宁德时代总工程师许金梅：打造锂电储能极致安全
11月10日，在2023世界储能大会，宁德市时代新能源科技股份有限公司总工程师许金梅指出，储能做到极致安全，可以用工程视角用统计学方法论量化。
目前全球大型储能电站超过5000座，着火事故70多起，火灾率高达1.52%。其中，中国建成770座，在运行约400多座，公开报道的火灾约3例。电化学储能的安全已成为行业发展的瓶颈和痛点。
许金梅指出，当下锂电应用场景越来越多，不同场景安全要求不一样，如高温高压、沿海高盐雾、强风沙多粉尘、高海拔，差异巨大。加上锂电储能设计直流交流交互复杂、零部件众多，失效机理众多。比如，高海拔电站气体更稀薄，也有更高绝缘耐压要求，冷却中更弱的热传导，即使是同样的集装箱内部设计核心完全不同。甚至PCS的共模电压也会对电池产生不可估量安全的影响。
不过，储能安全并非不可实现。以汽车行业为鉴，随着全球汽车行业IATF 16949质量管理体系不断完善，搜集客户经验，与核心供应商互动迭代，汽车质量水平出现巨大提升，可靠性得到明显改善，值得储能行业借鉴。
许金梅认为，安全成本是无价的，底线是有价的，即可以计算。储能火灾事故率大概千分之13-15，以GW级别投资电站单站来计算，安全系数可以量化，甚至简单到只用加减乘除法。
许金梅指出，储能要建立专用质量管理体系，需分四步走：
第一步，首先设定安全目标，通过概率安全分析、运营监控，安全容忍度、安全技术、测试验证。比如根据不同场景确认多少个电站、每年发生多少故障，层层分解到每一天制造、设计、测试、运维工程师每一步做什么。
第二步，根据不同场景匹配适用目标设定的核心安全技术。面向储能系统全生命周期应用场景及系统高电压化，针对交流侧，开展并网性能实证、高压故障安全；推导到直流侧，建立电池系统多级安全防护。其中热电耦合，在模拟热失控中，通常有高温烟气、可燃，更可怕的是低压线束产生火花。不仅要关注电池安全，还要关注次生安全。
第三步，实现安全风险的概率计算，即安全分级依据。常规设计击穿电压实验中，识别系统的薄弱环节；优化产品设计，根据设备重要程度进行分级，这个过程并不需要把所有零部件都囊括；最后实现个性化定制产品。
第四步，优化储能鉴定体系。
通过上述四步，最后进行产品的平衡，运维阶段持续监控风险，学会做减法，技术会带来额外的经济收益。
许金梅表示，“其实做电池的人不懂电网到底怎么用，电网的人也不知道电池使用的边界在哪里，这是我们建大实验室的初衷和目的，并不主要集中直流侧。测试完以后，才知道防护哪里，也可以知道哪里的防护无效。”
据悉，宁德时代持续在技术研发方面发力，在宁德、溧阳、上海、厦门以及德国慕尼黑设立了五大研发中心。同时，公司也拥有电化学储能技术国家工程研究中心、福建省锂离子电池企业重点实验室、中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认证的测试验证中心，设立了“博士后科研工作站”“福建省院士专家工作站”等。
文/杨倩
来源/储能严究院
