锂电池储能系统热失控气体生成及扩散规律研究

作     者：甄箫斐 王贝贝 张小虎 孙一铭 曹文炅 董缇 ZHEN Xiaofei;WANG Beibei;ZHANG Xiaohu;SUN Yiming;CAO Wenjiong;DONG Ti

作者机构：兰州交通大学新能源与动力工程学院 铁道车辆热工教育部重点实验室 甘肃省消防救援总队甘肃兰州730070 

基　　金：国家自然科学基金(52206255) 甘肃省自然科学基金(23JRRA917) 甘肃省青年自然科学基金(23JRRA903) 甘肃省住房和城乡建设厅科研项目(JK2023-49) 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2024年第13卷第6期

页      码：1986-1994页

摘      要：锂离子电池在热失控过程中将产生大量可燃性气体,是导致储能系统燃爆的主要风险。为研究系统尺度锂电池热失控可燃气体的生成及扩散规律,本文首先通过实验测试了某磷酸铁锂电池在不同热失控触发条件下的产气组成。基于实验结果,建立了预制舱储能系统热失控过程产气及扩散仿真模型,并分析了不同位置电池单体触发热失控后的可燃气体扩散规律。结果显示,在释放的气体中,H2占比约30%,且不受空气组分影响,更适合作为电池热失控的警告气体;经模拟发现,在电芯防爆阀打开3 s内,H2主要集中于电池模块区域,随着风冷循环,向电池模块外部间区域位置进行扩散,在120 s内将扩散至整个储能电池舱;基于此,给出了针对该储能舱最优的气体传感器及风道布置方案。本文研究结果能够为储能系统可燃气体监测点布局与排放路径设计提供参考。

主 题 词：热失控 产气特性 锂电池储能系统 数值仿真 气体扩散 

学科分类：0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0028

馆 藏 号：203127217...