GB-T 46958-2025 中文版 电化学储能系统热失控预警技术要求

GB/T46958-2025中文版电化学储能系统热失控预警技术要求前言本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本标准由中国机械工业联合会提出。本标准由全国消防标准化技术委员会（SAC/TC113）、全国储能标准化技术委员会联合归口。本标准起草单位：国内消防科学研究院所、储能系统集成企业、电力科研机构、电池制造企业、消防监测设备研发企业等行业骨干单位。本标准主要起草人：国内储能安全、消防监测、电池热管理领域资深专家及技术骨干。本标准为首次发布，自2025年10月1日起实施。本标准配套GB/T46959-2025《电化学储能系统灭火系统技术要求》同步实施，聚焦电化学储能电池热失控前置防控核心需求，规范热失控预警系统的设计、设备选型、算法判定、安装调试、试验检验及运维管理全流程技术要求，填补储能热失控智能预警专项标准空白，构建储能系统“早预警、早处置、防蔓延”的主动安全防控体系，助力新型储能产业安全、规范、高质量发展。1范围本标准规定了电化学储能系统热失控预警系统的术语和定义、总体通用要求、系统架构技术要求、感知设备技术要求、预警算法与判定规则、预警分级与处置要求、数据传输与存储要求、安装调试要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存及规范性附录等内容。本标准适用于各类民用及工业电化学储能系统，包含独立电化学储能电站、新能源配套储能系统、工商业储能设施、户用储能装置、电网侧储能电站等以锂离子电池、钠离子电池、液流电池等电化学电池为储能载体的储能设施所配套的热失控预警系统。本标准覆盖储能系统全运行周期，包含调试运行、正常充放电运行、停机待机、检修运维等全工况下的热失控监测与预警工作，不适用于特种极端环境军用储能、航天储能设施，此类特种储能设施可参照本标准并执行专项特种安全标准。本标准所指热失控预警系统，是依托多物理场感知设备、数据采集终端、智能分析算法、预警输出终端组成的一体化智能监测预警系统，可实现电池热失控萌芽阶段、发展阶段、剧烈阶段的分级识别、精准预警、状态研判，为储能系统火灾前置防控、热蔓延抑制、应急处置提供技术支撑。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本标准；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB44240电能存储系统用锂蓄电池和电池组安全要求GB50160石油化工企业设计防火标准GB50263气体灭火系统施工及验收规范GB/T19001质量管理体系要求GB/T25972气体灭火系统第1部分：七氟丙烷灭火系统GB/T36276电力储能用锂离子电池GB/T36547电化学储能电站接入电网技术规定GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB/T40695电化学储能系统安全要求GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T46959-2025电化学储能系统灭火系统技术要求GB/T51048电化学储能电站设计标准DL/T1870电化学储能电站监控系统技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1电池热失控batterythermalrunaway电化学电池因内部短路、过充过放、老化衰减、外力挤压、高温环境等诱因，导致电池内部产热速率远超散热速率，温度急剧攀升，引发电解液分解、产气、起火、爆炸的链式失控反应，是储能系统火灾事故的核心诱因。3.2热失控预警系统thermalrunawayearlywarningsystem集成多维度感知、数据采集、智能分析、分级预警、联动输出功能的专用安全监测系统，通过实时采集电池温度、电压、内阻、气体浓度、烟雾、声学特征等多物理参数，依托算法模型研判电池热失控风险，提前输出预警信号并联动安全防护设备。3.3多物理场感知multi-physicalfieldperception针对储能电池热失控全过程特征，同步采集温度场、气体场、电场、声场、烟雾场多维参数的监测方式，可全面捕捉热失控萌芽阶段微弱特征信号，规避单一监测方式的漏报、误报缺陷。3.4萌芽期热失控earlythermalrunaway电池热失控初始阶段，电池内部出现轻微副反应，温度缓慢升高、微量产气、电压小幅波动，无明火、无明显烟雾，常规监测手段难以识别，是预警干预的最佳窗口期。3.5发展期热失控developingthermalrunaway电池内部副反应加剧，温度快速上升、可燃气体浓度持续升高、电压异常波动，出现轻微烟雾，热失控趋势明确，若不及时干预将快速进入剧烈失控阶段。3.6剧烈期热失控severethermalrunaway电池链式热失控反应爆发，温度急剧飙升、大量可燃气体喷射、浓烟聚集，伴随起火、爆燃风险，需立即启动灭火及隔离处置措施。3.7预警响应时间warningresponsetime从系统捕捉到有效热失控特征信号，至完成算法研判、输出预警信号、触发联动动作的全过程耗时。3.8预警准确率warningaccuracy系统在规定运行周期内，有效预警次数与真实热失控风险事件总次数的比值，剔除误报、漏报数据后的核心性能指标。3.9联动控制linkagecontrol预警系统输出预警信号后，自动联动储能电池管理系统、热管理系统、灭火系统、通风系统、断电保护装置执行对应处置动作的协同控制功能。4总体通用要求4.1基本原则热失控预警系统设计、生产、安装及运维应遵循“全域感知、提前预判、分级预警、精准联动、全程可溯”的原则，聚焦热失控萌芽阶段前置预警，兼顾系统安全性、稳定性、实时性和兼容性，适配电化学储能全工况运行场景。4.2环境适应性要求预警系统所有设备应适配储能电站全地域运行环境，可在-40℃至65℃温度区间、相对湿度10%至95%无凝露环境下稳定运行，具备抗高原低压、风沙、盐雾、电磁干扰能力，适配户外集装箱式、舱内封闭式、户内一体式各类储能部署场景，高海拔地区设备应优化低压适配性能，杜绝低温失效、高温漂移问题。4.3可靠性要求系统整体连续无故障运行时间不低于20000小时，感知设备、采集终端、控制主机等核心部件使用寿命不低于储能系统设计使用寿命，运行过程中无频繁死机、数据中断、信号漂移等故障，全年预警漏报率为零，误报率不高于0.5%。4.4兼容性要求预警系统应具备良好的设备兼容性和平台适配性，可与储能电池管理系统、储能变流器、热管理系统、消防报警系统、远程监控平台无缝对接，支持标准通讯协议，可实现数据互通、状态同步、联动控制，适配不同品牌、不同容量的电化学储能设备。4.5安全性要求系统设备应符合防爆、防尘、防水安全标准，核心监测设备防护等级不低于IP54，舱内监测设备防护等级不低于IP65；设备运行过程中不产生火花、高温、静电，不会对储能电池及电气设备造成干扰和损害，线路布置具备阻燃、防短路、防过载能力。4.6可运维性要求系统应支持在线监测、故障自诊断、数据溯源、参数远程调试，设备拆装、检修、校准流程简便，无需拆解储能核心设备，运维操作不会影响储能系统正常充放电运行。5系统架构技术要求5.1总体架构热失控预警系统采用三层架构设计，自上而下依次为平台监控层、智能分析层、现场感知层，三层架构数据传输实时互通、功能独立联动，形成完整的监测、分析、预警、处置闭环体系。5.2现场感知层感知层为系统前端核心采集单元，由温度传感器、可燃气体传感器、烟雾传感器、电压采集模块、内阻监测模块、声学传感器、环境监测模块等组成，负责全域采集电池簇、电池模块、舱内环境的多物理场参数，实现储能防护区域无死角监测。感知设备应按需加密布置，电池模块级、电池簇级、舱室级实现三级分层监测，重点覆盖电池极柱、电芯接触面、舱内通风死角、电池簇间隙等热失控高发点位，确保微弱特征信号可精准捕捉。5.3智能分析层智能分析层由数据采集终端、边缘计算主机、算法模型库、数据缓存单元组成，负责接收感知层上传的实时数据，完成数据清洗、滤波、比对、分析研判，根据预设算法规则判定热失控风险等级，输出对应预警指令和联动指令。分析层应具备边缘计算能力，可就地完成数据处理和预警判定，无需依赖云端网络，杜绝网络延迟导致的预警滞后，断网状态下可独立运行、本地存储数据、正常输出预警信号。5.4平台监控层平台监控层由本地监控终端、远程云端平台、声光预警终端、数据溯源终端组成，负责实时展示储能系统各区域监测数据、设备运行状态、风险预警信息，支持历史数据查询、风险趋势分析、预警记录统计、远程参数配置，可接入地方消防远程监控平台及能源监管平台。6感知层设备技术要求6.1温度传感器温度传感器用于采集电芯、电池模块、舱内环境温度，测量量程应覆盖-40℃至150℃，测量精度误差不大于±0.5℃，响应时间不大于2秒。传感器采用贴片式加密安装，紧密贴合电池表面，具备抗老化、抗振动、耐高低温性能，可实时捕捉电池微小温升变化，精准识别萌芽期热失控温升特征。6.2可燃气体传感器可燃气体传感器针对锂电池热失控释放的一氧化碳、氢气、烷烃类气体进行监测，测量量程适配储能舱产气浓度特征，检测精度误差不大于±3%FS，响应时间不大于5秒，具备气体交叉干扰过滤功能，可规避水汽、粉尘、常规空气成分干扰，精准识别热失控初期微量产气信号。传感器应防爆设计，适配密闭电池舱运行环境。6.3烟雾传感器烟雾传感器采用光电式与离子式复合探测原理，可识别电池低温热解产生的细微烟雾，探测灵敏度适配储能热失控烟雾特征，无漏报、无滞后，响应时间不大于3秒，具备防尘、防误触发功能，可区分粉尘、水汽与热失控烟雾信号。6.4电气参数采集模块电压、内阻采集模块实现单体电芯、电池模块、电池簇三级电气参数实时采集，电压采集精度不大于±0.01V，内阻采集精度不大于±1mΩ，采样频率不低于10Hz，可精准捕捉热失控初期电压骤降、内阻突变、压差异常等电气特征，实现电气维度风险预判。6.5声学传感器声学传感器用于捕捉电池内部微短路、电解液分解、产气膨胀产生的微弱异响，可过滤设备运行常规噪音，精准识别热失控初期声学特征，采样频率不低于20kHz，响应迅速，可作为萌芽期热失控辅助判定依据。6.6采集终端通用要求所有感知设备采集的数据应同步上传至边缘计算主机，数据传输延迟不大于1秒，设备具备故障自检测功能，出现损坏、断线、数据异常时可主动上报故障信息，确保感知链路全程可控。7预警算法与判定规则7.1算法总体要求预警系统应采用多参数融合智能算法，摒弃单一参数判定模式，整合温度、温升速率、气体浓度、电压压差、内阻变化、声学信号、环境参数多维数据，通过大数据模型和AI深度学习算法，实现热失控风险的精准研判，有效规避单一监测的误报、漏报问题。算法应具备自适应学习能力，可根据电池老化程度、季节环境变化、充放电工况差异，动态优化判定阈值，适配储能系统全生命周期运行状态，提升长期预警精准度。7.2萌芽期热失控判定规则满足以下多项复合条件时，判定为萌芽期热失控风险：电池单体温升速率持续异常、微幅波动；舱内可燃气体浓度出现微量持续上升趋势；单体电芯电压小幅波动、内阻缓慢增大；电池内部出现微弱异常声学信号，无烟雾、无明显温升突变。系统应即刻输出初级预警信号，提示运维人员现场核查。7.3发展期热失控判定规则满足以下复合条件时，判定为发展期热失控风险：电池温度持续快速上升，温升速率超出正常工况阈值；舱内可燃气体浓度快速升高并接近预警阈值；电池簇压差、内阻出现明显异常波动；舱内出现细微烟雾特征。系统输出中级预警信号，自动触发降功率、静置降温、加强通风等干预动作。7.4剧烈期热失控判定规则满足以下任一核心条件且辅以多项辅助条件时，判定为剧烈期热失控风险：电池温度急剧飙升、超出安全运行上限；可燃气体浓度达到危险阈值；出现明显烟雾、电解液泄漏；电池电压骤降、内阻突变异常。系统即刻输出高级预警信号，触发紧急断电、区域隔离、灭火系统联动、声光报警等应急处置动作。7.5预警响应时效要求萌芽期预警响应时间不大于10秒，发展期预警响应时间不大于5秒，剧烈期预警响应时间不大于2秒，确保不同阶段风险均可实现快速识别、及时处置。8预警分级与联动处置要求8.1预警分级划分根据电池热失控发展阶段和风险危害程度，将预警分为三级，由低到高依次为一级预警（萌芽风险）、二级预警（发展风险）、三级预警（剧烈风险），各级预警标识清晰、区分明确，处置措施分级适配。8.2一级预警（蓝色预警）对应电池热失控萌芽阶段，风险等级较低，无即时起火蔓延风险。系统触发蓝色声光预警，上传预警记录至监控平台，推送预警信息至运维终端，不自动干预设备运行，要求运维人员30分钟内到达现场核查隐患，完成隐患排查和参数复核，留存处置记录。8.3二级预警（黄色预警）对应电池热失控发展阶段，风险持续升高，存在潜在蔓延风险。系统触发黄色声光预警，实时推送风险数据至运维及管理平台，自动联动储能系统降功率运行、启动舱内强制通风、强化热管理降温，锁定风险电池簇运行状态，禁止大功率充放电操作，运维人员需10分钟内到场处置，排查隐患并消除风险。8.4三级预警（红色预警）对应电池热失控剧烈阶段，存在起火、爆燃、蔓延重大风险。系统触发红色声光紧急预警，立即联动故障区域电池簇紧急断电、电气隔离，切断故障区域供电回路，同步联动通风系统全力运行、灭火系统待机触发，实时上传紧急预警信息至电站管理端及属地消防监控平台，全程记录处置数据，杜绝热蔓延及次生灾害。8.5联动闭环要求所有预警及联动动作应形成闭环管理，预警触发、联动执行、隐患处置、风险消除、状态复位全流程自动记录，风险消除后需人工复核确认，系统方可恢复正常运行，杜绝风险残留、设备误复位问题。9数据传输与存储要求9.1数据采集与传输系统应实现24小时不间断数据采集，常规工况数据采样频率不低于1次/秒，风险预警工况下采样频率自动提升至10次/秒。数据传输采用有线为主、无线备份的双链路传输模式，确保数据传输稳定不中断，传输加密处理，杜绝数据篡改、丢失、泄露问题。9.2数据存储要求本地终端应存储不少于2年的全量运行数据、预警记录、设备故障记录、联动操作记录，云端平台永久留存预警事件及处置台账。所有数据分类归档、可随时查询、可导出溯源，数据存储精度满足安全事故追溯、合规查验、性能评估需求。9.3数据异常处理当出现数据中断、信号异常、设备离线等情况时，系统立即触发设备故障报警，记录故障时段数据，自动切换备用传输链路，同时提示运维人员排查设备及线路故障，确保监测无盲区、无空档。10安装与调试要求10.1安装基本要求预警系统安装应由具备储能安全设备施工资质的单位实施，施工人员需经过专项培训，熟悉设备安装规范及储能系统安全操作要求。安装前需核对设备型号、参数、防护等级，杜绝不合格设备进场安装。感知设备安装位置需精准合规，温度传感器贴合电池核心发热区域，气体传感器布置于舱内上部气体聚集区域，烟雾传感器布置于舱内顶部居中位置，电气采集模块固定于电池簇接线端，所有设备安装牢固、布线规整、标识清晰，无监测死角、无线路干扰。10.2布线安装要求系统通讯线路、供电线路采用阻燃屏蔽线缆，穿管防护布置，避开高温区域、高压电气区域，线路接头密封绝缘，杜绝短路、漏电、电磁干扰问题，布线符合储能电站电气安全规范。10.3系统调试要求设备安装完成后需开展全功能调试，包含设备单点调试、数据采集调试、算法研判调试、分级预警调试、联动功能调试、断网应急调试。调试过程需模拟三级热失控风险场景，验证系统响应速度、预警精度、联动可靠性，所有调试项目合格后方可投入试运行。10.4试运行要求系统调试完成后需开展不少于72小时不间断试运行，试运行期间无数据异常、无误报漏报、无设备故障，各项性能指标达标，方可正式投入常态化运行。11试验方法11.1总则本章节规定热失控预警系统及配套设备的性能试验、环境适应性试验、可靠性试验、联动功能试验方法，所有试验设备精度合规、状态稳定，试验环境符合标准要求，试验过程全程记录，数据真实可溯。11.2单体设备性能试验对各类感知传感器开展精度、响应时间试验，在标准试验环境下模拟梯度温度、梯度气体浓度、电气参数波动，检测设备测量精度、响应速度、稳定性，所有指标需符合本标准设备技术要求。对边缘计算主机、监控终端开展功能试验，检测数据处理能力、算法运行稳定性、故障自诊断功能、数据存储功能，确保设备运行稳定、功能完整。11.3系统预警性能试验通过模拟电池萌芽期、发展期、剧烈期热失控多场景特征，注入多维模拟参数，测试系统预警判定准确率、响应时效、分级准确性，系统需实现全场景精准预警，无漏报、无误分级，响应时间符合标准限值要求。11.4联动功能试验逐级触发三级预警信号，验证系统与储能BMS系统、热管理系统、通风系统、灭火系统、断电保护装置的联动效果，联动动作精准、及时、无延迟，分级处置动作匹配对应预警等级，闭环功能完整。11.5环境适应性试验开展高低温循环试验、湿热试验、振动试验、防尘防水试验、电磁兼容试验，将系统设备置于极限试验环境下持续运行，试验后设备无损坏、无性能衰减，数据采集、预警判定、联动功能保持正常。11.6可靠性试验开展连续运行可靠性试验，系统不间断运行1000小时，全程监测设备运行状态、数据精度、预警性能，试验周期内无故障、无性能衰减、无异常报警，各项指标稳定达标。12检验规则12.1检验分类本标准规定的检验分为出厂检验、型式检验、现场竣工验收三类，三类检验项目、判定标准各不相同，逐级把控产品质量与工程质量。12.2出厂检验所有预警系统设备出厂前必须逐台开展出厂检验，检验项目包含外观检查、设备功能测试、数据采集精度测试、基础预警功能测试，检验合格后方可出厂，附带产品合格证、出厂检验报告。单项目不合格需返修复检，复检仍不合格的产品禁止出厂。12.3型式检验新产品定型、产品结构工艺材料重大变更、停产一年以上复产、监管部门抽检、出厂检验批量不合格时，需开展型式检验。型式检验覆盖本标准全部技术指标，从合格产品中随机抽样检测，所有项目全部合格方可判定型式检验通过。若出现不合格项，加倍抽样复检，复检不合格则判定产品型式检验不通过，禁止生产销售。12.4现场竣工验收预警系统安装调试完成后，需由具备资质的第三方机构开展现场竣工验收，检验项目包含安装质量、系统功能、预警精度、联动性能、数据存储传输能力、环境适配性能。现场检验全部合格、资料齐全完备，方可投入正式运行；不合格项目需限期整改，整改复检合格后方可验收通过。13标志、包装、运输和储存13.1标志系统所有设备本体需设置清晰牢固的永久性标识，标注产品名称、型号规格、生产厂家、生产日期、设备编号、执行标准、防护等级等信息；操作终端、预警终端需设置功能标识、预警等级标识、操作警示标识；外包装设置运输警示、设备参数、防护要求标识。13.2包装设备采用防震、防潮、防尘专用包装，包装结构牢固，可抵御常规运输碰撞、挤压、颠簸。每套设备包装内附带产品合格证、使用说明书、安装手册、检验报告、配件清单，资料完整齐全。13.3运输设备运输过程中避免暴晒、雨淋、剧烈振动、挤压碰撞，禁止与腐蚀性、易燃易爆物品混装运输，精密传感设备单独防护、固定摆放，运输全程做好防护措施，确保设备完好无损。13.4储存设备