全尺寸预制舱式储能柜热失控早期征兆分析

作者：许磊^*; 刘晓鹏; 王勇俞

来源：储能科学与技术, 2022, 11(08): 2463-2470.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0280

• 预制舱式储能柜
• 热失控
• 早期征兆
• 气体浓度
• 全尺寸实验

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。