2023年4月22日17時56分，武威市消防救援支隊119指揮中心接到報警稱，位于民勤縣某儲能電站發生火災，造成1座儲能電池艙燒損，過火面積約30㎡，直接經濟損失約410萬元，無人員傷亡。此后，武威市消防救援支隊在《中國設備工程》發表《一起儲能電站火災事故的分析與研究》（以下簡稱《事故分析》），披露了本次事故的詳細信息。 

該儲能電站位于某荒灘區域，周圍無高大煙囪及切割電焊動火作業，調取氣象資料發現起火當日無大風及雷電天氣。

1、 電站基本情況

該儲能電站設有4座集裝箱式儲能電池艙及儲能升壓一體艙，由北向南依次布置，分別編號為1~4號。

每座儲能電池艙長13.7m、寬2.43m、高2.95m，南、北兩側共設有16個箱門，每個箱門對應一簇電池組，其中北側由東向西設有1~7簇電池組，南側由東向西設有8~14簇電池組；中間部位設有電氣艙，電氣艙內北側為氣體滅火系統、南側為電腦主機裝置（見圖1）。

每簇電池組內裝配有25個電池模塊（見圖2），每個電池模塊又包括16個磷酸鐵鋰電池芯，該磷酸鐵鋰電池芯型號為BQ28016S、容量280AH、額定電壓3.2V、滿電電壓3.65V，上述每簇電池組內25個電池模塊之間、每個電池模塊16個電池芯之間均為串聯，簇與簇之間為并聯。

換算可知，單艙電池容量為5MWh。此次起火艙室為1號儲能電池艙。

2、 火災經過

根據第一報警人孔某宇反映，2023年4月22日15時許對1、3、4號儲能電池艙進行滿充實驗，17時30分許其在測試車內聽到“嘭”的爆炸聲。

其后看到起火部位處冒出白色煙氣并伴有刺激性氣味，5min后開始冒出黑煙，這說明電池組內部發生電氣故障，電解液發生化學反應產生白色氣體，此后電池組內部發生大規模短路、溫度急劇升高，引發明火并引燃線路絕緣層及其他可燃物，產生黑色煙氣，符合熱失控特征。

17時51分，孔某宇切斷充電回路后撥打報警電話。調取119報警記錄，4月22日17時56分119指揮中心接到孔某宇電話報警。

對儲能電站監控中心后臺數據提取分析：

4月22日17時12分，1號電池艙BMS系統出現過壓一級警告；

17時12分至14分，1號電池艙14簇電池組整體出現溫升；

17時15分，1號電池艙BMS系統出現過壓二級警告；

17時22分，充電電流顯示為*；

17時29分，1號電池艙電池模塊電壓下降至1.19V；

17時30分，1號電池艙電壓、電流、溫度數據全部報錯。

綜合認定起火時間為2023年4月22日17時30分左右。

通過現場勘驗發現，第4簇第12模塊電池呈現擠壓變形、其余電池均為鼓脹變形特征，證明該模塊電池最先發生故障后電解液分解放熱并產生氣體鼓脹，電池內分解氣體噴放同時，周圍相鄰電池受外熱相繼發生熱失控產生鼓脹對最先鼓脹電池擠壓并導致變形，符合鋰電池熱失控故障外觀特征。

3、 火災事故成因分析

對儲能電站監控中心后臺數據分析發現，1號電池艙第4簇第12模塊電池電壓、溫度變化后，BMS系統出現過壓一級警告，此后電池模塊均出現溫度升高；

第4簇第12模塊電壓變為0后，其他電池模塊電壓下降直至電壓、電流、溫度數據全部報錯，符合該模塊電池最先熱失控后造成其他電池相繼受熱短路引發火災的邏輯順序。據此，綜合認定起火原因為第4簇第12模塊磷酸鐵鋰電池熱失控引發火災。

科學判斷鋰電池熱失控誘因。鋰離子電池熱失控是指由各種誘因引發鋰離子電池內部局部或整體溫度急速上升，熱量無法及時釋放，大量聚集在內部誘發鏈式反應，導致電池高壓冒煙、起火的現象。

目前，常見的熱失控誘因主要包括機械外力、高溫原因、電氣原因、內短路等，而電氣原因又包括過充電、外部短路、過放電等具體原因，鋰離子電池在熱失控時由于內部發生短路、不能輸出電流，在利用電池監控系統進行數據分析時需要注意，最先輸出電壓電流為0的電池即為最初發生熱失控的電池。

經調查詢問，當日現場測試人員共3人，分別為王某楠（電路測試工程師）、關某（電路測試工程師）、 孔某宇（升壓艙廠家技術人員），上述3人正在調試設備，測試操作失當導致電池熱失控。

根據產品參數設計，起火電池模塊設計充電時間為2h，在滿充測試過程中實際充電時間達3h，由于過充電導致鋰離子電池正、負極性質發生變化，正、負極上的放熱反應和鋰枝晶引發的內短路共同引發電池熱失控。

4、事故的思考

高度重視調查詢問。儲能電站作為當前消防安全監管的新興業態領域，其火災具有一定特殊性，在調查詢問過程中需對起火時的情況作全面了解。

正確理解現場痕跡特征。最先發生故障的電池由于從內部起火，其燒損痕跡沒有明顯的方向性，從外部觀察，最先出現故障的電池往往不是燒損最為嚴重的；周圍因熱濫用引發熱失控電池迎火面一側發生隔膜熔化、殼體撕裂、破壞嚴重，其余部位則燒損變形相對較輕，具有明顯的方向性。

創新現場勘驗技術手段。當確定了最先發生故障的鋰離子電池時，可使用X射線成像法、CT三維成像法、電池拆解法等方法對故障電池內部痕跡進行分析。

X射線影像分析得到一個比較粗略的方向，在此基礎上CT三維成像分析可確定大概的故障點，經過電池拆解分析，發現集流器上存在局部缺損痕跡，三者互相印證，可確定該缺失位置即為電池最初故障點。

科學判斷鋰電池熱失控誘因。目前，常見的熱失控誘因主要包括機械外力、高溫原因、電氣原因、內短路等，而電氣原因又包括過充電、外部短路、過放電等具體原因，鋰離子電池在熱失控時由于內部發生短路、不能輸出電流，在利用電池監控系統進行數據分析時需要注意，最先輸出電壓電流為0的電池即為最初發生熱失控的電池。

本案中起火電池模塊設計充電時間為2h，在滿充測試過程中實際充電時間達3h，由于過充電導致鋰離子電池正、負極性質發生變化，正、負極上的放熱反應和鋰枝晶引發的內短路共同引發電池熱失控。