“對(duì)于電池?zé)崾Э貋?lái)說(shuō)主要有三個(gè)比較明顯區(qū)分特征的詞，這個(gè)是可以借鑒電動(dòng)汽車鋰離子電池安全當(dāng)中，分別為泄露，起火，爆炸。泄露不是熱失控但是是引起熱失控的狀態(tài)，因?yàn)樗俏ｋU(xiǎn)存在?！?/p>

——煙臺(tái)創(chuàng)為新能源科技有限公司技術(shù)總工 李明明

聚焦“技術(shù)應(yīng)用雙創(chuàng)新，規(guī)模儲(chǔ)能新起點(diǎn)”，通過組織主題演講、展覽展示、創(chuàng)新大賽、專題研討、項(xiàng)目考察、新品發(fā)布、技術(shù)交流等多種活動(dòng)，多維度精準(zhǔn)對(duì)接全球儲(chǔ)能市場(chǎng)與應(yīng)用，助力中國(guó)儲(chǔ)能企業(yè)與國(guó)際接軌，為儲(chǔ)能企業(yè)搭建與政策制定者、規(guī)劃者、電網(wǎng)管理者、電力公司、能源服務(wù)商的交流互動(dòng)平臺(tái)。2019年5月18-20日，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)”，北極星儲(chǔ)能網(wǎng)、電力頭條APP全程直播。

煙臺(tái)創(chuàng)為新能源科技有限公司技術(shù)總工李明明

各位專家大家下午好！我來(lái)自山東煙臺(tái)，我今天帶來(lái)的題目“基于氣相分析的熱失控預(yù)警應(yīng)用技術(shù)研究”，譚總工已經(jīng)介紹了儲(chǔ)能應(yīng)用當(dāng)中的安全設(shè)計(jì)，我更具體一些，因?yàn)橄烙邢头?，我主要從防這個(gè)角度分析一下，怎么去將早期的熱失控預(yù)警的分析盡可能的早期發(fā)現(xiàn)。

我們這個(gè)公司主要從事新能源汽車和儲(chǔ)能電站，只要與電池相關(guān)的安全設(shè)施，都是我們致力于研究的方向。公司去年被評(píng)為高新技術(shù)企業(yè)，每年年增長(zhǎng)率實(shí)現(xiàn)100%，目前在電動(dòng)汽車上使用了30多萬(wàn)套的技術(shù)應(yīng)用。我們從事電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能的標(biāo)準(zhǔn)，在一些參與和制訂。

主要從三個(gè)層面講一下，

第一儲(chǔ)能安全法規(guī)現(xiàn)狀，

第二熱失控預(yù)警的研究，

第三儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用方案，。

一、儲(chǔ)能安全法規(guī)現(xiàn)狀，我僅僅做簡(jiǎn)要發(fā)明，今天下午還有一個(gè)論壇主要講法規(guī)與現(xiàn)狀的標(biāo)準(zhǔn)制訂情況。法規(guī)與現(xiàn)狀主要是因?yàn)槟壳皬碾娬镜幕馂?zāi)事故或者因?yàn)殡妱?dòng)汽車火災(zāi)事故的影響，導(dǎo)致的社會(huì)影響力比較多一些，基于這些在儲(chǔ)能電站的運(yùn)維過程中大家更注重運(yùn)維安全。通過什么樣的方法在運(yùn)維當(dāng)中更可靠、更有效的，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)研究的是基于多因素分析的大規(guī)模儲(chǔ)能的一體消防運(yùn)行策略。

火災(zāi)事故是網(wǎng)上的一個(gè)報(bào)道，特別是在2018年純電動(dòng)汽車著火事件。近期在五一左右，這段時(shí)間已經(jīng)連續(xù)發(fā)生了十多起的電動(dòng)汽車火災(zāi)事故，也引起了社會(huì)的廣大關(guān)注。火災(zāi)事故一旦發(fā)生就造成相對(duì)來(lái)說(shuō)比較嚴(yán)重的后果，這個(gè)時(shí)間對(duì)于鋰離子電池的熱失控的早期預(yù)警和防護(hù)顯得尤為重要，汽車的標(biāo)準(zhǔn)比較健全，目前出臺(tái)了比較多的標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)儲(chǔ)能方面的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在各個(gè)地方也在起草相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，比如說(shuō)電網(wǎng)公司也自己起草安全實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)。這些都是在網(wǎng)上能搜集到的。

對(duì)于電池?zé)崾Э貋?lái)說(shuō)主要有三個(gè)比較明顯區(qū)分的特征的詞，這個(gè)是可以借鑒電動(dòng)汽車鋰離子電池安全當(dāng)中，分別為泄露，起火，爆炸，泄露不是熱失控但是是引起熱失控的狀態(tài)，因?yàn)樗俏ｋU(xiǎn)存在。好多在運(yùn)行過程中的電池有這種情況發(fā)生。對(duì)于熱失控是怎么測(cè)量的？在標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中給出了一個(gè)說(shuō)明，基于電擊信號(hào)，這些都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于非電擊性的信號(hào)我們采用氣相。

熱失控預(yù)警研究，目前國(guó)內(nèi)外都采用什么樣的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)早期的非正常狀態(tài)的預(yù)警。上面有一個(gè)紅色和藍(lán)色的條，如果在紅藍(lán)之間交接部委，我們?cè)谒{(lán)色條的時(shí)候，這是BMS在做的工作，主要測(cè)量電氣信號(hào)、電壓電流、放電倍率，通過它能夠更早期的得到常態(tài)下的運(yùn)行狀態(tài)，紅色部委可能發(fā)生了熱失控，熱失控已經(jīng)產(chǎn)生或者熱蔓延狀態(tài)，帶來(lái)的動(dòng)作就是燃燒或者冒煙，持續(xù)的冒煙。我們可以看一下這種電池燃燒事故的特點(diǎn)，首先熱失控是存在著負(fù)反應(yīng)，無(wú)法根除，通過多種技術(shù)，電解液或者改良隔膜，增加一些防護(hù)的添加劑，或者阻燃電阻液可以實(shí)施綜合性的技術(shù)改良。

針對(duì)于熱失控的誘發(fā)或者是蔓延，從一個(gè)單體到另外一個(gè)單體，有點(diǎn)像類似于鞭炮式的熱蔓延，如何防止熱蔓延是我們應(yīng)該研究的重點(diǎn)課題，目前好多產(chǎn)業(yè)研究隔熱材料。對(duì)于鋰離子電池還有一個(gè)特點(diǎn)，具有復(fù)燃性，復(fù)燃性比較突出，上周做的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，3分鐘以后又復(fù)燃了，后期使用大量的水進(jìn)行滅火。

根據(jù)這些特點(diǎn)，如果在藍(lán)色條區(qū)域的時(shí)候我們是不是可以通過內(nèi)阻的變化來(lái)識(shí)別，鉛酸電池使用這種方式。目前清華大學(xué)歐陽(yáng)敏哥教授一直致力于研究。

針對(duì)于氣體好多個(gè)實(shí)驗(yàn)室在研究，國(guó)外的這些論文是比較早期的，近期的，像國(guó)內(nèi)還有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中心，包含中氣研也在研究相關(guān)的熱失控氣體，抽取氣體之后化驗(yàn)成分，同時(shí)看一下通過配置什么樣的傳感器應(yīng)用可以更早期的發(fā)現(xiàn)。這些材料得出一個(gè)結(jié)論，主要含有二氧化碳、一氧化碳、氫氣等危害性的氣體。以下是根據(jù)借鑒在國(guó)內(nèi)外其他同行做的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，我們自己搭建了一些平臺(tái)，主要是做了這三個(gè)工作：一個(gè)是氣體探測(cè)器的選型規(guī)律，選擇什么樣的氣體傳感器，第二需要做一個(gè)發(fā)展過程各數(shù)據(jù)的分析，做一個(gè)數(shù)據(jù)判斷，相當(dāng)于是一個(gè)模型。第三個(gè)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建。

我們這個(gè)工作是做的定性的工作，如果熱失控產(chǎn)生以后，有哪些氣體釋放？我們首先要知道，這是做了5種氣體的測(cè)量包含氧氣和一氧化碳，結(jié)論是一氧化碳具有代表性，乙烯也是具有代表性，這是定性。定量從60攝氏度到100攝氏度分別測(cè)量一下。

我們?cè)陔姵乩镒鰵怏w的探量，必定受到干擾氣體，無(wú)非是膠皮、電解液，我們需要去除這些。還有一個(gè)，針對(duì)于儲(chǔ)能電站當(dāng)中又加了氫氣，同時(shí)發(fā)揚(yáng)一氧化碳和氫氣上升曲線還是非常吻合的，最高的時(shí)候氫氣達(dá)到17000PPM，所以存在交叉感染的問題，但是還是有必要在空間當(dāng)中使用，因?yàn)橘|(zhì)量比較氫，容易上浮。這是總的VOC的氣體數(shù)據(jù)對(duì)比。

做完這些實(shí)驗(yàn)以后得出的結(jié)論應(yīng)該適合復(fù)合型的傳感器進(jìn)行早期的探測(cè)，這種狀況下需要把這個(gè)數(shù)據(jù)做適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)擬合，有效的判斷，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑的處理。

我們做的工作：傳感器的標(biāo)定、智能算法、高耐用等。整個(gè)防護(hù)，早期熱失控和早期預(yù)警，最后有一個(gè)外部接口。這是我們做的系統(tǒng)案例，這是每節(jié)電池包，電池包使用的是探測(cè)器，對(duì)于儲(chǔ)能電站當(dāng)中，我們使用的方法是建議對(duì)每個(gè)電池簇和電池柜還有集裝箱的空間和外部消防的接口進(jìn)行最終的防護(hù)。最后，預(yù)留雨淋式的消防噴頭。這是我們做的示意圖片。這是跟水消防聯(lián)動(dòng)的狀態(tài)，因?yàn)槟阈枰孕枰?lián)動(dòng)，但是水消防謹(jǐn)慎使用，最好使用人工啟動(dòng)，不用讓它自己?jiǎn)?dòng)。這是我們自己做的項(xiàng)目，近年做的比較多，這是我們做的一些項(xiàng)目的情況。這些都是電網(wǎng)側(cè)的，我們當(dāng)時(shí)配的七戊丙烷。這是湖南電網(wǎng)的，總控室在這邊，左側(cè)是24個(gè)集裝箱，這是運(yùn)行狀態(tài)。這是我們做的風(fēng)電的或者是太陽(yáng)能發(fā)電的一個(gè)小型化的裝置，使用七氟丙烷，要么使用的是懸掛式的，后面的圖比較有意思，右側(cè)圖是柜式改成管網(wǎng)式的，目前是風(fēng)循環(huán)的話里面有風(fēng)速，在這種狀況下如果在整體空間當(dāng)中排放的時(shí)候，可能不會(huì)有效的輸送到電池里面去，通過這種管道我們可以送到通道里面去，有效的對(duì)電池芯進(jìn)行防護(hù)。

我們目前在車上和儲(chǔ)能行業(yè)應(yīng)用的比較多，目前我們做磷酸鐵鋰電池和三元電池過渡性的研究，三元電池未來(lái)使用的乘用車更多，我們做模型分析得出防護(hù)的策略。

今天時(shí)間比較緊，我就跟大家分享這些，謝謝！