预制舱式磷酸铁锂电池储能电站能耗计算研究

[目的]基于站内能量损耗来源和设备属性详细分类,提出了预制舱式磷酸铁锂电池储能电站能耗计算方法。[方法]从储能电站的角度论述了预制舱式磷酸铁锂电池储能电站能耗计算中需考虑的主要因素,进而将储能电站的能耗分为2个部分,即储能系统自身的损耗和辅助设备运行的损耗,并分别给出了每部分能耗的计算方法及效率值的选取方法。[结果]通过实际算例,分析了配置规模为2 MW/2 MWh的储能电池预制舱在典型运行方式下的全天运行能耗,并与现场试验结果进行了对比,从储能电池产热和空调传导热能的角度分析了现场试验结果和理论分析的差别,对储能电站的能耗统计提出了建议。[结论]研究提出的能耗计算方法较全面地论述了影响预制舱式磷酸铁锂电池储能电站能耗指标的主要因素,依据设备属性详细分类给出了主要设备的能耗计算方法,具有较好的工程参考价值。

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站燃爆事故模拟及安全防护仿真研究

随着电化学储能电站规模化建设投运,储能电站火灾事故时有发生,储能电站消防问题日益突出。为研究由锂电池热失控产生的可燃气体导致的储能舱爆炸事故,基于实际储能电站尺寸建立1:1几何模型,以储能舱内部过充引发的磷酸铁锂电池汽化电解液为燃料,通过爆炸模拟软件FLACS研究了由锂电池热失控引发的单一储能舱爆炸对周围储能舱的冲击性,并探索了加装隔离措施对抑制储能舱爆炸蔓延的防护性。仿真结果表明:储能舱内部气体爆炸产生的冲击波在0.5 s后打开泄压板向四周扩散,冲击周围相邻储能舱,超压波显著高于泄压板临界值,有引起连环爆炸的危险;对起始爆炸的储能舱加装隔离板能有效抑制燃爆反应在水平方向的扩散,隔离措施高度越高,阻隔蔓延效果越明显。该研究成果可以为电化学储能电站安全消防设计及爆炸防护提供理论和数据支撑。

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站防火设计

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站在我国应用较为广泛,其消防安全问题是国内外关注的焦点问题。本文通过开展磷酸铁锂储能电池模块在过充条件下的燃烧特性试验,分析总结了预制舱式磷酸铁锂电池储能电站火灾发生发展的特点,并以此为依据,从火灾危险性、防火间距、火灾预警策略、灭火系统设计、消防给水及消防车道等方面提出储能电站防火设计的基本原则。

基于电池储能电站的开关柜局部放电在线监测系统研究--评《磷酸铁锂电池储能电站消防技术与工程应用》

将电能大规模储存起来,进行灵活稳定调用,一直是电力系统努力的方向。近年来,随着电池储能技术的高速发展,储能电站的建设也在稳步开展,如湖南、江苏、河南等地均有电池储能电站并网运行。电池储能作为大规模储能系统的重要形式之一,具有调峰、填谷、调频、调相和事故备用等用途。

电化学储能电站用磷酸铁锂电池电性能及电极材料理化性能分析

为优化储能电站电池充、放电运行维护策略,对储能电站用磷酸铁锂电池在恒功率P、2P、4P下进行充、放电性能试验,拆解后对电极材料进行扫描电镜形貌测试、X射线衍射测试、电感耦合等离子光谱测试。结果表明,随着充、放电功率增大,电池完成充、放电循环时间变短,内阻变大,电池有效充、放电容量变小;4P功率下电池正极的磷酸铁锂颗粒有明显的裂纹,负极表面的Fe、P、S等元素质量分数偏高;循环充、放电到一定次数后,电池开始老化,出现FePO4相;大功率充、放电使负极材料中锂元素质量分数升高,正极锂元素质量分数与功率呈反比关系,加速电池的老化。储能电站实际运维中,对电池宜采用低功率的充、放电策略,可有效提高电池使用寿命及安全可靠性。

不同放电功率下的储能用磷酸铁锂电池热失控特性实验研究

以某款52 Ah储能用方形磷酸铁锂电池单体为对象,采用400 W的外部热源、20.8~166.4 W(1~8 h)的恒功率放电以匹配电池工作状态下的热滥用条件,测量电池热失控过程中的表面温度和电压,记录热失控实验现象和关键时间点,对比研究不同放电功率对热滥用诱发热失控进程的影响。结果表明,放电操作会加速热失控的进程,且放电功率越大,热失控越早发生,从不放电到166.4 W恒功率放电,安全阀打开时间缩短了23.4%,热失控触发时间缩短了5.6%;与此同时,四组放电工况由于放出部分能量,最终热失控的严重程度有所降低,放电工况下的热失控最高温度和最大温升速率比不放电工况最高分别下降了9.0%和53.3%;另外,放电操作会造成热失控过程中电压更大的波动,后续电压下降的时间窗口前移至开阀时间附近,这将更有利于利用电压变化对热失控进行预警。总体而言,放电操作在加速热失控进程的同时,降低了热失控最终的严重程度。本工作可对电化学储能电站的日常安全运营和电池管理系统设计提供参考。

磷酸铁锂储能电池过充热失控的多参量特性分析及热失控抑制技术研究

方形铝壳磷酸铁锂电池在过充等条件下容易造成电池内短路,严重威胁储能电站的安全运行。该文搭建了电池过充热失控多参量特性原位测试平台,将电池放置在模组壳内部试验以模拟实际电池的静态封闭环境,采用设计的气体原位监测系统监测CO、CO_(2)、H_(2) 3种气体的体积分数,使用高温电阻应变片测量电池过充膨胀形变。研究了不同充电倍率、不同容量电池的过充热失控现象与电压、温度、产气、形变特征;针对电池热失控抑制问题,设计了基于热敏绝缘材料的自触发电池热失控抑制装置。结果表明:方形铝壳磷酸铁锂电池通常在防爆阀开启前数秒可以检测到少量CO和H_(2);电池中间首先出现膨胀形变,检测到形变至少比检测到气体早243 s,至少比电池短路提前248 s,表面形变可作为电池过充热失控预警的有效指标;设计的自触发电池热失控抑制装置可以将电池过充热失控最高温度从358.80℃降低到259.06℃,装置同时兼具体积小、成本低、无需供电且反应后不影响其他电池等优势,可有效实现储能电站的分布式热失控抑制。研究成果对磷酸铁锂储能电站安全预警具有重要意义。

电网储能用磷酸铁锂电池弛豫现象研究

磷酸铁锂储能电池长时间处于调峰调频复杂工况下会引起电池电极活性降低和寿命衰减现象。开展了调峰调频工况下磷酸铁锂储能电池模组的充放电实验,对其弛豫行为进行分析,对比不同荷电状态(SOC)、不同充放电方式、不同充放电倍率下弛豫电压的变化,提出电压偏移率作为度量电压恢复能力的指标。实验结果表明:调频模式的电压恢复时间大于调峰模式,电流倍率越大,弛豫时间越长;调峰模式下每次充放电循环后间歇静置540~660 s,调频模式下每次循环后静置900~1100 s,有利于电压的恢复。

锂离子电池储能电站的热失控状态检测与安全防控技术研究进展

锂离子电池具有能量密度大、使用寿命长、工作温度范围宽、自放电小等优点,是中国电化学储能电站的主流电池技术。然而,在加热、过充等恶劣工况下,锂离子电池易发生热失控引发火灾甚至爆炸,因此其安全问题已逐渐成为锂离子电池储能电站建设及大规模应用的首要问题。该文系统分析了锂离子储能电池热失控的诱因、电池内部反应过程及外部特征参量的变化规律,重点总结了当前主要的电池热失控状态检测技术、智能诊断算法及储能电站安全防控技术,最后对储能电站热失控状态检测及安全防控技术进行了总结和展望。

磷酸铁锂电池在油田储能修井机中的应用

目前在国内各大油田修井作业现场,井场变压器容量过低,使得电动修井机无法正常工作,推广受到限制。研制以磷酸铁锂电池作为储能单元的储能修井机,通过BMS、充放电管理系统、热管理系统的统一协作控制,实现了电池储能技术在修井机上的应用。经过现场工业试验,电动储能修井机可满足不同井况、工况的作业需求,且在井场停电的情况下,储能单元提供的电源能够独立完成作业。

一起磷酸铁锂储能电站火灾事故调查与分析

随着新能源产业的迅猛兴起,储能行业也蓬勃发展,其中磷酸铁锂储能电站成为储能领域的重要组成部分。然而,在储能电站投入运营的过程中,存在一些安全隐患,如安全意识淡薄、系统设备调试不规范、火灾处置程序不当等问题,这些问题直接导致了储能安全问题的凸显。本文通过对一起磷酸铁锂储能电站事故进行全面深入的调查和分析,包括现场勘验、救援处置情况分析、火灾事故成因分析等方面,揭示事故的原因。在此基础上,针对储能电站的安全运营,提出了合理化建议,确保人民群众和消防救援人员的人身安全,并保障储能行业的安全发展。

液氮抑制32650型磷酸铁锂电池组热失控传播特性试验研究

文章从磷酸铁锂电池组热失控危险特性出发,通过试验研究32650型磷酸铁锂电池单体热失控特征及其电池组间热失控传播过程。探究利用液氮喷淋阻断电池组间热失控传播,分析液氮对磷酸铁锂电池的防灭火效能。结果表明:单体锂电池热失控可划分为被动加热、安全阀泄压、自反应、喷射火、明火熄灭等5个阶段,单体电池温度变化曲线呈倒“V”形。液氮可有效阻断电池组间的热失控传播,能够大幅降低喷射火阶段的电池峰值温度。且喷淋时间越长,阻止电池组热失控传播越明显。30 s液氮喷淋条件下,除电池A1外,其他电池未进入安全阀泄压阶段。

电化学储能系统中磷酸铁锂电池荷电状态估计研究

常规的磷酸铁锂电池荷电状态估计观测方程被设定为问题点位测定,其估计范围受限,导致最终得出的荷电状态估计稳态误差较大,为此,提出电化学储能系统中磷酸铁锂电池荷电状态估计研究。根据当前的荷电状态估计需求,先计算SOC估计补偿系数,再采用多阶的方式,打破估计范围的限制,建立多阶观测方程。以此为基础,设计深度神经网络磷酸铁锂电池荷电状态估计模型,并采用OCV核验修正实现状态估计。经过4个测试周期的分析,在0.1 s、0.3 s和0.5 s 3个放电时间背景下,磷酸铁锂电池最终得出的荷电状态估计稳态误差都被控制在0.4以下,且泛化能力明显提高,表明该方法更高效、具体,实用性强。

储能磷酸铁锂电池寿命的影响因素研究

磷酸铁锂电池是电化学储能系统中关键零部件之一,其寿命是储能系统产品重要指标。本文以磷酸铁锂电池使用寿命作为研究内容,分析影响磷酸铁锂电池使用寿命的主要原因,找准问题症结,列举多项主要影响因素,为储能电池运维管理工作开展指明正确方向。以延长储能电池平均寿命、降低储能成本为目标,提出多项电池寿命延长策略,逐一阐述各项策略的实现方法。旨在切实改善磷酸铁锂电池使用条件,保证储能系统安全平稳运行,充分挖掘电池剩余利用价值。

磷酸铁锂电池在新能源储能系统中的性能研究与优化

本文研究了国内外磷酸铁锂电池市场的发展状况,动力电池市场存在的问题,并根据中国远景科创智能技术公司的产品,深入研究了磷酸铁锂电池在电池市场中的开发应用前景及市场运作方式等。我国的储能行业仍需要由政府有关部门安排实施鼓励优惠政策,并推动研究示范工程,建立健全产品标准化,推动中国磷酸铁锂电池储能产业发展。

磷酸铁锂储能电站的火灾防控策略

随着作为储存绿色能源关键节点的磷酸铁锂储能电站的快速普及,其火灾风险逐渐增加。优化磷酸铁锂储能电站的防控策略成为避免火灾发生的重要途径。因此,我们需要了解磷酸铁锂电池及储能系统构成、燃烧机制,并分析磷酸铁锂电池热失控及储能电站发生火灾的原因,从提高电池安全性能、改进电站整体管控系统、完善火灾防控配套系统等方面确保磷酸铁锂储能电站稳定运行。并结合磷酸铁锂储能电站火灾特点,为火灾扑救提供借鉴。

基于OCV模型优化的磷酸铁锂电池SOC估计

锂离子电池荷电状态(SOC)与开路电压(OCV)的关系曲线(OCV曲线)是影响其SOC估计精度的核心因素。针对小电流OCV(LO)测试耗时短但数据精度较低的问题,提出一种OCV模型及其优化方法。该方法基于LO测试的OCV数据,采用道格拉斯-普克算法和分段线性函数建立OCV模型。并将OCV曲线上的4个OCV点作为变量,建立了其他OCV点的随动模型,使曲线能够运用粒子群优化算法进行优化。基于优化后的OCV曲线,动态工况下的端电压估计绝对平均误差降低83.5%,采用自适应扩展卡尔曼滤波的SOC估计误差小于0.3%。该方法能够基于耗时短的LO测试获取准确OCV曲线,降低锂离子电池研究与应用的测试成本。

退役磷酸铁锂电池负极石墨的预锂化再生

对退役磷酸铁锂(LiFePO_(4))电池的负极石墨进行预锂化,使石墨变为锂碳化合物并进行热处理,从而实现石墨的晶型转变.将预锂化后的LiFePO_(4)电池热处理,回收得到的石墨经不同处理,所得样品分别与导电炭黑和黏结剂等物质进行混合制成新的电极,组装成电池后进行电池的性能测试.结果表明,在电流为0.1C的条件下,预锂化热处理的石墨样品经酸浸后所制成的纽扣电池平均放电比容量为322.3 mAh·g^(-1),远远高于其他对比组,其循环稳定性也强于人造石墨.说明退役电池负极石墨通过预锂化、热处理和酸浸处理后能够得到优质再生石墨.

优先提锂湿法工艺回收废旧磷酸铁锂电池

文章详细介绍了一种优先提锂湿法回收碳酸锂的工艺流程,先用碱除铝,再酸浸分离磷酸铁,除杂后沉锂,工艺流程简化、试剂消耗量小、锂浸出选择性较高,工艺经济效益相对更好,可以为磷酸铁锂电池回收企业提供一种工艺流程简化、试剂消耗量小、锂浸出选择性较高、工艺经济效益相对更好的工艺技术路线。

储能电站磷酸铁锂电池模组灭火参数的仿真优化

为研究储能场景下磷酸铁锂电池组热失控火灾的最佳灭火方式,通过火灾动力学模拟软件建立储能电池模组等尺寸模型;对模型开展不同热失控位置、细水雾流量、雾滴直径和细水雾喷头布置位置的仿真实验.仿真结果表明:细水雾流量和雾滴直径对灭火效果有很大影响,适当增大细水雾流量、减小雾滴直径可以明显提升灭火效果;综合灭火系统设计安全性及制造成本,确定最佳灭火参数组合为细水雾流量2.0 L·min^(-1)、雾滴直径200μm、细水雾喷头布置位置为电池箱顶部中央.