日前，由365光伏、365储能及智慧能源主办的“品牌强国·2021中国碳中和高峰论坛暨2021全球光伏20强、中国储能20强排行榜发布会”在杭州圆满举行。数十位行业领军人物齐聚现场，近300位业界同仁与会，围绕着双碳目标、市场发展及产品技术等话题进行了深入探讨，为能源企业如何规划发展方向及市场战略指明了方向。

先控捷联电气股份有限公司受邀参加论坛，公司研发中心总监李世伟以《锂电安全不容妥协》为主题，从锂电池的应用、储能安全、原因分析和措施等方面进行阐述，提供了锂电在储能应用的安全解决方案。

储能困境：锂电在储能应用中存在哪些隐患？

李世伟发言

在储能系统中，锂电池应用场景广泛，从用户侧储能角度来看，削峰填谷可为工业、企业节约大量电费，产生更高的收益。在发电侧、电网侧，可发挥调峰调频、消纳新能源、调整电能质量等功能，为整个电力系统创造更高的价值。

广泛应用的同时，也存在着一些安全隐患，储能电站的安全事故主要以火灾或爆炸事故为主，电池的安全应用成为储能系统技术研发的一线“焦点”。究竟，导致这类事故的主要原因何在？

起火和爆炸归根结底是一种能量形式的体现，从电池方面分析，首先，电芯过热失控，会对周边电芯产生热冲击；其次，电芯过热失控，会破坏周边电芯的电气绝缘，从而引发电池组的连锁反应；再者，电芯出现热失控后，不能及时脱离系统，导致事故进一步扩大即使消防系统介入，故障也难以得到有效抑制。

破除壁垒：如何提升储能系统的安全可靠性？

先控储能技术

当前，储能行业价格战愈演愈烈，“没有最低，只有更低”，非理性的比拼可能埋下产品质量隐患，因而引发安全问题。面对“劣币驱逐良币”的现象，先控电气坚持“安全至上，决不妥协”，从技术上下功夫，提高产品的核心竞争力。

一、单体电芯的选择

电芯的选择是安全的先决条件，目前市场上主流应用材料是三元锂和磷酸铁锂，经过两种材料的性能对比，我们选择了安全性能更高的磷酸铁锂。

锂电的安全性关键指标体现在两点：电池的产热速度和材料的化学分解速度。

从产热速度来看，热失控状态下，三元锂为200℃/S，磷酸铁锂为1℃/MIN。三元锂温升速度快，产生热失控后没有应急处理时间，而磷酸铁锂的温升特性，在发生热失控时，为触发外部应急动作争取了时间。

从化学分解速度来看，磷酸铁锂是700℃左右，三元锂是200℃左右，毋庸置疑，磷酸铁锂特性更加稳定，适用于储能系统。

二、电池模组的设计

目前，常见的PACK形式，大多是所有电芯紧密排布，电芯之间没有间隙，一旦某个单体电芯发生故障，内部热失控，会导致该电芯温度急剧上升、外壳热膨胀，因电芯间紧密排布，不但高温会传导至其他电芯，而且会破坏绝缘，造成不可防控的短路，进一步扩大了故障的影响面，导致整个系统的瘫痪。

先控在设计电池模组时，充分考虑到电芯之间的空隙问题，研发生产了一款热隔离绝缘支架。采用7mm间距固定相邻电芯，使各单体电芯之间具备良好的风冷通道，满足高倍率充放电的应用。在单体电芯热失控状态下，仍能保障热传导效率低于0.5%，并保障有效的电气绝缘，提升锂电系统的安全性。

三、电池系统管理

电池管理系统是储能系统的核心部件之一，可以保证单体电芯成组后在安全、寿命、放电能力等方面具有优良的性能。

先控在电芯管理方面，采用双向主动均衡控制技术，BMS采用三级架构管理，系统采用三层安全防控措施，多重监测、分级联动，在确保整个系统安全、高效运转的同时，还可有效弥补单体电芯因容量变化不一致对整个系统循环寿命的影响。

四、系统级应用

在系统级应用中，大多数PCS为非隔离性，在直流系统组网时，产生不隔离系统，单个电池簇发生故障，有可能引起直流母线及电池簇的故障连锁反应。

由此，先控采用组串式PCS应用方案，每个功率变换单元独立连接电池簇，避免了非隔离直流母线的产生，防止单个电池簇的故障导致的连锁反应，从而提高系统的稳定性。

实际应用中，仅需将一体式的PCS设备，调整为模块化设备，不仅可以有效防止故障的蔓延，还具备良好的扩展性和维护性，在中大功率不间断电源产品中得到了广泛的应用和认可。

包罗万象：先控技术在储能中的实际应用

锂电池系统

先控智能锂电系统集电芯、PACK、BMS及多重防控措施于一体，包含机架式、功率型、能量型三大系列，系统容量覆盖10Ah-280Ah，可应用于短时、高功率放电的后备电源如UPS和HVDC等场所，也可应用于长寿命、多循环的储能电源应用场所，还能够根据客户不同的的需求进行定制化服务。

先控锂电系统

多功能双向变流器（MPCS）

先控一体化多功能双向变流器（MPCS），产品功率覆盖50kW- 600kW，实现交、直流能量转换，并赋予更多的管理和控制功能，可并网运行、离网运行、并离网无缝切换、无功补偿，实现削峰填谷、不间断供电、动态增容及新能源一体化应用。

先控多功能双向变流器（MPCS）

静态发电机(GRES)

先控静态发电机（GRES）是将多功能PCS与储能电池集成在一起，形成新的标准化、系列化的产品，按照IP54的防护要求设计，温度范围从零下-20度到零上50度可正常使用，它配置了高性能的储能电池，可实现6000次的循环或10年以上的使用寿命，与市电、油机、新能源组合在一起，为负载提供综合保障。

先控静态发电机