并列式预制舱换电站爆炸与泄爆模拟研究

作者：彭冠林; 凌晓东^*; 林俣洁; 姜辉

来源：储能科学与技术, 2023, 12(11): 3387-3394.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0515

• 换电站
• 锂电池
• 泄爆
• CFD

随着能源结构的变化，集油、气、氢、电为一体的综合能源站成为未来能源加注站的发展趋势。预制舱式换电站作为综合能源站的电能模块，存在因电池热失控而引发燃爆事故的风险，进而引发二次事故。本文基于已投入运行的并列式预制舱换电站建立了1∶1三维仿真模型，将换电站内电池热失控所释放的气体作为爆炸源，通过CFD模拟研究了并列式预制舱换电站发生燃爆事故时的冲击波传播过程，确定了现有结构下的事故最大影响范围，探究了泄爆装置设置方式对泄爆效果的影响。研究结果表明：(1)通过模拟可以得到换电站舱内发生燃爆事故后产生的最大爆炸超压及最大影响范围，对并列式换电站邻侧换电舱影响较小。(2)通过设置泄爆装置可降低最大爆炸压力，大幅降低换电舱爆炸冲击波超压，有效减弱燃爆事故后果。(3)泄爆效果与泄爆装置开启压力近似线性相关，开启压力越小则泄爆效果越明显；泄爆效果受泄爆装置与点火源相对距离影响，泄爆装置距离点火源位置越近时泄爆效果越好；泄爆效果受泄爆装置设置位置影响，泄爆率由高到低为后部、侧部与顶部。为保证综合能源站安全运行，防止多米诺事故发生提供支撑。