寧德時(shí)代總工程師許金梅：打造鋰電儲(chǔ)能極致安全

　　11月10日，在2023世界儲(chǔ)能大會(huì)，寧德市時(shí)代新能源科技股份有限公司總工程師許金梅指出，儲(chǔ)能做到極致安全，可以用工程視角用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法論量化。

　　目前全球大型儲(chǔ)能電站超過5000座，著火事故70多起，火災(zāi)率高達(dá)1.52%。其中，中國(guó)建成770座，在運(yùn)行約400多座，公開報(bào)道的火災(zāi)約3例。電化學(xué)儲(chǔ)能的安全已成為行業(yè)發(fā)展的瓶頸和痛點(diǎn)。

　　許金梅指出，當(dāng)下鋰電應(yīng)用場(chǎng)景越來越多，不同場(chǎng)景安全要求不一樣，如高溫高壓、沿海高鹽霧、強(qiáng)風(fēng)沙多粉塵、高海拔，差異巨大。加上鋰電儲(chǔ)能設(shè)計(jì)直流交流交互復(fù)雜、零部件眾多，失效機(jī)理眾多。比如，高海拔電站氣體更稀薄，也有更高絕緣耐壓要求，冷卻中更弱的熱傳導(dǎo)，即使是同樣的集裝箱內(nèi)部設(shè)計(jì)核心完全不同。甚至PCS的共模電壓也會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生不可估量安全的影響。

　　不過，儲(chǔ)能安全并非不可實(shí)現(xiàn)。以汽車行業(yè)為鑒，隨著全球汽車行業(yè)IATF 16949質(zhì)量管理體系不斷完善，搜集客戶經(jīng)驗(yàn)，與核心供應(yīng)商互動(dòng)迭代，汽車質(zhì)量水平出現(xiàn)巨大提升，可靠性得到明顯改善，值得儲(chǔ)能行業(yè)借鑒。

　　許金梅認(rèn)為，安全成本是無價(jià)的，底線是有價(jià)的，即可以計(jì)算。儲(chǔ)能火災(zāi)事故率大概千分之13-15，以GW級(jí)別投資電站單站來計(jì)算，安全系數(shù)可以量化，甚至簡(jiǎn)單到只用加減乘除法。

　　許金梅指出，儲(chǔ)能要建立專用質(zhì)量管理體系，需分四步走：

　　第一步，首先設(shè)定安全目標(biāo)，通過概率安全分析、運(yùn)營(yíng)監(jiān)控，安全容忍度、安全技術(shù)、測(cè)試驗(yàn)證。比如根據(jù)不同場(chǎng)景確認(rèn)多少個(gè)電站、每年發(fā)生多少故障，層層分解到每一天制造、設(shè)計(jì)、測(cè)試、運(yùn)維工程師每一步做什么。

　　第二步，根據(jù)不同場(chǎng)景匹配適用目標(biāo)設(shè)定的核心安全技術(shù)。面向儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期應(yīng)用場(chǎng)景及系統(tǒng)高電壓化，針對(duì)交流側(cè)，開展并網(wǎng)性能實(shí)證、高壓故障安全;推導(dǎo)到直流側(cè)，建立電池系統(tǒng)多級(jí)安全防護(hù)。其中熱電耦合，在模擬熱失控中，通常有高溫?zé)煔�、可燃，更可怕的是低壓線束產(chǎn)生火花。不僅要關(guān)注電池安全，還要關(guān)注次生安全。

　　第三步，實(shí)現(xiàn)安全風(fēng)險(xiǎn)的概率計(jì)算，即安全分級(jí)依據(jù)。常規(guī)設(shè)計(jì)擊穿電壓實(shí)驗(yàn)中，識(shí)別系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié);優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)備重要程度進(jìn)行分級(jí)，這個(gè)過程并不需要把所有零部件都囊括;最后實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制產(chǎn)品。

　　第四步，優(yōu)化儲(chǔ)能鑒定體系。

　　通過上述四步，最后進(jìn)行產(chǎn)品的平衡，運(yùn)維階段持續(xù)監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)，學(xué)會(huì)做減法，技術(shù)會(huì)帶來額外的經(jīng)濟(jì)收益。

　　許金梅表示，“其實(shí)做電池的人不懂電網(wǎng)到底怎么用，電網(wǎng)的人也不知道電池使用的邊界在哪里，這是我們建大實(shí)驗(yàn)室的初衷和目的，并不主要集中直流側(cè)。測(cè)試完以后，才知道防護(hù)哪里，也可以知道哪里的防護(hù)無效。”

　　據(jù)悉，寧德時(shí)代持續(xù)在技術(shù)研發(fā)方面發(fā)力，在寧德、溧陽(yáng)、上海、廈門以及德國(guó)慕尼黑設(shè)立了五大研發(fā)中心。同時(shí)，公司也擁有電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)國(guó)家工程研究中心、福建省鋰離子電池企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)(CNAS)認(rèn)證的測(cè)試驗(yàn)證中心，設(shè)立了“博士后科研工作站”“福建省院士專家工作站”等。

　　文/楊倩

　　來源/儲(chǔ)能嚴(yán)究院