户用储能出海持续加速，安全性能如何保障？

根据终端用户的不同，用户侧储能可以分为户用储能和工商业储能。其中，户用储能的市场主要在海外，国内户用储能仍在示范阶段，只有少部分高端别墅有所应用。

不过，虽然我国储能企业在终端产品市场上所占的市场份额相对较小，但在储能锂电池、储能变流器等储能产业链的关键环节中具有强劲的竞争力。受益于海外市场的快速发展，中国储能企业出海也在持续加速。

户用储能是一种在家庭或住宅环境中使用的储能系统（通常是电池储能系统），其主要目的是存储电能以供日常用电或在需要时使用。

户用储能系统可以与太阳能光伏电池板或风力发电机等可再生能源系统结合使用，系统将电力转化为直流电并存储在电池中，需要时再转换为交流电供家庭使用。

户用储能系统产品包括一体机和分体式。

一体机：一体机是将光伏逆变器、蓄电池和控制器置于内部的集成一体系统，一般有太阳能优先模式、AC（市电）优先模式、SE 优先模式（错峰用电模式）三种工作模式。

无论一体式还是分体式，储能电池都是其中不可缺少的一部分。

储能看似重在储存，但其后的电池管理同样重要。

完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统（BMS）、能量管理系统（EMS）、储能变流器（PCS）以及其他电气设备构成。

目前，磷酸铁锂电池因高安全性、长循环寿命等特点，相较于三元锂电池，更符合储能电池的设计需求，是储能电池的主流发展路线。

在整个储能电站的系统中，磷酸铁锂电池扮演的是Z基础的单元，是整个系统的基石；在此之上是由电池串联而成电池模组；一般两个模组串联又生成一个电池PACK；在PACK之上是电池簇，电池簇由电池PACK串接而成，堆叠在电池架之上，布置在电池舱内。

电池系统中，当电池产生的热量高于它可以消散的热量时，热量进一步积累，可能引发爆炸和气体释放，导致火灾。电池管理系统（BMS）则负责对电池进行状态感知、均衡管理和安全保护，通过实时监控电池电压、电流、温度等，实现对电池的均衡管理、热管理、故障报警等功能。

不同于汽车的电池管理系统的是，储能系统更复杂、庞大，充放电深度更深，寿命周期更长，储能BMS需要应对更复杂的能量管理体系。

目前，针对电池热失控过程中电流、电压、内阻、内部压力和表面温度等都会出现明显变化的特点，电池状态监测和热失控预警系统主要是基于这些信号进行实时监测和预警。然而，这些参数在热失控初期变化较小，难以实现对热失控行为的早期预警。

在锂离子电池热失控过程中，其内部会由于化学/电化学反应产生O₂、H₂、碳氧化合物(CO₂、CO)、碳氢化合物(C₂H₄、CH₄等)以及氟类气体(HF等)等特征气体，因此可以通过检测释放的气体组分和浓度对电池热失控行为进行监测和早期预警，从而提升电池安全性。

大量研究表明，在发生热失控前，电池运行的温度、电压、电流等参数变化及电池模组释放的气体种类、浓度大小等相关表征指标，可以成为开展锂电池储能电站安全预警的重要依据。从理论上讲，气体检测具备更精准、更灵活等性能优势，实现更强安全性、更高效运维。

储能电站应pack级别预警（图源网络）