电池储能安全传感器解决方案，对动力电池热失控进行监控

11月9日是第32个全国消防日，消防安全关系着人民的生命财产，一直受到我国的高度重视。在我国一系列相关政策、规划的引导下，城市、企业、消防队站、学校、医院等各类场所的智慧消防建设取得了显著的发展。

然而，随着社会的不断发展，新的消防场景不断涌现，其中，储能已成为极为重要的消防安全新业态、新方向之一。《“十四五”国家消防工作规划》特别提到，要积极防范新业态新材料新风险，其中包括新型储能设施。对此，我们应予以高度重视，对新型储能设施的消防安全问题做出积极防范与应对。

近年来，储能行业在全球范围内迅速崛起，成为许多国家的新兴产业，包括中国、美国、日本、澳大利亚和欧洲国家。储能系统被视为新型电力系统有效的调峰调频、平滑波动手段和重要的备用资源。大力发展储能对于提高光伏、风电等可再生能源的利用率，实现“双碳”目标具有重要意义。

储能技术是通过化学或物理的方法将电能储存起来并在需要时释放的相关技术及措施。主要包括机械储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能）、电化学储能（锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池等）、电磁储能（超导储能、超级电容器）、氢储能、热储能等类型。除了抽水蓄能外，其他都属于新型储能方式。

目前，中国的储能仍以抽水蓄能为主，但新型储能发展迅速，其影响力不容忽视。2022年，中国以电化学储能为代表的新型储能新增装机达到了7.3GW/15.9GWh，市场规模占整个储能市场的21.9%。预计到2025年，这一市场规模将超过1万亿元，新型储能技术有望成为未来的主流储能技术。

然而，随着储能行业的快速发展，储能消防安全问题也不容忽视。公开数据显示，在2017~2022年间，全球发生了60多起储能安全事故。这些事故中，锂离子电池引发的事故占比高达80%。此外，我国500kWh以上的储能电站年火灾事故发生率达0.6%，仍处于较高水平。这些事故主要是由于电池滥用（过充/放、外部短路）、机械滥用（挤压、针刺）、热滥用（过热）等导致的单体电池热失控，进而引发电池起火乃至储能电站起火、爆炸的情况。

为了保障行业的安全发展，我国出台了《电化学储能电站安全规程》（GB/T42288-2022）。标准规定，电化学储能电站应设置火灾自动报警系统、消防给水系统、供暖排风与空调系统、自动灭火系统、视频监控系统等。电池室/舱内应设置可燃气体探测器、温感探测器、烟感探测器，电池室/舱外应配置气体浓度显示和提示报警装置。这些规定旨在保障电化学储能电站的安全运行，以确保公众的生命财产安全和环境的可持续发展。

随着全球双碳目标共识和储能行业的迅猛发展，作为储能电站的主要动力源，新能源锂电池产业备受瞩目！但由于电池工作和储存过程中的热失控现象，会带来严重的安全风险和消防事故。这就需要储能电站的探测报警系统具有更强的早期探测、精准探测、降低误报、高抗环境干扰能力等。

储能安全传感器解决方案

目前市场上有多款传感器非常适合应用于新能源电池储能系统的安全防控检测模组中，并针对动力电池热失控进行监控。

电池热失控是指电池持续放热的连锁反应，导致电池组温度急剧上升，进而引发电池燃烧事故的过程。热失控有三个过程，诱发、发生到蔓延，其中引发热失控的主要原因是过热、过充、内短路、碰撞等因素。

在锂离电池热失控早期，由于电池温度、放电电压、放电电流等特征识别参数的变化非常缓慢，通过现代 BMS 无法及早地监测到电池故障，而此时电池内部电化学反应会产生大量的气体物质，因此，利用气体检测传感器来实现锂离子电池热失控早期预警是最有效的办法。

从饼图中可看出，电池在热失控过程中产生这些主要气体的组分构成非常类似，如图所示气体成分主要为二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、一氧化碳(CO)，其余小部分气体主要为小分子烃类物质(CH4、C2H4等)。

奥松电子研发生产的温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、VOC传感器对新能源锂电池的状态进行实时监测。当电池处于热失控状态时，电解液泄露挥发出的气体，电池组短路产生的气体以及电线过热产生的焦糊味，这些异常情况就会被传感器捕捉到，同时传感器会根据动力电池热失控模型向驾驶员发出热失控预警，并结合预设的火灾抑制装置对锂电池进行及时处置。

审核编辑：汤梓红