随着全球对可再生能源的依赖日益加深，模块化电池储能系统已成为工业领域的核心支柱，但锂离子电池可能引发的热失控——一种因内部温度失控上升导致的化学分解链式反应，甚至可能点燃相邻电池——对安全构成重大挑战。解决这一问题不仅关乎资产保护，还涉及全球运营连续智能合规性。工业级储能系统通常涉及数百千瓦时的高容量电池，安全事故可能引发灾难性火灾、设备损失及运营中断。模块化设计通过隔离故障模块，显著降低整体风险，结合严格的安全协议、先进监控和隔离系统，成为保护人员与资本投资的关键。
根据彭博新能源财经预测，到2030年全球工业电池储能市场将超过200吉瓦时，模块化储能因其可扩展性和安全性优势占据重要市场份额。亚太、欧洲和拉美等新兴市场正加速采用模块化储能，以提升电网可靠性和整合可再生能源。热失控的常见触发因素包括过充电或高电流充电、电池物理损伤、制造缺陷及热管理不足。2021年，美国某储能设施单模块发生热失控，模块化设计有效隔离事故，避免系统全面故障；欧洲某可再生能源项目则通过AI监控的先进电池管理系统（BMS），成功防止120千瓦时模块化电池发生热事件。
现代BMS实时监控每个模块的电压、温度和电流，结合预测分析技术，可识别早期不稳定信号，触发预防性关机或冷却。热管理策略包括液体冷却和空气冷却，前者通过循环冷却液吸收热量，适用于高密度模块，防止局部过热；后者成本效益高，适用于中型工业模块，确保温度均匀。防火与绝缘材料如陶瓷涂层、矿物棉及高温塑料可作为物理屏障，将热失控事件限制在单一模块内。AI系统通过分析历史和实时数据，检测异常模式并提前预警，与自动化BMS控制结合，构建强大的热失控防御体系。相比传统单体电池，模块化系统可隔离故障模块，避免系统性灾难，并支持单模块维护或替换，无需停机，降低运营风险。
行业安全标准包括UL 9540（储能系统与设备标准）、IEC 62619（二次锂电池安全要求），以及区域性规范，如美国的NEC 705.12指南、欧洲的EN 50549-1标准及亚太地区的本地电网规范。先进BMS、冷却系统和绝缘材料虽增加初始投资，但显著降低停机时间和保险成本。以500千瓦时模块化系统为例，增强型安全设计可降低运营风险、提升运行时间，并通过避免损失和能源套利实现投资回报。分析预计，安全模块化储能市场将以20-25%的年复合增长率增长，受到可再生能源普及和工业电气化的推动。新兴技术如固态电池、AI集成预测性维护及新一代热屏障材料将进一步提升安全性。
实施模块化储能的实用指南包括：部署前进行风险评估，整合AI赋能的BMS以实现预测性安全，采用模块化设计以提升可扩展性，并遵守区域与国际安全标准。以某537千瓦时工业储能系统为例，其包含3×179.2千瓦时模块化机架和1×250千瓦功率转换系统，配备AI监控、液体冷却和防火外壳，24个月无热失控事件，展现模块化安全优势。
模块化储能的安全创新——先进BMS、冷却策略、防火材料和AI预测系统——对防范热失控至关重要。通过结合技术设计、监管合规和运营最佳实践，全球工业运营商可实现性能与安全目标的双赢。关于热失控，需知其为电池温度失控上升，可能引发火灾或爆炸，模块化系统可有效隔离单一模块事故；BMS和AI监控通过实时追踪电压、温度和电流，预测并预防故障；相比传统单体电池，模块化系统因可隔离故障单元而更安全；国际标准如UL 9540、IEC 62619等为行业提供规范；企业可通过权衡初始投资与避免的停机、保险成本及能源套利收益，评估安全增强型储能系统的投资回报。
原文链接：
https://www.energycentral.com/energy-management/post/modular-energy-storage-safety-innovations-preventing-thermal-runaway-in-nyuP1lupQ3StdQk
作者：lance yan
本文已进行编译。
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