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环境压力对锂离子时高蓄电池储能集装箱火灾特性的影响
跟着锂离子电池储能在高海拔区域的普及与使用,储能集装箱火灾危险的演化仍存在不确定性。本研讨选用数值模仿办法,探讨了不同环境压力下锂离子电池储能集装箱的火灾特性。研讨结果表明,峰值...热开释速率常压下火灾的[缺失词]显著高于低压下。具体而言,在100 kPa时的热开释率(heat release rate)为9215 kW,比40 kPa时的数值高出42%,后者仅为3900 kW。这一峰值热开释率(peak heat release rate)还与环境压力呈现幂函数联系。此外,火灾在低压环境下往往继续时间更长,高温区域会扩展且蔓延速度加速。而且,较高的压力会导致CO和CO的峰值浓度升高。尽管烟气峰值浓度较低,但在低压环境下烟气的扩散速度更快。该研讨结果可为评价露出于不同环境压力下的锂离子电池储能集装箱的火灾危险性以及设计消防措施提供基础。

引言

当时的全球能源革新和技术革新正在深入推动且仍呈上升趋势。可再生能源的开展作为一项重大战略方向以及应对气候改变的一致行动正被大力推动(Hao and Shao 2021; Kriegler 2011)。但是,可再生能源发电的波动性和间歇性给电力系统带来了应战(Shi et al., 2014)。为了解决这一问题,储能技术正在得到开展,以平抑可再生能源发电的波动并增强电网灵活性。锂离子电池(LIBs)因其高能量密度、长循环寿命和低环境影响而常用于电化学储能集装箱中(Wang et al., 2019a)。但是,LIBs固有的不稳定性或许导致热失控(TR),当遭到机械、电气或热滥用时会引发火灾和爆破(Lyu et al., 2020; Mallick and Gayen 2023; Wang et al., 2012)。在集装箱级储能的状况下,如果其间一个发生TR,或许会蔓延至整个储能集装箱,形成剧烈的火灾和爆破。近年来,LIB储能集装箱频繁发生火灾事故,形成了严峻的经济损失甚至人员伤亡(Lai et al., 2022)。跟着LIB储能集装箱越来越多地被使用并扩展到高海拔区域,了解这些集装箱在不同条件下的起火特性至关重要。
曩昔,学者们对LIBs的TR特性和火灾行为进行了广泛研讨,首要会集在荷电状况(SOC)的影响(He等,2023;Liu等,2023;Wang等,2021a,2023c;Zhang等,2021)、充放电倍率(Gao等,2019;Liu等,2022d;Sun等,2020)、电池差异(Duh等,2020;Wang等,2022;Yuan等,2020)、空间特性(Liu等,2023;Tao等,2020;Wang等,2021c;Yan等,2021;Zhang等,2024b)以及加热形式(Wang等,2019b;Zhang等,2021,2024b)等方面。Zhang等人(2021)选用多种加热办法对不同SOC的LIBs进行了加热。他们的研讨结果表明,加热棒与电池之间的接触面积较小,需求更高的温度才能引发TR。此外,与加热线圈相比,加热棒在电池TR进程中会产生更多的可燃气体。跟着SOC的增加,LIB热失控的强度不断加重,而引发TR的能量阈值则下降。Gao等人(2019)研讨了不同充放电倍率下LIBs的热特性。结果表明,充放电倍率的提高与最高温度及最高升温速率的上升之间存在直接相关性。此外,充电期间TR放热量与放电期间TR放热量的比值继续增加。Wang等人(2022)研讨了t
但是,由于开展大规模LIB火灾实验存在相关危险且成本高昂,以往的大多数实验都会集在单体电池或模组上。关于储能集装箱火灾等大规模LIB火灾,关于不同环境压力下火灾特性的研讨较少。在本研讨中,选用数值模仿办法进行建模,并根据先前LIB的TR实验获得的特征参数以及电池本身的物理参数来确定模仿参数。通过树立火源,我们能够模仿LIB中TR的发生。在其他参数保持不变的状况下,我们仅改变环境压力,以剖析受不同压力影响的LIB储能集装箱的火灾行为。剖析和讨论涵盖了包含热开释率、温度分布和有毒气体排放等特征参数的改变状况。

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