基于LG Chem的BMS，系統(tǒng)級(jí)稱(chēng)為電池保護(hù)單元（BPU）。APS無(wú)法通過(guò)設(shè)計(jì)去改變系統(tǒng)的硬件或軟件的設(shè)置，這就意味著電芯、模組和電池簇的正常工作條件已經(jīng)由LG Chem設(shè)計(jì)的BMS和BPU定義好了，在項(xiàng)目建成投運(yùn)后也并未更改。因此，電芯層級(jí)的電壓平衡和電流調(diào)節(jié)是LG Chem BMS的責(zé)任。APS可以要求系統(tǒng)在其設(shè)計(jì)范圍內(nèi)執(zhí)行任何功能，而B(niǎo)MS則負(fù)責(zé)電池的正確管理。AES負(fù)責(zé)將控制軟件、通信和監(jiān)控集成在一起。

（3）消防系統(tǒng) 

配備了Novec1230全淹沒(méi)潔凈氣體滅火系統(tǒng)。當(dāng)火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)到火災(zāi)時(shí)，滅火系統(tǒng)通過(guò)安裝在天花板上的管道系統(tǒng)噴出滅火劑，該管道系統(tǒng)噴出滅火劑形成細(xì)霧，在大氣中分散蒸發(fā)。此外，項(xiàng)目還包含一個(gè)Very Early Smoke Detection Apparatus (VESDA)激光煙霧探測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)監(jiān)測(cè)激光束的任何干擾，VESDA可以探測(cè)到集裝箱內(nèi)的細(xì)小顆粒和降低能見(jiàn)度(由于煙霧)。

圖：McMicken項(xiàng)目消防系統(tǒng)布置簡(jiǎn)易圖

 
事故發(fā)生過(guò)程

2019年4月19日，McMicken電池儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，造成4名消防員受傷。事故引發(fā)多方關(guān)注，APS也就此停止了850MW電池儲(chǔ)能安裝計(jì)劃。此次事故的時(shí)間軸為：

表：McMicken電池儲(chǔ)能項(xiàng)目火災(zāi)事故時(shí)間軸

資料來(lái)源：CNESA編譯

 事故原因分析

報(bào)告將引發(fā)此次嚴(yán)重事故的原因總結(jié)為以下五個(gè)方面：

#1電池內(nèi)部故障引發(fā)熱失控。在隨機(jī)取樣分析中，充分存在金屬鋰沉積和異常的枝晶生長(zhǎng)的證據(jù)。它被認(rèn)為是導(dǎo)致最初電芯故障，以及引發(fā)隨后熱失控的一個(gè)原因，這個(gè)原因也具有一定科學(xué)確定性。但由于15號(hào)電池簇已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞，因此無(wú)法用這一簇的電池去驗(yàn)證金屬鋰沉積和異常枝晶生長(zhǎng)。

#2 滅火系統(tǒng)無(wú)法阻止熱失控。CP Fire指出該項(xiàng)目的消防系統(tǒng)在事故發(fā)生時(shí)均按設(shè)計(jì)運(yùn)行，在第一個(gè)電池電壓下降的一分鐘內(nèi)，VESDA煙霧探測(cè)系統(tǒng)超過(guò)了所有四個(gè)報(bào)警閾值。在Novec 1230滅火劑噴出前，VESDA煙霧探測(cè)系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)啟動(dòng)30秒倒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)一到才會(huì)噴出。此外，項(xiàng)目只采用了潔凈氣體滅火劑，通常適用于火災(zāi)初期，并不能防止或抑制鋰離子電池系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)熱失控。事實(shí)上，Novec 1230潔凈氣體滅火劑的制造商3M公司曾在2017年8月NFPA 855標(biāo)準(zhǔn)起草期間，向起草委員會(huì)致信聲明過(guò)這一點(diǎn)，但當(dāng)時(shí)項(xiàng)目已經(jīng)設(shè)計(jì)并試運(yùn)行了一年多，因此并未得到改善和引起重視。

#3 電芯單元之間缺乏足夠的隔熱層保護(hù)導(dǎo)致級(jí)聯(lián)熱失控。事故由15號(hào)電池簇、2號(hào)模組的7號(hào)電池內(nèi)部故障引發(fā)，產(chǎn)生的大量熱量在相鄰模組間傳遞，進(jìn)而影響了整個(gè)15號(hào)電池簇。電芯與電芯之間并沒(méi)有隔熱層阻止或減慢這種直接的熱傳遞，從而導(dǎo)致不可避免的級(jí)聯(lián)熱失控的發(fā)生。

#4 易燃?xì)怏w在沒(méi)有通風(fēng)裝置的情況下積聚。按照設(shè)計(jì)，當(dāng)滅火系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，空調(diào)會(huì)被關(guān)閉，從而使噴出的滅火氣體得以集中。當(dāng)集裝箱門(mén)被打開(kāi)時(shí)，可燃混合物接觸到熱源（很可能是15號(hào)電池簇中余熱的電池），引起爆炸。一般來(lái)說(shuō)，在電池模組發(fā)生熱失控?fù)p壞后，電池模組內(nèi)的余熱可能會(huì)在熱失控后持續(xù)幾分鐘或幾小時(shí)。

#5 應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃沒(méi)有滅火、通風(fēng)和進(jìn)入程序。AES向APS提供的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃(ERP)中沒(méi)有說(shuō)明如何應(yīng)對(duì)潛在的爆炸事故，也沒(méi)有說(shuō)明在滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后如何進(jìn)入。ERP中大部分細(xì)節(jié)都與電氣關(guān)閉程序，APS和Fluence(作為O&M承包商)之間的角色和職責(zé)，以及何時(shí)/是否通知消防部門(mén)有關(guān)。ERP中沒(méi)有說(shuō)明何時(shí)或如何進(jìn)入系統(tǒng)，也沒(méi)有提供有關(guān)進(jìn)入準(zhǔn)備的信息，包括監(jiān)測(cè)、測(cè)量、通風(fēng)和滅火。

 建議

此次事故清楚地表明了與鋰離子電池級(jí)聯(lián)熱失控有關(guān)的危險(xiǎn)，并希望防止此類(lèi)事件的再次發(fā)生，報(bào)告就儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性提出了以下建議：

解決現(xiàn)有和運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中級(jí)聯(lián)熱失控、通風(fēng)和滅火系統(tǒng)的缺陷；

更新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以直接解決未來(lái)儲(chǔ)能系統(tǒng)中的級(jí)聯(lián)熱失控問(wèn)題；

在未來(lái)的儲(chǔ)能設(shè)施中采用通風(fēng)、滅火或冷卻系統(tǒng)以控制熱失控；

電池設(shè)計(jì)和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮熱失控期間如何減慢或停止電芯間和模組間的熱傳播；

開(kāi)展教育、培訓(xùn)和應(yīng)急響應(yīng)程序，解釋級(jí)聯(lián)熱失控(包括可燃?xì)怏w)的風(fēng)險(xiǎn)和危害，以及在事故后如何進(jìn)入系統(tǒng)。

報(bào)告也表示未來(lái)類(lèi)似的事故仍有可能再次發(fā)生。目前，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范雖然都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到熱失控蔓延是一種嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)，但并沒(méi)有很好的解決措施，仍然需要有商業(yè)上可用的技術(shù)和設(shè)計(jì)來(lái)應(yīng)對(duì)潛在的熱失控蔓延風(fēng)險(xiǎn)。

此次火災(zāi)事故也凸顯了儲(chǔ)能方面的挑戰(zhàn)，現(xiàn)有滅火系統(tǒng)只能應(yīng)對(duì)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)早期階段的火勢(shì)處理，未來(lái)仍需要有更好的措施來(lái)應(yīng)對(duì)熱失控蔓延以及可燃?xì)怏w積聚導(dǎo)致的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

報(bào)告也給當(dāng)前國(guó)內(nèi)低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)敲響了警鐘，儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全需要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)到運(yùn)維進(jìn)行全方位考慮，如果沒(méi)有做好安全防護(hù)，小隱患終將會(huì)釀成大事故。