全氟己酮气体灭火系统在磷酸铁锂电池储能预制舱的应用

“双碳”目标下,需要建设大量与“风”“光”等新能源配套的磷酸铁锂电池储能电站,但磷酸铁锂电池具有较大火灾危险性,其灭火措施研究尚不完善。全氟己酮灭火剂是一种新型哈龙和氢氟烃类灭火剂的优良替代品,对其是否适用于扑灭储能锂电池火灾并抑制其热失控存有争议。基于全氟己酮应用于磷酸铁锂电池火灾的既往研究成果,优化了全氟己酮气体应用于磷酸铁锂电池储能电池舱的灭火方式,采用“局部应用”与“全淹没”灭火方式相结合,通过模型试验验证了灭火效果并得出了相关设计参数,以工程案例详细论述了全氟己酮气体灭火系统在储能电池舱的应用方案。

锂离子电池储能预制舱通风排烟仿真研究

为预防储能预制舱内电池热失控产气引发的安全问题,采用CFD数值模拟方法,建立原尺寸储能预制舱热失控气体扩散模型,分析多种通风方案下气体的扩散规律及舱室排烟效果。研究结果表明:无风状态下,可燃气体将在73.5 s扩散至舱室顶部中央;通风状态下,气体监测预警响应时间比无风状态下提前;室内通风将改变热失控气体的扩散规律和堆积情况,顶部送风时,气体主要在送风口对侧堆积,底部送风时,气体主要在送风口附近堆积;需结合通风方案选择排烟位置以提高排烟效率,无通风时应选择顶部排烟;提出1种基于仿真技术的预制舱通风排烟设计策略。研究结果可为储能系统通风排烟方案的设计与优化提供参考。

储能锂离子电池预制舱热失控烟气流动研究

随着电化学储能的大规模应用,储能系统的安全事故时有发生。在储能系统中,锂离子电池一旦发生热失控,其产生的可燃烟气极易被点燃,从而造成起火、爆炸事故。大型储能系统的电池热失控和蔓延产生的烟气流动危害极大,且试验成本高。因此,基于模型对储能预制舱的热失控烟气流动行为进行研究具有重要意义。本工作针对方壳磷酸铁锂电池开展了热失控喷发产气的测试,获取了电池喷发的产气量和气体成分。以此作为模型输入,通过Flacs软件建立了兆瓦时级的储能预制舱模型,研究了预制舱内多种热失控情景下的烟气流动行为。仿真结果表明,电池热失控后舱内的可燃气体积受电池位置和失控电池数量影响。热失控电池小于3只时,模组位置越高可燃烟气扩散的面积越大;热失控电池多于3只时,随着电池数目增多,发生热失控的模组位置越低,可燃烟气扩散的面积越大。对于同一个高度的模组,不同的位置形成的可燃烟气体积基本一致,且电池室中的可燃烟气会扩散至控制室。此外,在预制舱两侧增加泄压板,可有效地将舱内可燃气体排出,但泄压效果受泄压板位置和泄压面积影响。

全尺寸预制舱式储能柜热失控早期征兆分析

面向电化学储能应用中出现热失控、火灾、燃爆等一系列消防安全问题,通过开展预制舱式储能柜热失控实体实验研究,分析预制舱式储能系统在热失控早期出现的征兆信息,探索提升电化学储能系统的消防技术方法。首先,本文分析了预制舱式储能系统在热滥用的触发条件下,其电压、温度、氧浓度和CO浓度等关键参数的变化规律,系统讨论了储能系统热失控过程及其早期征兆表现规律。研究结果表明,在热滥用条件下,电芯表面温度迅速升高,系统发生热失控时,其最高温度可达1000℃以上;电压值征兆变化明显早于温度变化,其征兆的早期特征尤为显著,认为电压信号可作为储能系统热失控预警的征兆信号;电箱内温度变化情况显示,电箱下方发生热失控时,液冷系统的隔板有效延迟电箱内部温度变化,保护电池系统安全;获取CO浓度在电箱和电柜内的变化情况,可为气体探测器的设置应用提供基础数据,通过氧浓度估算热释放速率峰值较大,但总热量较低,因而开展初期预警征兆,用以防控储能系统火灾是可行的。针对电化学储能系统热失控的复杂特点,发展多信息融合的检测、预警技术,具有非常重要的意义和应用价值。

锂离子电池电力储能系统消防安全现状分析

锂离子电池储能技术是储能领域最具应用前景的技术之一,但安全问题一直是其大规模推广应用所面临的主要挑战。本文对锂离子电池电力储能系统消防安全研究的最新进展进行了概括,从锂离子电池火灾特性、灭火剂适用性、消防装备匹配性和技术规范等方面分析了目前电力储能系统消防安全现状。通过比较电力储能系统与电动汽车安全性、电气火灾与锂离子电池火灾的区别与联系,系统性地阐述了目前锂离子电池储能消防技术的不足与缺陷,并指出预制舱式储能在消防安全设计方面可能的技术途径。最后,对锂离子电池储能消防安全系统的技术需求与发展方向进行了展望。

基于磷酸铁锂储能电站灭火技战术研究

锂电池储能技术以其费用低、技术成熟、能量密度大及循环寿命长等优点成为电化学储能领域最广泛应用技术之一,但安全问题也是其突出的缺点。文章从储能系统工作原理、安全风险因素、热失控特征辨识等方面分析锂电池储能系统灭火技战术措施及注意事项,为一线消防救援人员处置此类火灾提供经验。

电网侧大规模预制舱式电池储能电站集成技术研究与应用

电池储能在电力系统发输配用电领域均已开展相关工程应用,包括改善大规模可再生能源出力特性、提升用户侧分布式可再生能源消纳、需求侧响应及削峰填谷等。文章对电网侧大规模储能系统电站的电池类型、成组方式、集成设计,以及电站的源网荷控制策略进行了详细阐述。最后,对大规模电池储能系统在电网侧的应用情况和特点进行了归纳总结。