软包和硬壳磷酸铁锂单体电池过充热传播研究

为了研究硬壳和软包磷酸铁锂单体电池过充对周围电池的热辐射影响,对磷酸铁锂软包和硬壳电池在仅单体、两单体电池紧贴和两单体电池相距1 cm 3种工况下的热传播行为进行分析。实验以充电倍率0.5 C的恒定电流分别对48 A·h的软包电池和24 A·h的硬壳电池进行过充,利用可见光监控、红外监控、多路温度记录仪分别对电池外部形貌、外部温度和表面温度变化进行实时监测。研究表明,过充阶段,硬壳过充电池温升65.5℃,平均温升速率0.0392℃/s;软包过充电池温升57.3℃,平均温升速率0.0143℃/s;相邻硬壳电池最高温升44℃,最大温升速率0.0312℃/s;相邻软包电池最高温升7.9℃,最高温升速率0.0063℃/s;软包电池过充后,产生的膨胀力对相邻电池影响更大,相邻电池产生的机械应力较大。实验结果可为研究模组内部硬壳或软包磷酸铁锂电池之间的热辐射影响提供理论和实验参考。

梯次利用阀控式铅酸电池过充安全特性

为解决梯次利用阀控式铅酸电池(VRLA)过充引发的电池温升、产气和失效问题,在真实电池舱中对8个并联、额定参数为12 V/20 Ah的VRLA恒流过充,充电倍率为0.17 C(27 A)。结果表明:过充后169、189、209 s依次产生H2、SO2、CO,过充33 min后产生烃类气体;梯次利用VRLA模组存在极限充电电压17.6 V,模组电压达到这一数值后内部电解水等反应加剧;热仿真温度曲线显示出模组内外部温差可达40℃,且模组长时间过充后各单体温差明显,最大温差达30℃。此外,梯次利用VRLA过充后未发生明显形变、燃烧,但监测H2浓度变化可对电池过充等异常状态进行有效预警。

磷酸铁锂储能电池簇过充热失控蔓延特性仿真研究

储能电站集装箱是以电池簇即电池多模组为基础建立的,电池模组相对密集并且极端情况下电池模组的热失控容易造成电池簇蔓延从而引发更严重的后果。因此,有必要对储能环境中电池簇的热失控蔓延过程进行热场仿真研究。通过设计和搭建8.8kW·h的磷酸铁锂电池模组试验方案进行不同充电倍率的过充试验,试验结果表明磷酸铁锂电池模组在0.4C的过充倍率时未出现燃烧现象,0.5C过充条件时出现燃烧起火现象。在试验的基础上,通过COMSOL仿真软件建立电池簇热场仿真模型,对不同倍率下电池簇的过充热失控蔓延过程进行仿真分析。仿真结果表明,电池模组0.4C倍率过充时不会引起电池簇内其他电池模组热失控,过充模组正下方的电池模组所受影响较大;电池模组0.5C倍率过充时上表面温度急剧上升,会逐级触发上方电池模组的热失控。本研究可为储能电站的过热安全防护提供理论和技术支撑。