1T/HEBQIA××××—2025電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)與防火技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)（以下簡稱“儲(chǔ)能系統(tǒng)”）全生命周期的安全設(shè)計(jì)與防火技術(shù)要求，包括設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行與維護(hù)、退出使用、廢舊電池處理等環(huán)節(jié)。本文件適用于新建、改建或擴(kuò)建的鋰離子電池、液流電池等儲(chǔ)能系統(tǒng)，單個(gè)防火分區(qū)或預(yù)制艙式額定能量不低于20kWh的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，其他類型或混合類型的儲(chǔ)能系統(tǒng)可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T36547電化學(xué)儲(chǔ)能電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定GB55037建筑防火通用規(guī)范GB50116火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范UL9540A電池儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控火災(zāi)傳播評估測試方法IEC62933-5-2并網(wǎng)電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)安全要求3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)由電池系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)及相關(guān)輔助設(shè)施組成，通過電化學(xué)方式實(shí)現(xiàn)電能存儲(chǔ)和釋放的系統(tǒng)。3.2熱失控電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)失控，導(dǎo)致溫度急劇升高并釋放大量熱量和氣體的現(xiàn)象。3.3防火單元采用耐火極限不低于2h的防火隔墻、樓板及其他防火分隔設(shè)施分隔而成，能在一定時(shí)間內(nèi)延緩火災(zāi)蔓延的局部空間。T/HEBQIA××××—202524安全設(shè)計(jì)要求4.1總體設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)應(yīng)遵循安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、生態(tài)環(huán)保的原則。4.1.1選址要求4.1.1.1鋰離子電池設(shè)備間：a)禁止設(shè)置在人員密集場所，如商場、學(xué)校、醫(yī)院等，以避免人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)。b)禁止設(shè)置在地下或半地下空間，以防止火災(zāi)或爆炸時(shí)人員逃生困難，并降低火災(zāi)蔓延風(fēng)險(xiǎn)。c)應(yīng)選擇通風(fēng)良好、遠(yuǎn)離易燃易爆物品的區(qū)域，并確保具備足夠的消防通道和救援空間。4.1.1.2液流電池系統(tǒng)：a)應(yīng)具備漏液報(bào)警功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測電解液泄漏情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)。b)應(yīng)配備緊急停機(jī)功能，在發(fā)生泄漏或其他緊急情況時(shí)，能夠迅速切斷電源，防止事故擴(kuò)大。4.1.2環(huán)境適應(yīng)性儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備良好的環(huán)境適應(yīng)性，能夠在高溫、低溫、潮濕等惡劣環(huán)境下安全運(yùn)行，并采取相應(yīng)的防護(hù)措施，如溫控系統(tǒng)、防水防潮設(shè)計(jì)等。4.1.3生態(tài)環(huán)保：4.1.3.1儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)采用環(huán)保材料，并考慮其全生命周期對環(huán)境的影響，包括生產(chǎn)、使用和報(bào)廢處理等環(huán)節(jié)。4.1.3.2鼓勵(lì)使用可再生能源為儲(chǔ)能系統(tǒng)供電，推動(dòng)綠色能源發(fā)展。4.2電池系統(tǒng)4.2.1熱失控防護(hù)4.2.1.1溫度監(jiān)測：a)電池模塊應(yīng)配置高精度溫度傳感器，覆蓋全部電池單體及連接端子，實(shí)時(shí)監(jiān)測電池溫度分布，確保溫度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。b)溫度傳感器應(yīng)具備自檢功能，定期進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，確保其正常工作。4.2.1.2均衡技術(shù)：a)采用主動(dòng)均衡或被動(dòng)均衡技術(shù)，防止電池單體之間出現(xiàn)電壓失衡，避免過充、過放現(xiàn)象發(fā)生。b)主動(dòng)均衡技術(shù)：通過能量轉(zhuǎn)移的方式，將電量從電壓高的電池單體轉(zhuǎn)移到電壓低的電池單體，實(shí)現(xiàn)電池組電壓均衡。c)被動(dòng)均衡技術(shù)：通過電阻放電的方式，將電壓高的電池單體電壓降低到與電壓低的電池單體一致，實(shí)現(xiàn)電壓均衡。4.2.1.3熱管理措施：a)配備高效的熱管理系統(tǒng)，如液冷系統(tǒng)、風(fēng)冷系統(tǒng)等，及時(shí)帶走電池運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量，控制電池溫度在安全范圍內(nèi)。b)定期檢查和維護(hù)熱管理系統(tǒng)，確保其散熱性能良好。4.2.1.4熱失控預(yù)警：電池管理系統(tǒng)應(yīng)具備熱失控預(yù)警功能，通過分析溫度變化趨勢、電壓波動(dòng)等參數(shù)，提前識(shí)別潛在的熱失控風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。34.2.2電氣安全4.2.2.1保護(hù)裝置：a)電池簇應(yīng)設(shè)置過壓、欠壓、過流、短路保護(hù)裝置，確保在異常情況下能夠迅速切斷電源，防止電池?fù)p壞或引發(fā)安全事故。b)保護(hù)裝置應(yīng)具備快速響應(yīng)能力，并定期進(jìn)行校驗(yàn)和測試，確保其可靠性。4.2.2.2絕緣性能：電池系統(tǒng)的絕緣電阻應(yīng)符合GB/T36547標(biāo)準(zhǔn)要求，并定期進(jìn)行絕緣測試，防止絕緣失效導(dǎo)致漏電或短路。4.2.2.3電纜連接：a)電纜連接應(yīng)采用防火封堵材料進(jìn)行密封，防止火災(zāi)蔓延。b)電纜應(yīng)具備良好的耐高溫、耐腐蝕性能，并遠(yuǎn)離熱源和易燃物品。4.2.2.4接地保護(hù)：儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備完善的接地保護(hù)系統(tǒng)，確保設(shè)備外殼接地良好，防止觸電事故發(fā)生。4.3系統(tǒng)集成4.3.1防火分區(qū)4.3.1.1鋰離子電池預(yù)制艙：a)應(yīng)采用單層布置方式，避免多層堆疊帶來的安全隱患。b)單個(gè)防火單元內(nèi)電池額定能量之和不宜超過10MW?h，以控制火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。c)艙體之間應(yīng)保持足夠的防火間距，具體間距應(yīng)符合表1的規(guī)定，并與站外建（構(gòu)）筑物間距符合GB55037標(biāo)準(zhǔn)要求。4.3.2消防聯(lián)動(dòng)4.3.2.1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)：電池管理系統(tǒng)應(yīng)與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測電池艙內(nèi)的煙霧、溫度等參數(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)4.3.2.2滅火系統(tǒng)：a)配備高效滅火系統(tǒng)，如氣體滅火系統(tǒng)、細(xì)水霧滅火系統(tǒng)等，能夠在火災(zāi)發(fā)生時(shí)迅速撲滅火焰。b)滅火系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)啟動(dòng)和手動(dòng)控制功能，并定期進(jìn)行維護(hù)和測試，確保其可靠性。4.3.2.3分級(jí)報(bào)警與響應(yīng)：電池管理系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置分級(jí)報(bào)警機(jī)制，并根據(jù)不同報(bào)警級(jí)別采取相應(yīng)的應(yīng)急措施：a)一級(jí)報(bào)警（早期預(yù)警）：1)300ms內(nèi)停機(jī)并斷開充放電回路，防止事故擴(kuò)大。2)啟動(dòng)冷卻系統(tǒng)，降低電池溫度。b)二級(jí)報(bào)警（火災(zāi)隱患）：1)降低電池功率輸出，減少熱量產(chǎn)生。2)啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，排除煙霧和熱量。c)三級(jí)報(bào)警（火災(zāi)發(fā)生）：1)啟動(dòng)滅火系統(tǒng)，迅速撲滅火焰。2)啟動(dòng)排煙系統(tǒng)，排除有毒氣體。T/HEBQIA××××—202545防火技術(shù)措施為有效預(yù)防和應(yīng)對儲(chǔ)能系統(tǒng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，需采取全面的防火技術(shù)措施。5.1火災(zāi)探測系統(tǒng)5.1.1探測器配置5.1.1.1鋰離子電池艙：a)氣體探測器：1)配置H2（氫氣）和CO（一氧化碳）氣體探測器，實(shí)時(shí)監(jiān)測電池?zé)崾Э剡^程中產(chǎn)生的可燃和有毒氣體。2)探測器應(yīng)具備高靈敏度，能夠在氣體濃度達(dá)到爆炸下限或毒性閾值前及時(shí)報(bào)警。b)溫感探測器：1)布置在電池模塊內(nèi)部、電池簇之間以及電池艙頂部，監(jiān)測電池溫度變化趨勢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常溫升。c)煙感探測器：1)安裝在電池艙頂部和通風(fēng)管道內(nèi)，監(jiān)測煙霧濃度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期火災(zāi)跡象。d)液流電池室：1)重點(diǎn)配置H2探測器，因?yàn)橐毫麟姵仉娊庖盒孤┛赡軐?dǎo)致氫氣積聚，引發(fā)爆炸風(fēng)險(xiǎn)。2)可根據(jù)實(shí)際情況，配置溫感或煙感探測器作為補(bǔ)充。5.1.1.2探測器布置：a)單個(gè)電池模塊宜單獨(dú)配置探測器，實(shí)現(xiàn)對每個(gè)模塊的精準(zhǔn)監(jiān)測，提高火災(zāi)預(yù)警的及時(shí)性和準(zhǔn)確b)探測器應(yīng)均勻分布在電池艙內(nèi)，確保無監(jiān)測死角。5.1.1.3特殊要求：所有探測器應(yīng)滿足電磁兼容和防爆要求，以適應(yīng)儲(chǔ)能系統(tǒng)復(fù)雜的電磁環(huán)境和潛在爆炸風(fēng)險(xiǎn)。5.1.2報(bào)警顯示5.1.2.1集中顯示與報(bào)警：a)在電池艙外和值班室設(shè)置氣體濃度顯示裝置，實(shí)時(shí)顯示H2、CO等氣體濃度值。b)配備聲光報(bào)警裝置，當(dāng)氣體濃度或溫度超過設(shè)定閾值時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒人員采取應(yīng)急措施。5.1.2.2手動(dòng)控制裝置：a)手動(dòng)報(bào)警按鈕應(yīng)設(shè)置在電池艙出入口、通道等明顯位置，方便人員發(fā)現(xiàn)火情時(shí)及時(shí)報(bào)警。b)緊急啟停按鈕應(yīng)設(shè)置在便于操作的位置，例如電池艙入口處或值班室內(nèi)，確保在緊急情況下能夠快速啟動(dòng)或關(guān)閉滅火系統(tǒng)。5.1.2.3報(bào)警信息整合：a)火災(zāi)探測系統(tǒng)應(yīng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)的中央監(jiān)控系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息的集中管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控。b)報(bào)警信息應(yīng)包含氣體濃度、溫度、煙霧濃度等參數(shù)，并提供故障報(bào)警功能，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)故障。5.2滅火系統(tǒng)5.2.1滅火劑選擇T/HEBQIA××××—202555.2.1.1鋰離子電池艙：優(yōu)先選擇全氟己酮或七氟丙烷等潔凈氣體滅火系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：a)滅火效率高，對電池火災(zāi)有良好的抑制效果。b)對電氣設(shè)備無腐蝕性，不會(huì)對電池造成二次損害。c)潔凈無殘留，環(huán)保性能好。考慮使用細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：a)滅火同時(shí)具備冷卻功能，有效防止復(fù)燃。b)用水量少，對電氣設(shè)備影響小。5.2.1.2液流電池系統(tǒng)：應(yīng)配置抗溶性泡沫滅火劑，能夠有效撲滅電解液火災(zāi)，并防止其復(fù)燃。5.2.1.3滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)：a)滅火系統(tǒng)的最小保護(hù)單元宜為電池模塊，確保每個(gè)模塊都能得到有效保護(hù)。b)噴頭或探火管應(yīng)覆蓋每個(gè)電池模塊，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)滅火。5.2.2冷卻措施5.2.2.1持續(xù)降溫：a)結(jié)合水噴霧或細(xì)水霧系統(tǒng)，在滅火后持續(xù)對電池艙進(jìn)行降溫，防止電池復(fù)燃。b)冷卻時(shí)間應(yīng)根據(jù)電池容量、熱失控程度等因素確定，確保電池溫度降至安全范圍。5.2.2.2滅火劑噴射參數(shù)：a)滅火劑的噴射時(shí)間和濃度應(yīng)符合GB50116標(biāo)準(zhǔn)要求，確保滅火效果。b)定期對滅火系統(tǒng)進(jìn)行測試和維護(hù)，確保其噴射參數(shù)準(zhǔn)確可靠。5.3防火隔離5.3.1防火墻與隔墻5.3.1.1耐火極限要求：a)防火隔墻的耐火極限不應(yīng)低于2小時(shí)。b)防火墻的耐火極限不應(yīng)低于3小時(shí)，對于甲、乙類場所，防火墻的耐火極限不應(yīng)低于4小時(shí)。5.3.1.2電纜橋架與管道穿墻處理：在電纜橋架、管道穿墻處，應(yīng)采用防火封堵材料進(jìn)行密實(shí)填充，防止火勢通過電纜或管道蔓延。5.3.2材料要求5.3.2.1艙內(nèi)材料：a)艙內(nèi)裝修材料和保溫材料的燃燒性能等級(jí)不應(yīng)低于A級(jí)，即不燃材料。b)避免使用易燃、可燃材料，降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。5.3.2.2預(yù)制艙外殼：預(yù)制艙外殼應(yīng)采用不燃材料，如鋼板等，提高整體防火性能。5.3.2.3其他材料：a)電纜應(yīng)采用阻燃電纜，并采取防火保護(hù)措施。b)電池模塊外殼應(yīng)具備一定的阻燃性能。6試驗(yàn)方法與檢驗(yàn)規(guī)則T/HEBQIA××××—202566.1熱失控試驗(yàn)按照UL9540A進(jìn)行電池模塊、簇級(jí)熱失控測試，評估火災(zāi)傳播風(fēng)險(xiǎn)。測試內(nèi)容包括氣體生成量、燃燒速度、壓力變化等，確保系統(tǒng)在熱失控后能有效控制火勢。6.2滅火系統(tǒng)有效性測試模擬火災(zāi)場景，驗(yàn)證滅火系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、滅火劑覆蓋范圍及降溫效果。測試應(yīng)在全尺寸電池艙內(nèi)進(jìn)行，記錄滅火時(shí)間和復(fù)燃情況。6.3驗(yàn)收檢驗(yàn)系統(tǒng)投運(yùn)前應(yīng)進(jìn)行消防驗(yàn)收，包括火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、防火封堵等項(xiàng)目的測試。驗(yàn)收合格后方可并網(wǎng)運(yùn)行。7運(yùn)行與維護(hù)7.1日常運(yùn)維7.1.1狀態(tài)監(jiān)測：實(shí)時(shí)監(jiān)測電池電壓、電流、溫度、氣體濃度等參數(shù)，定期進(jìn)行電池健康狀態(tài)評估。發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)或隔離故障單元。7.1.2設(shè)備檢查：每月檢查消防設(shè)備、通風(fēng)系統(tǒng)、電氣連接等，確保其正常運(yùn)行。每季度進(jìn)行一次全面安全檢查，包括防火封堵、接地電阻等。7.2應(yīng)急預(yù)案7.2.1應(yīng)急演練：每年至少組織一次消防演練，模擬火災(zāi)場景，檢驗(yàn)應(yīng)急響應(yīng)流程和設(shè)備有效性。演練應(yīng)覆蓋報(bào)警、疏散、滅火、救援等環(huán)節(jié)。7.2.2事故處置：制定詳細(xì)的事故處置方案，明確各崗位責(zé)任。發(fā)生火災(zāi)時(shí)應(yīng)立即切斷電源，啟動(dòng)滅火系統(tǒng)，并通知消防部門。8退出使用與廢舊電池處理8.1退出流程儲(chǔ)能系統(tǒng)退出使用前，應(yīng)進(jìn)行放電至安全電壓，斷開所有電氣連接。退役電池應(yīng)進(jìn)行安全評估，符合條件的可梯次利用，否則應(yīng)按危險(xiǎn)廢物處理。8.2廢舊電池存儲(chǔ)廢舊電池應(yīng)存放在通