锂离子电池储能系统火灾抑制仿真研究

由于锂离子储能系统火灾燃爆危险性大且实验成本高,因此基于模型对储能系统火灾特性及灭火性能模拟仿真研究具有重要意义。本文通过火灾动力学模拟(fire dynamics simulator,FDS)软件建立了20尺(1尺=0.333 m)储能集装箱的全尺寸仿真分析模型,研究了电池系统的火蔓延过程以及CO_(2)、H_(2)和CO等特征气体的扩散规律。结果表明,电池箱着火后,在火源中心位置H_(2)和CO浓度可达到1000 ppm(1 ppm=10-4%)以上,而在集装箱角落的浓度仅为24~183 ppm;水喷淋灭火系统降温效果明显,可以将火焰上部温度自791℃迅速降低至330℃以下;此外,水喷淋灭火系统会造成电池箱的不完全燃烧,导致局部区域可燃气体浓度上升。本文的结果旨在为锂离子电池储能系统的安全设计及火灾防控技术研究提供一种仿真分析方法。