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锂电安全事故警钟长鸣 韩国提出四大改善措施(附报告)

来源:SMQ点亮全球 | 作者:admin | 分类:分析 | 时间:2019-06-17 | 浏览:14789
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锂电网讯:自2018年5月以来,韩国储能行业发生了发生了23起严重火灾。最终,从2018年12月27日起政府着手调查事故原因,近5个月内储能设备都被要求停机以防止人员伤亡。LG化学公司、三星SDI公司和LS工业系统公司等储能企业由于政府多次推迟公布火灾原因而陷入经营危机。LG化学在今年第一季度总共损失了1200亿韩元,其他公司的利润也大幅下降。韩国整个储能行业估计已经遭受了2000亿韩元的损失。

包括学术界,研究机构,测试和认证机构等储能领域的19名专家组成调查小组,对23个事故现场的数据进行了分析,来自包括电力安全公司和韩国电力公司在内的9家机构的约90人参加了火灾原因测试,最终于2019年6月11日,韩国政府正式公布调查结果。

所有23起储能系统火灾事故中有14起在充电后发生, 6起发生在充放电过程中,3件是在安装和施工途中发生火灾。

据了解,2017年8月以后发生的ESS火灾事故23起事件中,锂电池制造商LG化学有12起,三星SDI有8起,其他厂商产品有3起。

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此外调查结果显示,在2017年初期LG化学生产的部分电池包发现了翻折和切断不良、活性物质涂层不良等制造缺陷,调查人员表示通过超180次的火灾重复试验证明,这种不良不会产生火灾,但可能会成为引起火灾的“间接”要素,如果长期使用仍然会很危险。

LG化学方面表示接受火灾事故原因调查委员会的调查结果:“2017年初期的产品发生过一些缺陷但并不是影响安全问题,后期都采取了改善措施,加强工程和设计改善、检查工程等,现在没有问题。”未来会对产品不良严加筛选,遵守相关安全管理要求。

此外,LG化学、SDI等储能企业业绩预计将于第三季度逐步恢复。


事故原因

事故调查结果的原因主要为四个方面:电击保护系统不良;运营操作环境管理不善;安装疏忽;储能系统集成控制(EMS,PCS)保护系统管理不善。

经验结果证实,当在电池系统外部触电由于短路引入的电池架保险丝保护方案(过电压,过电流)没有迅速切断短路电流的绝缘性能是由于DC接触器(直流接触器,第二次短路事故袭击了电池保护装置和电池保护装置外壳中的母线。

接地故障是由于转换器和地之间的绝缘劣化而在变压器或外部设备上出现电压或电流的状态。短路意味着过电流流过电触点的两端的现象。

对于安装在山区或海岸电池模块储能设施,大量灰尘会进入电池包和模块壳体造成击穿,接地部分并且可能会暴露在火中。

另外即使在安装过程中不小心,例如电池存放不良和接线错误,也有可能发生火灾。

以下翻译自报告测试内容:

1.    电池系统缺陷

部分电池存在翻折和切断不良、活性物质涂层不良等制造缺陷,经过180次实验证实未引发火灾。

为了确认电池安全性,电池系统段落试验结果显示,电池试验中,2个电池保护装置的直流接触器发生了爆炸或熔点。

通过物质检验分析,控制系统电压和温度偏差的BMS正常运转,电池完全充电后继续充电影响试验没有发生火灾。

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2.    电击保护系统不良

外部电力冲击等测试过程中,电池保护装置内多数部件受损,电池保护装置内的直流接触器爆炸。

PCS内部交流过滤器有碳化痕迹,表明电池收到了电冲击。经过反复动态试验结果显示电池保护装置内直流接触器如果绝缘性能下降,可能会发生火灾。

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假定PCS内部的交换元件损坏,直流、交流两端发生故障事故的实证结果显示, PCS断路器启动并没有发生火灾。

PCS的电磁波耐性测试试验中,多数产品超出了国际标准,确认了产品有足够的耐性。

3.    经营环境管理不足

根据将水分、粉疹、盐水等环境水分侵入电池系统测试,发现熔融痕迹,出现了绝缘性能下降,可能引起火灾。

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温差诱导影响电池保护装置的测试中,验证结果没有引起火灾

4.    储能系统管理不善

在事故现场调查、企业面谈调查及试验实证过程中,ESS的设计和运营将电池、PCS等组成品合并在一起,在系统层面上无法管理和保护。

BMS、PMS、EMS之间不具备信息共享,PCS和电池之间的保护系统、PCS故障修理后电池的异常、交流和直流感装置之间发生冲突等多种测试,证实多数综合管理体系不良。


改善措施

根据火灾事故调查结果,政府决定加强储能系统制造、安装和运行阶段的安全管理,并通过制定新的消防标准,实施全面的安全增强措施,提高火灾应对能力。预计新标准将于9月出台。

1、加强储能系统制造、安装阶段基于火灾的安全管理,通过建立消防标准加强消防的响应。

加强产品和系统安全管理,将大容量储能电池和储能变流器PCS作为主要部件加强储能系统安全管理。新的安全认证标准会要求,电池生产过程中将把电池缺陷作为安全确认项目进行检验管理,并且新的标准还计划把PCS安全认证容量范围从目前的100kW提到1MW,到2021年增加到2MW。


2、增加安装限制条件,例如室外建筑安装和强制安全措施。修订后的储能系统标准在室内安装容量上限600kWh,室外安装则规定要在独立的建筑物中以提高安全性。

此外新的标准还可能还包含漏电保护、过电压保护、过流保护、增加阻止电池过充保护器,以及制造商建议的电池室的温度、湿度和灰尘管理等内容。

另外监测管理也将进一步加强,如果检测到异常信号(过电压、过电流、短路、温度升高等),需通知管理员并紧急停止系统。此外还必须将储能系统操作记录(如电池电压、电流、温度状态等)保存在安全的地方,以便后续顺利确定事故原因。


3、增加安全运营管理阶段的检查,检查周期由4年缩短至1~2年,电气安全公司及相关公司呀计划进行联合检查以提高效率。


4、加强灭火标准等火灾应对能力标准制定。计划修订消防法、建立专门的储能系统消防安全标准,制定储能灭火的标准操作程序(SOP)等。除了常见的安全措施外,还应在停机操作期间对室内安装的设施采取其他措施,如安装防火墙何确保间隔距离,对于极易影响人员伤亡的储能设施,消防局将进行特殊检查,必要时实施室外搬迁等安全措施,以确保安全。

韩国工业部解释说,实施安全措施的成本应由业主和储能企业承担,但是安装防火墙等其他安全措施,政府会支持部分费用。另外,消防特别调查的后续费用将由调查结果决定,计划今后与业界分摊费用。


附报告原文:

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