儲(chǔ)能電池
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-16
儲(chǔ)能電池的視頻教程
Starccm儲(chǔ)能風(fēng)冷/液冷系統(tǒng)熱管理設(shè)計(jì)策略與仿真-十二大專題電池儲(chǔ)能熱管理設(shè)計(jì)仿真入門進(jìn)階45講
課程針對(duì)工程應(yīng)用，采用的風(fēng)冷電池簇，液冷電池簇作為課程仿真演示對(duì)象，對(duì)風(fēng)冷單個(gè)電池包和液冷單個(gè)電池包模型簡(jiǎn)化方法、網(wǎng)格劃分、仿真模型建立、工況計(jì)算依據(jù)、工況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行詳細(xì)的講解，另外一個(gè)模塊是儲(chǔ)能熱管理設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零部件選項(xiàng)設(shè)計(jì)。
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新能源汽車電池/儲(chǔ)能熱管理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)階到高階-十大專題50個(gè)技術(shù)點(diǎn)掌握熱結(jié)構(gòu)建模核心能力
課程主要從動(dòng)力電池熱管理以及儲(chǔ)能熱管理分析10個(gè)章節(jié)共計(jì)42講，來系統(tǒng)得闡述熱結(jié)構(gòu)工程師所需要具備的能力及分析處理辦法，使學(xué)員能夠從多角度輕松應(yīng)對(duì)職場(chǎng)挑戰(zhàn)。 第一章從動(dòng)力電池的應(yīng)用場(chǎng)景角度，分析電池系統(tǒng)熱管理的重要性，要求及熱管理開發(fā)思維導(dǎo)圖分析，詳細(xì)的講述了動(dòng)力電池領(lǐng)域熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占據(jù)的重要地位及人才重視程度等。
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儲(chǔ)能電池的實(shí)例教程
摘 要：目前全電船舶儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由鋰電池構(gòu)成，對(duì)其進(jìn)行合理的熱設(shè)計(jì)是保證儲(chǔ)能系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。以某型船用儲(chǔ)能電池包為研究對(duì)象，分別設(shè)計(jì)其風(fēng)冷和水冷散熱系統(tǒng)，基于Icepak軟件進(jìn)行兩類冷卻系統(tǒng)的散熱特性仿真及評(píng)估。通過改變風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的入口風(fēng)速、風(fēng)扇半徑、風(fēng)扇數(shù)量，以及液冷散熱系統(tǒng)的冷卻液流速、冷卻液入口溫度等參數(shù)，對(duì)比分析參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)散熱效果的影響，為全電船舶儲(chǔ)能系統(tǒng)散熱方案的選取和散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能電池包;風(fēng)冷散熱系統(tǒng);液冷散熱系統(tǒng);溫度分布;參數(shù)影響;
1 引言
隨著各國(guó)對(duì)航運(yùn)節(jié)能減排的高度重視，一些新技術(shù)、新理念被應(yīng)用到了船舶的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)當(dāng)中。全電船舶作為其中極具代表性和發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一，被認(rèn)為是構(gòu)建未來綠色航運(yùn)體系的重要一環(huán)[1]。全電船舶可看作是“移動(dòng)的微電網(wǎng)”,而儲(chǔ)能系統(tǒng)則是其微電網(wǎng)的重要組成部分，承擔(dān)著平抑負(fù)荷波動(dòng)，改善電能質(zhì)量的任務(wù)，可為船舶安全可靠的運(yùn)行提供重要保障[2]。
目前，全電船舶的儲(chǔ)能系統(tǒng)以電池儲(chǔ)能為主，磷酸鐵鋰電池因其具有較高的安全性和較長(zhǎng)的循環(huán)使用壽命，成為儲(chǔ)能電池的首選。由于鋰離子電池自身的特性，其在正常充放電過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致電池溫度升高。而全電船舶的儲(chǔ)能系統(tǒng)則是由大量的單體電池通過串并聯(lián)的方式構(gòu)成，加之船上空間狹小緊湊、相對(duì)封閉，這給儲(chǔ)能電池的散熱帶來了巨大挑戰(zhàn)。若不能采取有效的散熱措施，不僅影響儲(chǔ)能電池的工作性能和使用壽命，更有可能會(huì)引發(fā)電池熱失控，導(dǎo)致船舶失火等事故的發(fā)生，嚴(yán)重影響船舶航行安全[3]。因此，對(duì)儲(chǔ)能電池進(jìn)行熱管理，分析其在不同散熱方式下的熱特性，以選取合適的冷卻方案，確保電池工作在合適的溫度區(qū)間，對(duì)保證船舶儲(chǔ)能系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行具有重要意義。
考慮到船舶運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性和設(shè)備運(yùn)行的可靠性，在船舶電氣設(shè)備的熱設(shè)計(jì)中主要采用風(fēng)冷散熱和液冷散熱。
展開 實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，能源是“主戰(zhàn)場(chǎng)”，電池儲(chǔ)能是一種實(shí)現(xiàn)綠低碳最為行之有效的辦法，電池儲(chǔ)能市場(chǎng)也迎來了新的拐點(diǎn)。自儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展被提上日程以來，儲(chǔ)能電池市場(chǎng)呈現(xiàn)了指數(shù)型增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，甚至電池儲(chǔ)能市場(chǎng)出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，隨著電池儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)量的增加，寧德時(shí)代、中航鋰電、比亞迪等電池企業(yè)也在儲(chǔ)能應(yīng)用板塊持續(xù)加碼，迎接萬億市場(chǎng)的到來。
電池儲(chǔ)能快速增長(zhǎng)，安全問題不容忽視
電池儲(chǔ)能的快速發(fā)展對(duì)于構(gòu)建新型綠色能源，實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)有著積極的推動(dòng)意義。但是安全問題似乎又成為了限制電池儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展的一大因素.
新型儲(chǔ)能是指除抽水蓄能以外的其他新型的電化學(xué)儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能技術(shù)。截至2021年底，中國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)2.4GW，占儲(chǔ)能裝機(jī)總?cè)萘康?2.5%，其中鋰離子電池儲(chǔ)能占新型儲(chǔ)能的89.7%，是當(dāng)前發(fā)展最快速、應(yīng)用最廣泛、相對(duì)成熟的新型儲(chǔ)能技術(shù)路線。然而，鋰離子電池儲(chǔ)能電站火災(zāi)爆炸安全事故時(shí)有發(fā)生，已成為制約電池儲(chǔ)能規(guī)模化發(fā)展的主要障礙。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2011年至2021年，全球儲(chǔ)能安全事故共發(fā)生50余起，其中事故起數(shù)排名前4位的是：韓國(guó)30余起、美國(guó)10余起、中國(guó)4起、澳大利亞3起。2022 年 1-5 月， 全球就已經(jīng)發(fā)生了 17 起以上的儲(chǔ)能著火事故。國(guó)內(nèi)在電池儲(chǔ)能站快速發(fā)展的同時(shí)，由于 電池、PCS 質(zhì)量問題或者系統(tǒng)集成商施工能力良莠不齊，電池儲(chǔ)能火災(zāi)隱患較為嚴(yán)重， 起火事故頻繁。鋰離子電池儲(chǔ)能安全問題是世界性難題，也成為建設(shè)新型電力系統(tǒng)安全難題。
通過對(duì)儲(chǔ)能事故分析發(fā)現(xiàn)，造成事故的主要因素有以下幾點(diǎn)：鋰離子電池熱失控。儲(chǔ)能電池單體因質(zhì)量缺陷、機(jī)械損傷、受熱或外部短路等導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)短路，引發(fā)電池熱失控起火，在熱濫用的作用下，整個(gè)電池模組和電池簇被點(diǎn)燃甚至發(fā)生爆炸。
什么是電池熱失控？
展開 很有趣的是，比亞迪的儲(chǔ)能電池400次循環(huán)下也沒有明顯的衰減。
圖7 sonnenBatterie的循環(huán)效果
圖8 比亞迪的循環(huán)效果
這些產(chǎn)品的效率特性如下，基本沒有特別大的差異特性。
圖9 儲(chǔ)能產(chǎn)品的吞吐效率
小結(jié)：等Report11出來了，我再更新一下。
從目前的循環(huán)特性來看，鐵鋰做儲(chǔ)能應(yīng)該比三元效果更好，這也是特斯拉開始從三元儲(chǔ)能切換到鐵鋰做儲(chǔ)能的核心原因。
電池儲(chǔ)能電站是用大批蓄電池，把谷期中電網(wǎng)富余的電能儲(chǔ)存起來集中高效運(yùn)轉(zhuǎn)，在峰期再重新送回電網(wǎng)，緩解供電緊張局面的設(shè)施。
電力系統(tǒng)中配置電池儲(chǔ)能電站，不僅可以提高電網(wǎng)的調(diào)峰能力，實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰，而且具有占地面積 小、反應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)，提升了電網(wǎng)的負(fù)荷承載，可為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供重要的支撐。
最常見的儲(chǔ)能電站是抽水型儲(chǔ)能站，但該設(shè)施對(duì)場(chǎng)地要求較高,建設(shè)周期較長(zhǎng)，因此發(fā)展受到了一定的制約。電池儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，取得了實(shí)質(zhì)性的突破，尤其在成本方面。
據(jù)行業(yè)分析，鋰離子電池成本未來會(huì)繼續(xù)下降。當(dāng)前電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能技術(shù)仍處在發(fā)展中，標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化程度低，且構(gòu)成復(fù)雜，雖然發(fā)展前景可觀，但道阻且長(zhǎng)，尤其是電池儲(chǔ)能電站的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行、維護(hù)、檢修及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，仍需不斷完善，以確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
儲(chǔ)能電池及管理系統(tǒng)組成
電能儲(chǔ)存的方式主要分為 4 種:電池型儲(chǔ)能、電感器型儲(chǔ)能、電容器型儲(chǔ)能和其他類型儲(chǔ)能。電池型儲(chǔ)能相較于其他類型,具有容量大、安裝便捷、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，在儲(chǔ)能系統(tǒng)中應(yīng)用較廣。
儲(chǔ)能電池主要用于調(diào)峰調(diào)頻電力輔助服務(wù)、 可再生能源并網(wǎng)、微電網(wǎng)等領(lǐng)域。絕大多數(shù)儲(chǔ)能裝置無需移動(dòng)，因此儲(chǔ)能用鋰離子電池對(duì)于能量密度并沒有太高的要求。
對(duì)于電池材料，要注意膨脹率、能量密度、電池材料性能均勻性等，以追求整個(gè)儲(chǔ)能設(shè)備的長(zhǎng)壽命和低成本以及安全性，這里就需要儲(chǔ)能安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的參與。
儲(chǔ)能電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括電池、BMS、PCS、空調(diào)、消防、安防、氣體監(jiān)測(cè)和其他設(shè)備等，數(shù)字技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等高新技術(shù)的發(fā)展，為儲(chǔ)能電站的監(jiān)控系統(tǒng)提供了技術(shù)支撐。借助數(shù)據(jù)信息的力量，實(shí)時(shí)監(jiān)控電站狀態(tài)，并多途徑實(shí)時(shí)通知，可幫助工作人員快速預(yù)警、排除故障，實(shí)現(xiàn)少人值守甚至無人值守。
準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)要基于靈敏的感知能力，因此BMS內(nèi)每個(gè)區(qū)域需要設(shè)置了傳感器。
展開 2024年4月27日，德國(guó)尼爾莫爾商業(yè)區(qū)的一起鋰電池儲(chǔ)能集裝箱火災(zāi)事件引起了全球關(guān)注。這起事故不僅導(dǎo)致兩名消防員在救援過程中受傷，更暴露了儲(chǔ)能系統(tǒng)在安全領(lǐng)域亟待解決的重要問題。
根據(jù)德國(guó)消防隊(duì)的出警記錄，火災(zāi)發(fā)生在晚上9點(diǎn)前不久。消防人員抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，雖然只觀察到輕微的煙霧，但打開儲(chǔ)能集裝箱的瞬間卻發(fā)生了帶有火焰閃光的爆炸。這一突發(fā)狀況不僅給現(xiàn)場(chǎng)消防員帶來了嚴(yán)重的威脅，也使得火災(zāi)控制變得更加復(fù)雜和困難。為防止火勢(shì)進(jìn)一步蔓延到其他集裝箱，消防隊(duì)員緊急使用起重機(jī)將起火的集裝箱移至空地進(jìn)行滅火。
此次火災(zāi)事件迅速得到了周邊多個(gè)城市消防隊(duì)及警察的支援，經(jīng)過大約10小時(shí)的緊張撲救，火勢(shì)最終得到了控制。然而，火災(zāi)造成的濃煙使得附近的31號(hào)高速公路在夜間至凌晨時(shí)段被迫關(guān)閉，周邊居民也被要求關(guān)閉門窗以確保安全。德國(guó)警方估計(jì)，此次火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失約為50萬歐元，但更為嚴(yán)重的是，起火原因至今尚未明確，這無疑給儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性再次敲響了警鐘。
據(jù)悉，涉事儲(chǔ)能集裝箱來自德國(guó)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)制造商INTILION公司，其產(chǎn)品以高品質(zhì)鋰離子電池為基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外特殊應(yīng)用。然而，即便采用了磷酸鐵鋰電池等被認(rèn)為相對(duì)安全的電池技術(shù)，此次火災(zāi)事件仍然暴露出儲(chǔ)能系統(tǒng)在安全管理和風(fēng)險(xiǎn)控制方面存在的巨大挑戰(zhàn)。
鋰離子電池以其高能量密度和優(yōu)異的循環(huán)壽命在儲(chǔ)能領(lǐng)域占據(jù)重要地位，但與此同時(shí)，其安全風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。電池內(nèi)部的物理和化學(xué)反應(yīng)可能導(dǎo)致熱量和氣體的過度產(chǎn)生，一旦超出穩(wěn)定溫度區(qū)域，就可能引發(fā)熱失控現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的背景下，如何有效預(yù)防和控制鋰離子電池的熱失控和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)成為了一個(gè)亟待解決的問題。
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儲(chǔ)能電池的最新內(nèi)容
電池?zé)崾Э胤序v吸熱機(jī)理
磷酸鐵鋰電池在儲(chǔ)能電站中應(yīng)用廣泛，但其熱安全風(fēng)險(xiǎn)威脅電站運(yùn)行。大容量磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э爻尸F(xiàn)顯著的三維分布特性，內(nèi)部電解液沸騰極大增加了傳熱過程復(fù)雜性，制約高安全電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為深入理解并量化電解液相變吸熱在熱失控傳熱中的作用，本研究建立了精細(xì)模型，核心創(chuàng)新在于量化表征電解液吸熱相變及其對(duì)后續(xù)傳熱的影響。
展出范圍：
工業(yè)機(jī)器人智能裝備 · 冶金鑄造及金屬加工
工業(yè)機(jī)械設(shè)備零部件 · 五金工具及機(jī)電產(chǎn)品
傳動(dòng)控制及軸承彈簧 · 電機(jī)變壓器線纜線圈
制冷暖通及泵閥管道 · 磨料磨具及磨削技術(shù)
儀器儀表及測(cè)量技術(shù) · 印包橡塑及物流倉儲(chǔ)
電力新能源電池儲(chǔ)能 · 電動(dòng)車及充換電技術(shù)
工業(yè)環(huán)保清潔及勞保 · 新材料/3D打印增材
針對(duì)當(dāng)前新能源汽車與儲(chǔ)能系統(tǒng)在電池熱管理上面臨的技術(shù)痛點(diǎn)，中心構(gòu)建了覆蓋六大服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈的響應(yīng)機(jī)制，推出了行業(yè)領(lǐng)先的全棧式電池?zé)峁芾矸?wù)方案：
1. 多維物理與熱物性表征： 依托物理機(jī)械性能與化學(xué)性能實(shí)驗(yàn)室，可高精度測(cè)定浸沒式液冷液、導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠等熱管理介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)、流變粘度、比熱容及高低溫物理穩(wěn)定性。
2.
，儲(chǔ)能等行業(yè)應(yīng)用。
由于儲(chǔ)能電池規(guī)模大、性能與安全性的要求日益嚴(yán)苛，傳統(tǒng)的三維CFD仿真雖精度高，但計(jì)算耗時(shí)巨大，難以滿足實(shí)時(shí)控制與快速迭代的需求。降階技術(shù)通過提取高保真模型的關(guān)鍵特征，將復(fù)雜的多物理場(chǎng)模型簡(jiǎn)化為計(jì)算成本極低、同時(shí)保持足夠精度的代理模型，是實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)仿真邁向?qū)崟r(shí)監(jiān)控與預(yù)測(cè)的關(guān)鍵橋梁。
本次會(huì)議將首先解析新能源電池?zé)峁芾砻媾R的挑戰(zhàn)與高精度CFD仿真的價(jià)值。
集成電路/半導(dǎo)體/光電/激光/感應(yīng)/連接
IT通訊/工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)/AI/5G/物聯(lián)網(wǎng)/大數(shù)據(jù)/存儲(chǔ)技術(shù)
汽車/能源/安防/金融/家居/消費(fèi)等智能終端設(shè)備
電子材料/電子裝備/工業(yè)軟件/先進(jìn)材料/工業(yè)輔料耗材
機(jī)器人/智能裝備/工業(yè)自動(dòng)化/數(shù)字工廠/3D打印/增材
數(shù)控機(jī)床/金屬加工/精密零部件/五金機(jī)電/測(cè)量測(cè)控
電力電源/新能源技術(shù)/電動(dòng)車/電池儲(chǔ)能
隨著消費(fèi)電子、5G、人工智能、XR、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、動(dòng)力電池、儲(chǔ)能、工業(yè)4.0等領(lǐng)域技術(shù)不斷滲透與升級(jí)背景下，電子器件的小型化與功率密度持續(xù)攀高導(dǎo)致熱能快速積累、安全性減弱、使用壽命縮短等問題凸顯，在技術(shù)的不斷進(jìn)步，熱管理導(dǎo)熱散熱的需求也在不斷提升，市場(chǎng)規(guī)模正在以幾何式增長(zhǎng)。為熱管理導(dǎo)熱散熱行業(yè)帶來了巨大的潛力和商業(yè)合作空間。
電動(dòng)汽車動(dòng)力總成包括：
儲(chǔ)能系統(tǒng)——電池或燃料電池
電力電子設(shè)備——支持相關(guān)控制的逆變器/轉(zhuǎn)換器
電氣機(jī)械裝置——能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（電機(jī)）
機(jī)械系統(tǒng)——傳動(dòng)系統(tǒng)
值得注意的是，電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)還包括傳動(dòng)軸及其機(jī)械部件。此外，電動(dòng)汽車動(dòng)力總成在運(yùn)行過程中不會(huì)產(chǎn)生尾氣排放，有助于提供更綠色環(huán)保的交通運(yùn)輸方案。
參展范圍：
電池產(chǎn)品及技術(shù)：各類動(dòng)力電池及組件、儲(chǔ)能電池、固態(tài)電池、3C 電池、鉛蓄電池等各類電池以及電芯、材料、模組與 PACK 等
儲(chǔ)能產(chǎn)品及技術(shù)：儲(chǔ)能設(shè)備及組件、光儲(chǔ)一體化及配套設(shè)備、儲(chǔ)能電站及 EPC 工程、BMS 電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能逆變器、充電樁技術(shù)等
新能源及光伏技術(shù)：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕堋⑸镔|(zhì)能等新能源發(fā)電及其配套技術(shù)和設(shè)備，余熱/垃圾焚燒/沼氣發(fā)電技術(shù)
在當(dāng)今科技驅(qū)動(dòng)發(fā)展的時(shí)代，新能源產(chǎn)品（如動(dòng)力電池、儲(chǔ)能設(shè)備）和高端電子產(chǎn)品（如智能手機(jī)、平板電腦）已深入人們生活的方方面面。這些產(chǎn)品在帶來便利的同時(shí)，其安全性與可靠性也備受關(guān)注。跌落，作為產(chǎn)品在運(yùn)輸、攜帶及使用過程中最常見的事故類型之一，直接考驗(yàn)著產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)完整性、功能穩(wěn)定性與安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，專業(yè)的跌落測(cè)試已成為產(chǎn)品研發(fā)與質(zhì)量管控中不可或缺的嚴(yán)苛環(huán)節(jié)。
