电池舱（柜）的防火距离与优化布置

中国储能网讯：目前，磷酸铁锂电池为主的储能设备以预制舱（柜）全户外布置为主，一般在工厂内将储能电池、储能变流器、变压器、开关柜、辅助设施等设备整体集成调试后运输至项目现场，具有布置灵活、建设工期短、安装便利等优点。

储能设备主要包括电池舱（柜）和储能变流器变压器单元，部分项目还将变配电设施、站用电设施、监控设施等采用预制舱集成后户外布置。

在工程设计阶段如何考虑储能电站各类设备的布置，特别是如何优化电池舱（柜）的布置至关重要。

一方面，由于电池舱（柜）热失控后可能发生火灾甚至爆炸的风险，科学合理设置防火距离可提升运维便利性、减少事故范围，同时合理设置防火距离或采取隔离手段可有效减少储能电站的占地面积；另一方面，电池舱（柜）的布置还需综合考虑设备散热、运维检修、运输吊装等要求。

2014版国标《电化学储能电站设计规范》（以下简称“设计国标”）将锂离子电池火灾危险性分类定义为戊类，随着行业对磷酸铁锂电池热失控机理的深入研究，研究人员发现磷酸铁锂电池在发生热失控后析出H2、CO等可燃助燃气体，爆炸下限低于10%，同时火灾后具有多次喷射火焰的特征。对比国标《建筑设计防火规范（2018年版）》（GB50016-2014）对火灾危险性分类的定义，磷酸铁锂电池可按照甲类或乙类危险性分类来定义。

因此，按照新的火灾危险性分类，电池舱需要综合考虑与生产建筑物、民用建筑物、变压器、事故油池、配电设施等防火距离。据了解，设计国标正在修订，预计今年将正式发布，修订后的设计国标对电池舱（柜）与相关建（构）筑物和设施的防火距离重新进行了明确。

为减少事故范围，修订后的设计国标提出户外电池舱（柜）的防火分区要求，即每个分区储能系统额定能量不超过50MWh，相邻分区间距不小于10m，当间距不满足要求时，设置耐火极限不低于4h的防火墙，防火墙超出设备的外轮廓1m。为满足防火分区的要求，在项目设计中，一般可通过站内环形道路、配电设施、防火墙等进行隔离。

储能电池舱（柜）之间的布置距离也是行业的困惑，不管是设计国标征求意见稿还是团标《预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范》（T/CEC373-2020），均按照3m考虑长边的间距，按照3m或4m考虑短边的间距。但随着机柜集成、液冷温控等技术路线的发展，规范提出的间距要求不太适应技术发展的趋势。

行业对电池舱（柜）的布置间距存在一定的争议和不同的理解，观察液冷电池舱（柜）的储能项目，电池舱集成包括单侧布置（图1）和双侧布置（图2）两种型式，其中单侧在舱体一侧安装电池模块，双侧布置在舱体两侧安装电池模块。为满足布置间距的要求，图1在两个电池舱长边设置防火墙；图2在电池舱短边设置防火墙。图3由两个双侧布置的电池舱现场拼接后紧邻布置；图4采用机柜式，每个电池堆的机柜紧邻布置。

为适应技术发展趋势，据了解，修订后的设计国标提出“矩阵”的概念，即可按照矩阵来考虑布置间距，每个矩阵可由若干个电池舱或电池柜组成，每个矩阵占地面积不超过40m2，矩阵之间间距不小于3m。通过统计国内主流厂家液冷电池舱尺寸，不管是单侧布置还是双侧布置电池舱，舱体占地尺寸一般不超过20m2，则单个矩阵可采用两个电池舱紧邻布置；另外，采用机柜集成时矩阵可包括单个储能堆的所有电池柜。

修订后的设计国标将有效解决电池舱（柜）布置间距“模糊”的问题，在满足防火安全距离和安装运维要求的基础上，有效的减少储能电站占地面积。随着修订后设计国标的执行，项目业主和设计单位可在满足规范要求的基础上，综合平衡安全与造价，合理考虑储能电池舱（柜）以及整个储能电站布置优化。

作者：禾木 来源：中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心