エネルギー貯蔵プロジェクトの火災を止めるためのハードウェアに焦点を当てる

Jul 01, 2023

エネルギー貯蔵業界は目覚ましい変革を迎えています。 今後 5 年間で、米国のエネルギー貯蔵容量はほぼ 500% 増加すると予想されています。 この成長は再生可能エネルギーの普及によって促進されており、再生可能エネルギーの普及により、グリッドスケールのバッテリーがエネルギーインフラの重要な要素として位置付けられ、電力網にバランスと回復力を提供します。

しかし、エネルギー貯蔵システムの火災は、それ以外は急速に発展していた業界に影を落としています。 エネルギー貯蔵業界における火災は総合的な対応が必要な複雑な課題ですが、メーカーが火災の発生と延焼を防ぐハードウェアの開発と設置に注力することが重要です。

ハードウェアは、発火の原因となる異物からバッテリーを密閉し、標準動作温度を維持し、電気的異常から保護する上で重要な役割を果たします。 安全性、信頼性、持続的な成長を確保するために、エネルギー貯蔵業界のメーカーは自社のハードウェア兵器庫の弱点に対処する必要があります。 私たちは業界全体を標準水準に引き上げ、さらに前進させなければなりません。

すべてのメーカーは、バッテリーに侵入する可能性のある液体や固体からバッテリーが保護されていることを確認する必要があります。 バッテリーの筐体やモジュールが適切に密閉されていない場合、結露、ほこり、その他の異物により火災が発生する可能性があります。 侵入保護 (IP) 評価は、これらの異物に対するシステムの耐性を評価し、潜在的な発火源に対する防御の第一線として機能します。

バッテリーエンクロージャ (バッテリーシステムのコンポーネントを取り囲み、収容する外部保護ハウジング) の場合、必要な最小 IP 定格は IP 55 であり、比較的高いレベルの密閉効果です。 IP スケールのこのレベルでは、エンクロージャは限られた塵埃の侵入とあらゆる方向からの低圧水噴流から保護されます。 モジュール（大規模システム内のバッテリーセルの内蔵ユニット）には最小 IP 定格はありませんが、大手メーカーはエンクロージャに一致する定格を目指す必要があります。 これにより、メンテナンス作業時や筐体の密閉不良時にモジュールが密閉された状態を維持できるため、異物にさらされるリスクが軽減されます。

高い IP 定格のエンクロージャとモジュールを細心の注意を払って設計および実装することで、メーカーは重要なコンポーネントを要素から効果的に密閉する堅牢なバリアを作成できます。

ただし、すべてのバッテリーが効果的に密閉できるわけではありません。 定義上、空冷バッテリー システムは、液冷システムと比較して、筐体やモジュールに異物が侵入する可能性が高くなります。 空冷では、周囲の空気を利用してエネルギー貯蔵システムによって生成された熱を放散します。 塵や埃が空冷システム内に入ると、筐体全体に再循環する可能性があります。 一方、液冷では、循環システムを利用して、冷却液をバッテリー システム内のコールド プレートまたはパイプに通過させます。

どのシステムでもシールを突き破る異物の影響を受けやすいですが、空冷システムの IP の弱点はすぐに判明します。 それに比べて、水冷システムはより耐久性があります。 バッテリーに異物が侵入するには、重大な誤動作または外部損傷が発生する必要があります。

ただし、空冷と液冷のどちらを選択するかには、バッテリーを効果的に密閉する以上の意味もあります。 冷却システムは、バッテリー内の安全な動作温度を維持するための基本的な要素です。 リチウムイオン電池に関連する主な火災リスクの 1 つは、熱暴走です。これは、短絡、製造上の欠陥、外部熱、過充電、または物理的損傷から始まる可能性がある電池内の連鎖反応です。 1 つのセルが熱暴走に陥ると、隣接するセルにも同様の熱暴走を引き起こすほどの熱が発生し、連鎖的な故障につながる可能性があります。 冷却システムは、熱暴走を防止または軽減するための冷却および熱管理を担当します。