中國儲能網(wǎng)訊：3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機構(gòu)共同支持的第十四屆中國國際儲能大會暨展覽會（簡稱“CIES”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以“共建儲能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲能新發(fā)展”為主題，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機制、資本市場、國際市場、成本疏導、智能化系統(tǒng)集成技術、供應鏈體系、商業(yè)模式、技術標準、示范項目應用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應用。
來自行業(yè)主管機構(gòu)、國內(nèi)外駐華機構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構(gòu)等不同領域的2011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈企業(yè)， 53417位線上注冊嘉賓將參加本屆CIES大會，儲能網(wǎng)視頻號線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認證、飛輪儲能、液流電池、熔鹽儲熱、壓縮空氣儲能等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
3月11日下午，中檢集團南方測試股份有限公司儲能電池項目負責人江智林受邀在儲能檢測、認證及標準專場分享主題報告，報告題目為《儲能系統(tǒng)檢測要求與關鍵性指標應對措施》。以下為報告主要內(nèi)容：
江智林：各位領導、各位專家各位同仁大家下午好！我今天要講的題目是儲能系統(tǒng)檢測要求與關鍵性指標應對措施。
隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，儲能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為了重要的領域，儲能系統(tǒng)的安全性和可靠性的也成為了關鍵性的問題。今天我們就講講什么是儲能系統(tǒng)，儲能有哪些主要的檢測標準要求還有儲能檢測過程中的一些關鍵性指標和應對措施。
儲能系統(tǒng)是在需要時儲存能量，并在能源供應不穩(wěn)定或者超過需求時釋放儲存的能量以滿足需求，儲存方式有機械儲能、化學儲能和電磁儲能，機械儲能就是比較傳統(tǒng)的儲能方式，像水庫蓄能，電磁儲能就是電容儲能還有超導磁儲能，化學儲能就是我們的電化學儲能，電化學儲能主要是由儲能電池、電池管理系統(tǒng)，也就是BMS，還有EMS能量管理系統(tǒng)和PCS儲能逆變器組成。
我把這幾部分成四個角色。儲能電池擔任存儲角色，他主要負責把電能轉(zhuǎn)化為化學能，將電能儲存在電池中，在需要的時候釋放出來，BMS是感知角色，主要是負責電池的監(jiān)測、評估、保護等。EMS是作為決策的角色，負責數(shù)據(jù)的采集、網(wǎng)絡監(jiān)控還有能量調(diào)度等，PCS是執(zhí)行角色，負責控制儲能電池的充電放電過程，以及交直流的交換。
儲能電池作為儲能系統(tǒng)中的一個重要組成部分，他主要是由電池單體通過串并聯(lián)的方式再加上一些特定的外殼和BMU采集模塊還有風扇或者液冷板組成電池模塊，再由電池模塊加上高壓盒組裝成一個電池簇。
儲能主要的認證有CB認證，它根據(jù)儲能電池不同的應用場景主要有IEC62619還有IEC63056，IEC62040這幾個標準，還有CQC認證，電池的應用標準就是GB/T36276，BMS就是GB/T 34131，PCS主要就是GB/T34120和GB/T34133，還有其他一些認證像北美的NRTL認證和歐盟的CE認證等等。
對于儲能電池主要的檢測標準有GB/T36276、IEC62619、IEC63056、UL1973、UL9540還有UL9540A，36276目前是有兩個版本，一個是目前正在應用的版本2018版，還有一個是即將在2024年7月實施的2023版。兩個版本都是從三個方面來對儲能電池進行檢測，分別是電性能及壽命檢測試、電安全測試和環(huán)境安全測試。
2018版的主要的測試內(nèi)容有常溫、高溫、低溫初始充放電能量實驗，還有倍率充放電性能，以及能量保持、存儲、循環(huán)等。電安全主要就是過放、過充、短路、絕緣耐壓，環(huán)境安全就是擠壓、跌落、低氣壓、熱失控等等。
2023版在2018版的基礎上增加了功率特性、高溫低溫適宜性還有過載、振動實驗，針對高海拔使用的儲能電池增加了在低氣壓環(huán)境下的充放電能量，還有低氣壓環(huán)境下的絕緣耐壓試驗。針對液冷儲能電池增加了液冷管路的耐壓試驗。
IEC62619是工業(yè)用電池的安全要求標準，他主要的內(nèi)容有電芯的外部短路、撞擊、過充和強制放電等，針對電池組主要是一個功能安全的考核，主要是過充、過流、過熱。
IEC63056是IEC62619的一個附加要求，他主要的測試內(nèi)容是耐異常熱、材料的防火等級還有絕緣阻抗等測試。
UL1973這個標準考核的主要是內(nèi)部電池的失效耐受性還有保護電路的單一失效安全可靠性。從結(jié)構(gòu)安全考慮就是電芯、外殼、線路板，還有電氣間距、絕緣、管理系統(tǒng)等，對于保護電路的一個功能安全考慮就是各級保護的過壓、過流、過溫等控制。
眾多的檢測標準考量電池的眾多指標要求，評估儲能電池性能的重要指標有能量密度和功率密度，能量密度反映了儲能電池單位重量內(nèi)儲存的能量水平，能量密度越高，儲存的電能就越多，功率密度是儲能電池能夠提供的最大功率與儲存電能密度的比值，功率密度高的儲能電池能夠快速充放電，適用于高功率需求的場景，評估儲能電池使用壽命的指標就是循環(huán)壽命，它通常是指儲能電池能夠在特定的溫度和深度循環(huán)充放電多少次而保持其容量水平。較高的循環(huán)壽命意味著儲能電池能夠更持久地發(fā)揮作用，并且更具有可靠性。安全性是決定儲能電池可靠性和使用壽命的重要指標，它通常反映了儲能電池在不同溫度、電流和過充、過放等情況下的安全性，包括防火、防爆等。
在日常測試中，我們會遇到儲能電池充放電能量不足的情況，在這種情況下，我們要從三個方面分析，一是電池單體性能，若是電池單體本身的能量不足，組成電池簇后也很難達到標準要求，二是電壓均衡問題，模塊電壓不均衡，導致一個模塊充滿了而其余模塊還處于未充滿狀態(tài)，或者是單體不均衡，一節(jié)單體達到充電終止電壓，而其余單體可能還處于半電狀態(tài)，三是對電池性能影響最大的溫度，電池自身溫度不同性能也不同。電池對溫度特別敏感，高了不行，容易發(fā)生熱失控，溫度低了也不行，性能會大打折扣，如圖所示，電池的功率，能量，壽命，安全性需要在一個適宜的溫度區(qū)間里，電池才可以正常高效的去工作。電池的自身溫度保持在 20-30°C 范圍內(nèi)是最佳的，保持在 0-45°C 單位內(nèi)比較舒適，當電池自身溫度低于 0°C 的時候，很容易出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，伴隨著就是放電功率收到限制。當電池自身溫度超過 45°C 的時候，電池的循環(huán)壽命會急劇下降，嚴重的話還會出現(xiàn)熱失控安全問題。
除了電池能量不足還會遇到過充電起火、爆炸的現(xiàn)象。發(fā)生這種現(xiàn)象的有兩個主要原因，一是電池單體泄壓閥未及時打開，導致電池內(nèi)部溫度升高發(fā)生起火爆炸，這種情況下我們可以使用夾具對電池單體施加一個外部擠壓力，因外部有夾具，電池無法臌脹，內(nèi)部壓力更直接的作用到卸壓閥使其及時打開進行對電池進行泄壓。二是多個電池單體發(fā)生熱失控，電解液氣化噴出，氣化后的電解液高溫且具有可燃性，當一個空間內(nèi)的可燃氣體達到一定濃度時遇到一個小小的火花都會發(fā)生爆燃，高溫的電解液可能會將電壓采樣線外皮溶解導致采樣線短路打火點燃電池單體噴射出的電解液，所以電池模塊的采樣線需要耐高溫且阻燃。
剛我們提到熱失控，什么是熱失控呢？在標準里是這樣定義熱失控的，GB/T36276里說的是電池單體內(nèi)部放熱反應引起不可控溫升的現(xiàn)象；IEC62619里面說的是電芯內(nèi)部由放熱反應引發(fā)的溫度不受控制的劇烈升高，UL1973里的定義是電化學電池以不可控的方式通過自加熱提高溫度時發(fā)生的事件。當電池產(chǎn)生的熱量高于其所能散發(fā)的熱量時，就會發(fā)生熱失控，這可能導致火災、爆炸和毒氣?？偟膩碚f就是電池單體因不合理使用導致內(nèi)部發(fā)生非正常的化學反應，如過高的電壓、過大的電流或者過熱的溫度造成的內(nèi)部劇烈反應，從而導致電池內(nèi)部產(chǎn)生熱量，當產(chǎn)生的熱量過多，電池無法消耗，散熱不夠及時，電池溫度急劇上升不可控造成熱失控。
什么是熱失控擴散呢？熱失控擴散是指電池模塊內(nèi)的電池單體發(fā)生熱失控后觸發(fā)與其相鄰或其他部位的單體發(fā)生熱失控的現(xiàn)象。那么該如何預防熱失控的擴散？直接有效的方法就是增加內(nèi)部隔熱，減緩熱量在單體間的蔓延速度，甚至完全阻斷在電芯間，主要的應對措施是在單體與單體之間增加隔熱材料，隔熱材料主要有以下幾種：石棉、氣凝膠、玻璃纖維，這幾種材料有一個共同的特點：導熱率低，他們極低的導熱率可以有效的阻止熱量的傳遞從而預防熱失控擴散。
我的演講到此結(jié)束，謝謝大家！
