儲能系統起火風險主要集中在電化學儲能領域（如鋰電池儲能），其本質是能量失控釋放（如熱失控）引發(fā)的連鎖反應。以下從起火原因、防范措施及系統性解決方案三方面展開分析：

一、儲能系統起火的核心原因

電化學儲能（以鋰電池為例）的起火本質是 “熱失控"—— 電池內部或外部因素導致溫度異常升高，引發(fā)電解液分解、電極材料燃燒等連鎖反應，最終形成火災。具體原因可分為三類：

1. 電池本身的缺陷或老化

制造缺陷：電極材料雜質、隔膜破損（導致內部短路）、極耳焊接不良（局部電阻過大，產熱集中）等，會在充放電過程中引發(fā)局部過熱。

老化衰減：長期循環(huán)后，電池內部生成鋰枝晶（刺穿隔膜引發(fā)短路）、活性物質脫落（導致內阻上升），或電解液分解產生可燃氣體（如 CO、H2），降低熱失控閾值。

2. 系統設計或運行失控

BMS（電池管理系統）失效：作為 “大腦"，BMS 若無法精準監(jiān)測單體電池電壓、溫度（如傳感器故障），或過充 / 過放保護邏輯失效，會導致電池超出安全工作范圍（如電壓過高引發(fā)電解液分解）。

熱管理系統故障：散熱不足（如液冷管路堵塞、風冷風機停轉）導致電池組局部溫度超過 60℃（三元鋰電池臨界值），或溫度分布不均（溫差＞5℃）引發(fā)局部過熱。

電氣安全隱患：外部短路（如線纜絕緣破損、接觸器粘連）、雷擊過電壓等導致大電流通過，瞬間產熱引燃電池或周邊可燃物。

3. 外部操作或環(huán)境誘因

不當操作：維護時機械損傷（如穿刺、擠壓電池）引發(fā)內部短路；違規(guī)過度充放電（如低溫下強制快充，加速鋰枝晶生長）。

環(huán)境異常：高溫環(huán)境（如夏季艙體暴曬至 40℃以上）疊加電池自身產熱，突破散熱極限；潮濕環(huán)境導致電氣部件銹蝕短路。

二、儲能系統起火的核心防范措施

防范需貫穿 “電池選型 - 系統設計 - 運行維護" 全鏈條，核心是阻止熱失控發(fā)生和控制熱失控蔓延。

1. 源頭控制：電池與核心部件選型

優(yōu)先高安全性電池：磷酸鐵鋰電池（熱失控溫度＞200℃）比三元鋰電池（熱失控溫度≈150℃）更安全，優(yōu)先用于大型儲能項目；固態(tài)電池（無液態(tài)電解液）是未來方向。

嚴格質檢：電池出廠前需通過針刺、擠壓、過充等安全測試（如國標 GB/T 36276），杜絕缺陷電池進入系統。

2. 系統設計：構建多層安全屏障

BMS 升級：采用高精度傳感器（監(jiān)測單體電壓、溫度、氣體濃度），搭載 AI 算法預測電池健康狀態(tài)（SOH），提前預警老化或異常；設置多級保護（如單體過壓→模塊斷電→系統停機）。

熱管理優(yōu)化：液冷系統（溫差控制在 ±2℃內）優(yōu)于風冷，適用于高功率場景；艙體設計獨立風道，避免電池艙與控制室、配電艙共用空間（防止火災蔓延）。

電氣安全強化：線纜選用阻燃材料（如低煙無鹵電纜），配置防雷接地裝置（沖擊接地電阻＜10Ω）；電池簇間設置防火隔墻（耐火極限≥1 小時），艙體采用防爆設計（泄爆壓力≤0.1MPa）。

3. 運行維護：動態(tài)監(jiān)控與風險干預

實時監(jiān)測：部署多維度預警系統 —— 溫度傳感器（每 2-3 節(jié)電池 1 個）、氣體探測器（監(jiān)測 CO、H2 等熱失控早期氣體）、紅外熱成像（監(jiān)測電池組表面溫差），數據實時上傳云平臺。

規(guī)范運維：制定充放電策略（如高溫時限功率、低溫時預熱）；定期巡檢（每月檢查 BMS 參數、線纜連接、散熱系統），退役電池需合規(guī)回收（避免拆解不當起火）。

早期干預：一旦監(jiān)測到異常（如溫度突升 5℃/min、CO 濃度＞50ppm），立即觸發(fā)冷卻系統（如噴淋阻燃液）、切斷電源，通過惰性氣體（如氮氣）抑制燃燒。

三、防止儲能系統起火的系統性解決方案

需結合技術創(chuàng)新、標準規(guī)范與管理機制，形成 “預防 - 預警 - 應急" 閉環(huán)：

1. 技術創(chuàng)新：從根源降低風險

電池材料革新：研發(fā)高阻燃電解液（添加磷酸酯類阻燃劑）、耐高溫隔膜（如芳綸材料），或無鈷電池（降低活性物質燃燒性）。

智能運維技術：基于數字孿生搭建儲能系統虛擬模型，模擬不同工況下的熱分布，提前預判潛在風險；無人機巡檢電池艙，替代人工近距離接觸。

2. 標準規(guī)范：明確全鏈條安全要求

強制標準落地：嚴格執(zhí)行《電化學儲能電站設計規(guī)范》（GB 51048）、《儲能電池安全標準》（IEC 62133），從設計（如防火間距）、施工（如絕緣測試）到驗收（如熱失控模擬試驗）全流程監(jiān)管。

分級管理機制：根據儲能容量（如＞100MWh）、電池類型（三元 / 磷酸鐵鋰）劃分風險等級，高風險項目需額外配置防爆墻、氣體滅火系統（如 FM-200）。

3. 應急響應：控制火災蔓延

預案與演練：制定 “3 分鐘預警 - 5 分鐘斷電 - 10 分鐘滅火" 的應急流程，定期聯合消防部門演練（使用干粉或惰性氣體滅火，禁止用水直接噴射電池，避免短路加?。?。

退役電池處理：建立儲能電池梯次利用標準（如用于低速車），報廢電池需由有資質企業(yè)拆解（避免電解液泄漏或電極短路）。