護供應商和專家合作，確保設計符合這些要求。

安全硬件是集成解決方案的一部分

??硬件只是所有制造商都應該不斷開發和實施的綜合火災風險緩解策略的一個方面。高級軟件同樣重要，用于監控潛在風險，提醒員工注意問題并實現自動響應。

??除了技術解決方案，該行業還必須投資于消防安全測試，并遵守嚴格的行業標準。遵守標準化的安全協議，確保電網規模的電池項目能夠承受最苛刻的條件，最大限度地降低災難性事件的風險。最后，與監管機構、應急人員和當地社區進行有意義的接觸，對于促進信息共享和制定有效的應急計劃至關重要。

結語

??隨著是電池儲能行業為促進全球能源轉型而向前邁進，解決火災風險的必要性不容低估。通過優先考慮儲能系統的IP等級、冷卻系統和浪涌保護機制，將這些融入在更廣泛的綜合消防安全戰略中，電池儲能制造商可以確保其項目的可靠性和安全性。所有制造商必須在硬件方面達到標準。但他們不能止步于此——他們必須超越最低要求，消除電池儲能系統的火災隱患，挖掘電池儲能行業的增長潛力。