戶用儲能出海持續(xù)加速，安全性能如何保障？

根據(jù)終端用戶的不同，用戶側(cè)儲能可以分為戶用儲能和工商業(yè)儲能。其中，戶用儲能的市場主要在海外，國內(nèi)戶用儲能仍在示范階段，只有少部分高端別墅有所應(yīng)用。

不過，雖然我國儲能企業(yè)在終端產(chǎn)品市場上所占的市場份額相對較小，但在儲能鋰電池、儲能變流器等儲能產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中具有強勁的競爭力。受益于海外市場的快速發(fā)展，中國儲能企業(yè)出海也在持續(xù)加速。

戶用儲能是一種在家庭或住宅環(huán)境中使用的儲能系統(tǒng)（通常是電池儲能系統(tǒng)），其主要目的是存儲電能以供日常用電或在需要時使用。

戶用儲能系統(tǒng)可以與太陽能光伏電池板或風(fēng)力發(fā)電機等可再生能源系統(tǒng)結(jié)合使用，系統(tǒng)將電力轉(zhuǎn)化為直流電并存儲在電池中，需要時再轉(zhuǎn)換為交流電供家庭使用。

戶用儲能系統(tǒng)產(chǎn)品包括一體機和分體式。

一體機：一體機是將光伏逆變器、蓄電池和控制器置于內(nèi)部的集成一體系統(tǒng)，一般有太陽能優(yōu)先模式、AC（市電）優(yōu)先模式、SE 優(yōu)先模式（錯峰用電模式）三種工作模式。

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分體式：戶用分體機電池與逆變器分開安裝，用戶根據(jù)自身需求匹配戶用儲能逆變器，另外可匹配開關(guān)電源或逆變器作為備用電源使用。一般包括混合式家庭光伏+儲能系統(tǒng)、耦合型家庭光伏+儲能系統(tǒng)、離網(wǎng)型家庭光伏+儲能系統(tǒng)、光伏儲能能源管理系統(tǒng)四種類型。

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無論一體式還是分體式，儲能電池都是其中不可缺少的一部分。

儲能看似重在儲存，但其后的電池管理同樣重要。

完整的電化學(xué)儲能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、儲能變流器（PCS）以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。

目前，磷酸鐵鋰電池因高安全性、長循環(huán)壽命等特點，相較于三元鋰電池，更符合儲能電池的設(shè)計需求，是儲能電池的主流發(fā)展路線。

在整個儲能電站的系統(tǒng)中，磷酸鐵鋰電池扮演的是最基礎(chǔ)的單元，是整個系統(tǒng)的基石；在此之上是由電池串聯(lián)而成電池模組；一般兩個模組串聯(lián)又生成一個電池PACK；在PACK之上是電池簇，電池簇由電池PACK串接而成，堆疊在電池架之上，布置在電池艙內(nèi)。

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電池系統(tǒng)中，當(dāng)電池產(chǎn)生的熱量高于它可以消散的熱量時，熱量進一步積累，可能引發(fā)爆炸和氣體釋放，導(dǎo)致火災(zāi)。電池管理系統(tǒng)（BMS）則負責(zé)對電池進行狀態(tài)感知、均衡管理和安全保護，通過實時監(jiān)控電池電壓、電流、溫度等，實現(xiàn)對電池的均衡管理、熱管理、故障報警等功能。

不同于汽車的電池管理系統(tǒng)的是，儲能系統(tǒng)更復(fù)雜、龐大，充放電深度更深，壽命周期更長，儲能BMS需要應(yīng)對更復(fù)雜的能量管理體系。

目前，針對電池?zé)崾Э剡^程中電流、電壓、內(nèi)阻、內(nèi)部壓力和表面溫度等都會出現(xiàn)明顯變化的特點，電池狀態(tài)監(jiān)測和熱失控預(yù)警系統(tǒng)主要是基于這些信號進行實時監(jiān)測和預(yù)警。然而，這些參數(shù)在熱失控初期變化較小，難以實現(xiàn)對熱失控行為的早期預(yù)警。

在鋰離子電池?zé)崾Э剡^程中，其內(nèi)部會由于化學(xué)/電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生O₂、H₂、碳氧化合物(CO₂、CO)、碳氫化合物(C₂H₄、CH₄等)以及氟類氣體(HF等)等特征氣體，因此可以通過檢測釋放的氣體組分和濃度對電池?zé)崾Э匦袨檫M行監(jiān)測和早期預(yù)警，從而提升電池安全性。

大量研究表明，在發(fā)生熱失控前，電池運行的溫度、電壓、電流等參數(shù)變化及電池模組釋放的氣體種類、濃度大小等相關(guān)表征指標(biāo)，可以成為開展鋰電池儲能電站安全預(yù)警的重要依據(jù)。從理論上講，氣體檢測具備更精準、更靈活等性能優(yōu)勢，實現(xiàn)更強安全性、更高效運維。

電池包/組的整體熱失控往往是由單體電芯熱失控引發(fā)的，對于更小電池單元熱失控進行監(jiān)測，將為事故處理和人員撤離贏得寶貴的時間。

儲能電站應(yīng)pack級別預(yù)警（圖源網(wǎng)絡(luò)）

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