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如何确保高压电池的安全?

新闻2025-10-20

在储能系统中,高压(HV)电池是指额定电压在 90V-1000V 之间的电池。更高的电压可为高需求场景带来更强的储能和供电能力,但同时也带来了更高的安全风险。

确保高压蓄电池安全是一项系统性、多层次的任务。除了高压控制箱、BMS 和安全设备等基本措施外,定制的储能集成柜也发挥着关键作用。 以下是核心安全措施的详细分类。

正确的电池组结构和专用高压控制盒

高压蓄电池以蓄电池组(通常为 5-11 个串联模块)的形式运行,以满足大功率负载需求(如商业和工业电源、公用事业级太阳能储能)。每个电池组都配有一个专用的高压控制箱,作为电池组安全的 "指挥中心":

(1) 实时调节充放电电流和电压,避免异常波动。

(2) 集成了过流、过压和短路保护继电器,可在发生危险(如突然电流激增)时自动切断电路。

(3) 监控每个群组,防止故障从一个群组传播到整个系统。

定制储能集成柜

UE 为不同容量的机柜量身定制: 

小号/中号 户外橱柜 (商用/工业用 50 千瓦时-225 千瓦时),配备智能空调散热系统。

20 英尺/40 英尺集装箱式系统 (用于大型公用事业/微电网项目),集热能管理、防火和结构安全于一体。

这些机柜是现场安全的 "最后一道防线",具有以下功能 主要特点 包括

(1) 空调与通风

高压电池在充电/放电过程中会产生大量热量;过高或不均匀的温度会加速电池老化并引发热失控。因此,智能温度控制对储能系统的安全性至关重要。

空调系统负责内部环境的冷却和除湿。通风系统负责排出机柜内的热空气,并用外部空气或内部循环取代,以防止内部温度过高。

(2) 快速灭火系统

灭火系统主要由 HFC-227ea 灭火装置、泄压装置、气体灭火控制器、烟雾探测器等组成,具有自动抢险、自动监测、自动灭火等功能。

该装置反应迅速,可在 5 秒内进行针对性灭火,迅速冷却电池并阻断燃烧链反应,实现物理和化学双重灭火措施。

(3) 坚固的机柜结构

IP65/IP54 防水防尘等级:机柜主体由 2 毫米厚的镀锌钢(带防腐涂层)制成,门缝处配有橡胶垫,可保护内部电池免受雨水、灰尘和潮湿的侵袭。

抗冲击和防倾倒:加固的钢框架和底座锚固件使机柜能够承受意外碰撞(如现场施工撞击)和强风(最高可达 12 级)。

防爆设计:机柜顶板或侧板装有泄爆阀--如果内部压力因热失控释放气体而急剧上升,泄爆阀会打开释放压力,避免机柜破裂。

(4) 紧急按钮

机柜外部安装了一个醒目的红色 ESD 按钮;按下按钮后,可在 0.5 秒内切断集群的所有电源输入/输出,以便现场人员在紧急情况下迅速停止操作。

核心保护部分 - BMS

BMS 是整个高压储能系统的 "大脑"。有了 三重储能 BMS 结构 (电池单元-电池组-电池系统),可以更好地确保储能系统的安全性。

- 电池管理单元(BMU):收集单体电池电压/温度、计算电池状态并控制平衡/热管理。

- 电池组管理系统(BCMS):收集电池组电压/电流、进行绝缘测试并控制继电器/风扇。

- BAMS(电池系统管理系统):显示数据、实时监控、识别异常并实现远程报警/诊断。

综合安全设备

为了提高安全性,高压储能系统还配备了与电池组协同工作的安全装置:

  • 基本电气保护:电池汇流箱(带高压保险丝)和断路器,用于隔离故障模块和阻断异常电流,防止热失控触发。
  • DC/DC 模块:将直流电调节到稳定的范围,确保为内部组件(如 BMS、控制盒)提供稳定的电源,并防止过载引起的损坏。
  • 电源转换系统 (PCS):稳定电池与电网之间的电力输入/输出,消除可能损坏电池结构的电压尖峰。
  • 自动转换开关 (ATS):在电网断电或出现异常时,可在 0.1 秒内切换电源,避免电流倒流或电池长时间过度放电。

结论

随着商业、工业和公用事业规模应用对储能的需求不断增加,企业和项目运营商不再仅仅关注高能量输出,他们越来越重视整个能源系统的安全性、可靠性和可持续性。

因此,确保高压 (HV) 电池的安全绝不是一项单一的措施,而是贯穿于系统设计、配置和日常运行各个阶段的全面承诺。

对于 UE 来说,这一承诺就是根据不同场景的独特要求量身定制解决方案。通过将安全融入项目生命周期的每个阶段,我们使您能够释放高压电池的全部能量潜力,同时主动降低风险。

在 UE,我们的目标不仅仅是提供安全的高压电池系统:我们还提供必要的稳定性和信心,即使在苛刻的条件下,也能保证您的能源运营顺利进行--帮助您在当前和长期的性能和保护之间取得平衡。