芯耀
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今天11月9日，是第32個全國消防日，消防安全因其對人民生命財產(chǎn)的重大影響而一直受到我國的高度重視。在我國一系列相關政策、規(guī)劃的引導下，城市、企業(yè)、消防隊站、學校、醫(yī)院等各類場所的智慧消防建設取得了顯著的發(fā)展。
然而，隨著社會的不斷發(fā)展，新的消防場景不斷涌現(xiàn)，其中，儲能已成為極為重要的消防安全新業(yè)態(tài)、新方向之一?！丁笆奈濉眹蚁拦ぷ饕?guī)劃》特別提到，要積極防范新業(yè)態(tài)新材料新風險，其中包括新型儲能設施。對此，我們應予以高度重視，對新型儲能設施的消防安全問題做出積極防范與應對。
近年來，儲能行業(yè)在全球范圍內(nèi)迅速崛起，成為許多國家的新興產(chǎn)業(yè)，包括中國、美國、日本、澳大利亞和歐洲國家。儲能系統(tǒng)被視為新型電力系統(tǒng)有效的調(diào)峰調(diào)頻、平滑波動手段和重要的備用資源。大力發(fā)展儲能對于提高光伏、風電等可再生能源的利用率，實現(xiàn)“雙碳”目標具有重要意義。
儲能技術是通過化學或物理的方法將電能儲存起來并在需要時釋放的相關技術及措施。主要包括機械儲能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能）、電化學儲能（鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池等）、電磁儲能（超導儲能、超級電容器）、氫儲能、熱儲能等類型。除了抽水蓄能外，其他都屬于新型儲能方式。
目前，中國的儲能仍以抽水蓄能為主，但新型儲能發(fā)展迅速，其影響力不容忽視。2022年，中國以電化學儲能為代表的新型儲能新增裝機達到了7.3GW/15.9GWh，市場規(guī)模占整個儲能市場的21.9%。預計到2025年，這一市場規(guī)模將超過1萬億元，新型儲能技術有望成為未來的主流儲能技術。
然而，隨著儲能行業(yè)的快速發(fā)展，儲能消防安全問題也不容忽視。公開數(shù)據(jù)顯示，在2017~2022年間，全球發(fā)生了60多起儲能安全事故。這些事故中，鋰離子電池引發(fā)的事故占比高達80%。此外，我國500kWh以上的儲能電站年火災事故發(fā)生率達0.6%，仍處于較高水平。這些事故主要是由于電池濫用（過充/放、外部短路）、機械濫用（擠壓、針刺）、熱濫用（過熱）等導致的單體電池熱失控，進而引發(fā)電池起火乃至儲能電站起火、爆炸的情況。
為了保障行業(yè)的安全發(fā)展，我國出臺了《電化學儲能電站安全規(guī)程》（GB/T42288-2022）。標準規(guī)定，電化學儲能電站應設置火災自動報警系統(tǒng)、消防給水系統(tǒng)、供暖排風與空調(diào)系統(tǒng)、自動滅火系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。電池室/艙內(nèi)應設置可燃氣體探測器、溫感探測器、煙感探測器，電池室/艙外應配置氣體濃度顯示和提示報警裝置。這些規(guī)定旨在保障電化學儲能電站的安全運行，以確保公眾的生命財產(chǎn)安全和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。
隨著全球雙碳目標共識和儲能行業(yè)的迅猛發(fā)展，作為儲能電站的主要動力源，新能源鋰電池產(chǎn)業(yè)備受矚目！但由于電池工作和儲存過程中的熱失控現(xiàn)象，會帶來嚴重的安全風險和消防事故。這就需要儲能電站的探測報警系統(tǒng)具有更強的早期探測、精準探測、降低誤報、高抗環(huán)境干擾能力等。
儲能安全傳感器解決方案
工采網(wǎng)多款傳感器非常適合應用于新能源電池儲能系統(tǒng)的安全防控檢測模組中，并針對動力電池熱失控進行監(jiān)控。
電池熱失控是指電池持續(xù)放熱的連鎖反應，導致電池組溫度急劇上升，進而引發(fā)電池燃燒事故的過程。熱失控有三個過程，誘發(fā)、發(fā)生到蔓延，其中引發(fā)熱失控的主要原因是過熱、過充、內(nèi)短路、碰撞等因素。
在鋰離電池熱失控早期，由于電池溫度、放電電壓、放電電流等特征識別參數(shù)的變化非常緩慢，通過現(xiàn)代 BMS 無法及早地監(jiān)測到電池故障，而此時電池內(nèi)部電化學反應會產(chǎn)生大量的氣體物質(zhì)，因此，利用氣體檢測傳感器來實現(xiàn)鋰離子電池熱失控早期預警是最有效的辦法。
從餅圖中可看出，電池在熱失控過程中產(chǎn)生這些主要氣體的組分構成非常類似，如圖所示 氣體成分主要為二氧化碳(CO2)、氫氣(H2)、一氧化碳(CO)，其余小部分氣體主要為小分子烴類物質(zhì)(CH4、C2H4等)。
工采網(wǎng)推薦的監(jiān)測模塊通過一氧化碳傳感器對新能源鋰電池的狀態(tài)進行實時監(jiān)測。當電池處于熱失控狀態(tài)時，電解液泄露揮發(fā)出的氣體，電池組短路產(chǎn)生的氣體以及電線過熱產(chǎn)生的焦糊味，這些異常情況就會被傳感器捕捉到，同時傳感器會根據(jù)動力電池熱失控模型向駕駛員發(fā)出熱失控預警，并結合預設的火災抑制裝置對鋰電池進行及時處置。
紐扣式一氧化碳傳感器TGS5141，該傳感器具有靈敏度高、可靠性好、壽命長等優(yōu)點，非常適用于電池熱失控檢測。
TGS5141-P00
TGS5141一氧化碳傳感器CO傳感器是費加羅研發(fā)的可電池驅(qū)動的電化學式傳感器，使用一個特殊的電極取代了儲水器，由于去除了TGS5042中使用的儲水器，TGS5141與TGS5042相比，其外形尺寸縮減到只有后者的10％大小。非常適用于高集成電子產(chǎn)品，對CO的靈敏度高、將CO濃度線性輸出，設計方便，自帶出廠預標定靈敏度系數(shù)，方便用戶使用與性能追溯，壽命長達10年以上。
而對于氫燃料電池，工采網(wǎng)推薦一款專門針對燃料電池泄漏H2檢測的可燃氣體傳感器TGS6814和TGS2616：
TGS2616是半導體原理傳感器，響應快速、功耗低、體積小，TGS2616為了消除酒精等大分子干擾氣體的影響而設置了過濾層，顯示出對氫氣極高選擇性的靈敏度特性。一般不帶過濾的傳感器都會受到干擾從而誤報，因此TGS2616非常適用于氫氣泄漏監(jiān)測。
同時推薦甲烷傳感器?CH4傳感器TGS6814，TGS6814是催化燃燒式的氣體傳感器,可以檢測100%LEL水平爆炸下限的甲烷氣體，亦可以檢測H2，此傳感器不但具有優(yōu)異的耐久性與快速響應能力，與此同時,線性輸出與輸出的高度穩(wěn)定性也是其主要特征。也可以用于檢測氫氣泄漏。
下載ECAD模型
