锂离子电池储能电站消防安全防范

锂离子电池储能在电化学储能领域占据了绝对主导地位，因此，针对锂电池储能电站的火灾问题，提出在锂离子电池热失控初期、热失控阶段和热失控后期的预防措施和对储能电站的消防改进建议。     

锂离子电池储能安全管理中的机器学习方法综述

随着当前电化学储能技术的广泛应用,电池储能电站的安全运维问题日渐突出。传统电池管理系统仅能获得各电池单体的电压、电流及温度,并且受限于硬件处理能力、数据传输带宽及延迟等条件,掌握海量电池单体储能系统的健康与安全运行状态成为关键技术难题。机器学习方法在锂离子电池运行状态预测领域的应用为储能电池系统安全管理创造了条件。针对锂离子电池安全管理需求,首先对锂离子电池滥用及热失控风险机理的相关研究进行了介绍。随后,讨论了锂离子电池管理系统架构及其应用特点,并详细论述了机器学习方法在锂离子电池健康与安全状态分析方面的应用。最后,对储能电站锂离子电池的安全管理进行了展望。     

集装箱式储能系统热管理设计

合理的热管理是集装箱式电池储能系统长期高效、安全、稳定运行的关键.以国内某大型储能示范工程用集装箱式锂离子电池储能系统为研究对象,阐述了热管理系统风道、空调及风扇设计,测试了储能系统不同倍率运行时的电池温度变化.热管理系统可以保证储能系统以0.5 C运行时,电池工作环境维持在最佳温度范围;在1C下运行时,电池最高温度不超过40℃,储能系统最大温差小于8℃.     

锂离子电池储能系统火灾防控技术

综述了锂离子电池储能系统的火灾危险性与储能电站的国内外火灾防控标准,分析了锂离子电池储能系统消防现状,提出其火灾防控的设计思路,为锂离子储能消防工程提供参考。     

储能系统用三元锂离子电池热失控火灾特性

锂离子电池是储能系统的重要组成部分，但储能系统用三元锂离子电池的热失控火灾特性尚未厘清，严重制约了此类储能设施消防控灭火手段的应用和储能行业的安全发展。通过储能系统用三元锂离子电池的热失控实验、量热实验和热扩展实验，研究了电池单体热失控和电池模组热扩展的发展规律。实验结果表明，储能系统用三元锂离子电池在热失控后会直接起火燃烧，释放出大量可燃气体，燃爆剧烈，会形成持续的喷射火，电池单体热失控容易触发相邻电池单体发生热失控，形成链式反应。     

空间飞行器用锂离子蓄电池储能电源的研究进展

锂离子蓄电池由于具有高的比能量、低的热效应、无记忆效应等突出优点,将成为继镉镍蓄电池、氢镍蓄电池之后的第三代卫星用储能电源,国外已经开始在空间飞行器上应用锂离子蓄电池作为储能电源。介绍了新型锂离子蓄电池储能电源的反应机理、电池的研究进展及锂离子蓄电池在空间电源的应用情况。     

深圳宝清锂电池储能电站关键技术及系统成套设计方法

大容量电池储能是电力系统一种全新的调节手段,可作用于发输变配用各个环节,具有广阔的发展前景。文中依托调峰调频锂离子电池储能电站———深圳宝清电池储能电站(4 MW/16MW.h),对兆瓦级电池储能系统关键技术进行了系统性、体系化的研究,提出了集成锂离子电池、电池管理系统、能量转换系统和监控系统等大容量储能系统关键设备的成套设计方法。示范工程运行结果表明:储能电站可实现配电网侧削峰填谷、调频、调压、孤岛运行等多种电网应用功能。     

储能用锂离子电池管理系统研究

锂离子电池因其性能优异在高电压大容量的储能系统得到了广泛的应用。锂离子电池管理系统是延长电池循环寿命,维护电池安全运行的关键。针对储能用锂离子电池的特性,该文讨论了储能用锂离子电池管理系统的结构,重点介绍了电池管理系统的主要功能,特别是单体电池数据采集功能、电池状态估计功能和均衡管理功能,并分析了状态估计和均衡管理方法的优缺点,对其实现策略进行了评价。     

锂离子电池储能电站安全问题与解决策略分析

安全问题是锂离子电池储能产业面临的瓶颈之一,也是制约其大规模应用的主要障碍。针对电池外部短路、电池管理系统保护配置不全、谐波问题、消防问题等关键的安全问题,提出了合理有效的应对方案,以预防锂离子电池储能电站安全事故的发生,从而为电力系统的安全运行提供保障。     

磷酸铁锂电芯过充产物实验研究及热失控判断方法

为实现储能电站锂离子电池热失控状况的可靠判断,避免因电池过充热失控导致储能电站火灾,以磷酸铁锂电池作为研究对象,模拟电池过充热失控过程,研究热失控过程中产物情况。同时融合电池本体参数情况提出一种电池热失控判断方法,并分析论证该方法的有效性。结果表明,电池泄压阀开启30 s后环境中会产生大量粒径范围在0～0.3μm的固态粒子产物,且融合热失控产物和电池本体参数的热失控判断方法在实践中具备一定的优势性。     

基于气体分析的锂离子电池热失控早期预警研究进展

锂离子电池由于能量密度高、循环寿命长、自放电率低和环境友好等优势得到了广泛应用，但其安全方面仍存在隐患，在遭遇滥用时可能会引发电池失效甚至发生火灾爆炸事故，阻碍了其在电动汽车和储能电站方面的大规模应用。针对锂离子电池的安全预警方面的研究引发了相关人员的极大关注，其中，基于电池气体分析的热失控早期预警机制相比于传统的电、热信号在可靠性、准确性、反应速度等方面有所提高。该文总结了锂离子电池在热失控过程中的气体来源，全面对比分析了触发方式、阴极材料、电池型号、荷电状态（SOC）及健康状态（SOH）对热失控产气组分、含量以及产气总量的影响规律，回顾了锂离子电池热失控过程中温度-压力演化特性的研究现状，总结了目前基于气体成分和内部压力的早期预警方案，并对现有研究的不足和潜在研究方向进行了讨论。     

储能电站可靠性与安全性技术研究进展

锂离子电池已被广泛应用在储能领域,但锂离子电池储能系统存在安全隐患.采用先进的管控、预警及消防技术是提升储能电站可靠性及安全性的方法.从当前储能系统的可靠性及安全性角度入手,基于前期安全性相关技术研究成果,从构建合理的储能系统管理制度和规范、提升电池的本征安全性,以及模组管控技术、事故前期预判与报警技术、高效消防技术等...     

三元锂离子电池材料燃烧热值及爆炸当量分析研究

锂离子电池因其能量密度大、高输出电压、无记忆效应以及长循环寿命等特点,在储能、汽车、航天和电子信息等工业领域得到了广泛的应用。然而随着动力锂离子电池热失控引发的火灾和爆炸事件时有发生,因此对锂离子电池各组分燃烧产生的能量及其爆炸当量进行分析研究具有极其重要的意义。建立了一种三元锂离子电池的爆炸危害评价模型,通过对多种型号的三元锂离子电池热失控残骸的分析,确认了三元锂离子电池热失控时的燃烧组分及各组分燃烧放热能量,并将该能量换算为爆炸死亡、重伤、轻伤和财产损失半径,从而直观呈现了其危害范围。     

锂离子电池热模型的研究动态

锂离子电池具有高能量密度、高功率密度、高循环次数及高电压等特点,在新能源产业占据越来越重要的地位。锂离子电池的循环效率、容量、功率、安全性、可靠性和寿命等诸多性能与温度密切相关。热模型可以模拟电池在应用条件下的热行为,研究电池产热、传热、散热的规律,实时计算电池内部和表面的温度变化以及温度场信息,为电池和电池组热管理系统设计与优化提供依据。首先介绍了锂离子电池热模型的类型及产热来源,然后阐述了锂离子电池电化学-热耦合模型、热滥用模型和电-热耦合模型的研究进展,最后根据当前锂离子电池热模型存在的问题对其今后的发展方向进行展望。     

锂电池与超级电容混合储能系统拓扑结构优化

以锂离子电池为储能核心的新能源汽车在行驶过程中,会频繁面临大功率负载的冲击,导致锂离子电池容量衰减加快。提出了超级电容结合锂离子电池构建混合储能系统,通过研究混合储能系统的拓扑结构,优化得到一种计及成本及效率兼优的半主动式拓扑构型。建立锂离子电池和超级电容混合储能系统实验台架,对优化前后的拓扑结构进行实验测试。结果表明,超级电容满足瞬时动态负载需求,锂离子电池的充放电电流限制在标准充放电电流0.3CA(即30 A)以内,能耗和锂电池损耗成本分别下降0.63%和6.09%。     

车用锂离子电池主动空冷技术研究进展

电动汽车的快速发展，要求储能设备具有更高的性能输出和更好的安全性。能量密度高、输出功率高和循环使用寿命较长的锂离子电池成为储能设备的首选。温度对锂离子电池的安全和性能发挥有着很大的影响，电池热管理系统(BTMS)需要将电池工作温度始终保持在预期范围内。主要介绍了主动空气冷却BTMS的研究进展，通过最大温度、温度均匀性和压降评估这些不同BTMS的性能，为设计和开发具有质量轻、复杂度低、寄生功率低的高性能空冷BTMS和混合BTMS提供方向。     

蜂巢式锂离子电池模组热失控扩散的抑制

锂离子电池热失控问题逐渐受到重视。基于锂离子电池的热失控副反应机理方程和热传导机理方程，搭建由7只容量为4.5 Ah的21700型锂离子电池组成的蜂巢式电池模组，研究电池在加热条件下的热失控扩散情况。仿真结果与实验结果误差在7%以内。利用蜂巢式电池模组研究冷却液温度、流速对电池热失控扩散行为的影响。当模组中的单体电池发生热失控时，冷却液的温度越高，模组发生热失控扩散的时间越早；冷却液的温度越低，抑制电池模组热失控传播所需的冷却液流速越小。     

锂离子电池磷化物负极材料研究进展

锂离子电池的储能密度主要取决于电极材料的容量。金属磷化物由于具备初始放电容量高以及电极极化小等特点成为锂离子电池负极材料的研究热点,被认为是一种极具潜力的锂离子电池负极材料。综述了锂离子电池磷化物负极材料的研究进展,并对各种金属磷化物的合成方法及其作为锂离子电池负极材料的综合电化学性能进行了系统论述。     

基于局部异常因子的锂离子电池储能系统故障诊断

锂离子电池在过充、高温及外短路等滥用工况下工作会导致火灾等事故的发生。通过对锂离子电池进行早期故障诊断，定位故障的具体位置并及时采取相应措施，可以有效避免故障进一步升级为热失控。为此，基于锂离子电池储能系统的运行数据，采用局部异常因子算法对其进行故障诊断分析。通过计算单日及多日的电压运行数据，确定故障电池的具体位置，分析故障电池的异常情况。研究结果验证了局部异常因子算法应用于锂离子电池储能系统故障诊断的有效性。     

不同压强细水雾对磷酸铁锂电池模组的灭火效果

电化学储能电站大规模应用急需解决储能电池的消防问题。目前关于细水雾扑灭锂离子电池的火灾试验多集中在小容量单体电池,试验平台与真实储能舱消防环境相差甚远。因此,根据细水雾灭火效果验证机制,根据真实储能电池运行工况设计试验方案,按实际储能舱搭建试验平台。试验对象采用344 Ah储能用磷酸铁锂电池模组,在过充滥用下使电池模组热失控并燃烧,使用4种不同压强细水雾扑救并比较其灭火效果。试验证明了一定压强细水雾能够有效扑灭磷酸铁锂电池模组火灾,扑灭过程存在冷却和阻隔热辐射机制,观察到细水雾屏障现象。研究得出10MPa以下的细水雾压强与灭火时间呈反比关系,随着压强增大,灭火速率和降温速率均提高。实验结果表明,针对大容量磷酸铁锂电池模组的消防设计,选择6 MPa及以上细水雾作为灭火剂比较经济高效。该研究结果可为磷酸铁锂储能电站的消防措施、电池模组灭火规范的制定提供试验支撑。