儲能電池的案例
基于Icepak的船舶儲能電池散熱特性仿真分析
摘 要：目前全電船舶儲能系統主要由鋰電池構成，對其進行合理的熱設計是保證儲能系統安全可靠運行的關鍵。以某型船用儲能電池包為研究對象，分別設計其風冷和水冷散熱系統，基于Icepak軟件進行兩類冷卻系統的散熱特性仿真及評估。通過改變風冷散熱系統的入口風速、風扇半徑、風扇數量，以及液冷散熱系統的冷卻液流速、冷卻液入口溫度等參數，對比分析參數變化對系統散熱效果的影響，為全電船舶儲能系統散熱方案的選取和散熱系統的設計提供依據。
關鍵詞：儲能電池包;風冷散熱系統;液冷散熱系統;溫度分布;參數影響;
1 引言
隨著各國對航運節能減排的高度重視，一些新技術、新理念被應用到了船舶的設計、建造和運營當中。全電船舶作為其中極具代表性和發展潛力的技術之一，被認為是構建未來綠色航運體系的重要一環[1]。全電船舶可看作是“移動的微電網”,而儲能系統則是其微電網的重要組成部分，承擔著平抑負荷波動，改善電能質量的任務，可為船舶安全可靠的運行提供重要保障[2]。
目前，全電船舶的儲能系統以電池儲能為主，磷酸鐵鋰電池因其具有較高的安全性和較長的循環使用壽命，成為儲能電池的首選。由于鋰離子電池自身的特性，其在正常充放電過程中會產生熱量，導致電池溫度升高。而全電船舶的儲能系統則是由大量的單體電池通過串并聯的方式構成，加之船上空間狹小緊湊、相對封閉，這給儲能電池的散熱帶來了巨大挑戰。若不能采取有效的散熱措施，不僅影響儲能電池的工作性能和使用壽命，更有可能會引發電池熱失控，導致船舶失火等事故的發生，嚴重影響船舶航行安全[3]。因此，對儲能電池進行熱管理，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間，對保證船舶儲能系統安全可靠運行具有重要意義。
考慮到船舶運行環境的復雜性和設備運行的可靠性，在船舶電氣設備的熱設計中主要采用風冷散熱和液冷散熱。
展開 儲能電池系統熱失控安全監測傳感器解決方案
實現“雙碳”目標，能源是“主戰場”，電池儲能是一種實現綠低碳最為行之有效的辦法，電池儲能市場也迎來了新的拐點。自儲能產業的發展被提上日程以來，儲能電池市場呈現了指數型增長的態勢，甚至電池儲能市場出現了供不應求的局面，隨著電池儲能系統裝機量的增加，寧德時代、中航鋰電、比亞迪等電池企業也在儲能應用板塊持續加碼，迎接萬億市場的到來。
電池儲能快速增長，安全問題不容忽視
電池儲能的快速發展對于構建新型綠色能源，實現“碳中和”目標有著積極的推動意義。但是安全問題似乎又成為了限制電池儲能行業發展的一大因素.
新型儲能是指除抽水蓄能以外的其他新型的電化學儲能、物理儲能和電磁儲能技術。截至2021年底，中國新型儲能裝機2.4GW，占儲能裝機總容量的12.5%，其中鋰離子電池儲能占新型儲能的89.7%，是當前發展最快速、應用最廣泛、相對成熟的新型儲能技術路線。然而，鋰離子電池儲能電站火災爆炸安全事故時有發生，已成為制約電池儲能規模化發展的主要障礙。據不完全統計，從2011年至2021年，全球儲能安全事故共發生50余起，其中事故起數排名前4位的是：韓國30余起、美國10余起、中國4起、澳大利亞3起。2022 年 1-5 月， 全球就已經發生了 17 起以上的儲能著火事故。國內在電池儲能站快速發展的同時，由于 電池、PCS 質量問題或者系統集成商施工能力良莠不齊，電池儲能火災隱患較為嚴重， 起火事故頻繁。鋰離子電池儲能安全問題是世界性難題，也成為建設新型電力系統安全難題。
通過對儲能事故分析發現，造成事故的主要因素有以下幾點：鋰離子電池熱失控。儲能電池單體因質量缺陷、機械損傷、受熱或外部短路等導致鋰離子電池內短路，引發電池熱失控起火，在熱濫用的作用下，整個電池模組和電池簇被點燃甚至發生爆炸。
什么是電池熱失控？
展開 特斯拉Power wall在ITP儲能電池測試中的表現
很有趣的是，比亞迪的儲能電池400次循環下也沒有明顯的衰減。
圖7 sonnenBatterie的循環效果
圖8 比亞迪的循環效果
這些產品的效率特性如下，基本沒有特別大的差異特性。
圖9 儲能產品的吞吐效率
小結：等Report11出來了，我再更新一下。
從目前的循環特性來看，鐵鋰做儲能應該比三元效果更好，這也是特斯拉開始從三元儲能切換到鐵鋰做儲能的核心原因。
多種氣體傳感器在電池儲能電站安全預警中的應用
電池儲能電站是用大批蓄電池，把谷期中電網富余的電能儲存起來集中高效運轉，在峰期再重新送回電網，緩解供電緊張局面的設施。
電力系統中配置電池儲能電站，不僅可以提高電網的調峰能力，實現深度調峰，而且具有占地面積 小、反應時間快等優點，提升了電網的負荷承載，可為電網安全穩定運行提供重要的支撐。
最常見的儲能電站是抽水型儲能站，但該設施對場地要求較高,建設周期較長，因此發展受到了一定的制約。電池儲能技術經過多年的發展，取得了實質性的突破，尤其在成本方面。
據行業分析，鋰離子電池成本未來會繼續下降。當前電網側的儲能技術仍處在發展中，標準化、規范化程度低，且構成復雜，雖然發展前景可觀，但道阻且長，尤其是電池儲能電站的現場運行、維護、檢修及在線監測技術，仍需不斷完善，以確保電網安全穩定運行。
儲能電池及管理系統組成
電能儲存的方式主要分為 4 種:電池型儲能、電感器型儲能、電容器型儲能和其他類型儲能。電池型儲能相較于其他類型,具有容量大、安裝便捷、安全性高等優點，在儲能系統中應用較廣。
儲能電池主要用于調峰調頻電力輔助服務、 可再生能源并網、微電網等領域。絕大多數儲能裝置無需移動，因此儲能用鋰離子電池對于能量密度并沒有太高的要求。
對于電池材料，要注意膨脹率、能量密度、電池材料性能均勻性等，以追求整個儲能設備的長壽命和低成本以及安全性，這里就需要儲能安全監測系統的參與。
儲能電站的監測系統包括電池、BMS、PCS、空調、消防、安防、氣體監測和其他設備等，數字技術、物聯網、大數據、區塊鏈等高新技術的發展，為儲能電站的監控系統提供了技術支撐。借助數據信息的力量，實時監控電站狀態，并多途徑實時通知，可幫助工作人員快速預警、排除故障，實現少人值守甚至無人值守。
準確監測要基于靈敏的感知能力，因此BMS內每個區域需要設置了傳感器。
展開 
德國儲能項目鋰電池儲能集裝箱突發火災：安全挑戰再引關注
2024年4月27日，德國尼爾莫爾商業區的一起鋰電池儲能集裝箱火災事件引起了全球關注。這起事故不僅導致兩名消防員在救援過程中受傷，更暴露了儲能系統在安全領域亟待解決的重要問題。
根據德國消防隊的出警記錄，火災發生在晚上9點前不久。消防人員抵達現場時，雖然只觀察到輕微的煙霧，但打開儲能集裝箱的瞬間卻發生了帶有火焰閃光的爆炸。這一突發狀況不僅給現場消防員帶來了嚴重的威脅，也使得火災控制變得更加復雜和困難。為防止火勢進一步蔓延到其他集裝箱，消防隊員緊急使用起重機將起火的集裝箱移至空地進行滅火。
此次火災事件迅速得到了周邊多個城市消防隊及警察的支援，經過大約10小時的緊張撲救，火勢最終得到了控制。然而，火災造成的濃煙使得附近的31號高速公路在夜間至凌晨時段被迫關閉，周邊居民也被要求關閉門窗以確保安全。德國警方估計，此次火災造成的經濟損失約為50萬歐元，但更為嚴重的是，起火原因至今尚未明確，這無疑給儲能系統的安全性再次敲響了警鐘。
據悉，涉事儲能集裝箱來自德國電池儲能系統制造商INTILION公司，其產品以高品質鋰離子電池為基礎，廣泛應用于室內外特殊應用。然而，即便采用了磷酸鐵鋰電池等被認為相對安全的電池技術，此次火災事件仍然暴露出儲能系統在安全管理和風險控制方面存在的巨大挑戰。
鋰離子電池以其高能量密度和優異的循環壽命在儲能領域占據重要地位，但與此同時，其安全風險也不容忽視。電池內部的物理和化學反應可能導致熱量和氣體的過度產生，一旦超出穩定溫度區域，就可能引發熱失控現象，進而導致火災或爆炸。
在儲能系統大規模應用的背景下，如何有效預防和控制鋰離子電池的熱失控和火災風險成為了一個亟待解決的問題。
展開 儲能電池的熱仿真及其產熱分析
,電池溫度升高會進一步促使反應的加劇,從而形成產熱與溫升的正反饋?當溫度超過一定限制時,電池可能會出現膨脹?泄露?乃至爆炸等不安全因素?不僅如此,在充電過程中負極側極易產生鋰枝晶而易縮短電池壽命?因此,對電池的產熱行為深入研究對電池的安全保障及延長電池壽命有著極大的幫助?
目前已經商業化生產并使用的獨立式光伏系統中一般采用蓄電池作為儲能裝置,但蓄電池的使用壽命一般僅在6~7年,所以目前采用鋰電池構建儲能裝置已成為目前研究的一大重點?本文采用儲能電池常用的磷酸鐵鋰電池(LiFePO4)作為研究目標,計算出仿真過程中所需的熱物理參數,使用ICEM CFD繪制電池模型并畫出結構化網格,轉而使用ANSYS Fluent軟件進行數值仿真,研究單體電池在1C恒流放電時溫度分布情況,最后與實驗數據對比驗證仿真結果的準確性。
展開 2026年第三屆越南河內電池及儲能技術展覽會Battery Expo 2026
參展范圍：
電池產品及技術：各類動力電池及組件、儲能電池、固態電池、3C 電池、鉛蓄電池等各類電池以及電芯、材料、模組與 PACK 等
儲能產品及技術：儲能設備及組件、光儲一體化及配套設備、儲能電站及 EPC 工程、BMS 電池管理系統、儲能逆變器、充電樁技術等
新能源及光伏技術：太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等新能源發電及其配套技術和設備，余熱/垃圾焚燒/沼氣發電技術、新光源及節能照明產品等；光伏材料應用技術產品如硅材、玻璃、封裝薄膜等
電力技術設備：輸配電設備、發電技術設備、 整廠設備及工程、電力調度系統設備、控制及測試電力設備及儀器、電器電子設備、自動化設備等
越南儲能市場：
伴隨著越南經濟的不斷持續發展、新能源汽車產銷量的增加、儲能規模的擴大、消費電子出貨量的增長，都在很大程度上刺激了其電池和儲能行業的發展勢頭。根據VAMA的數據顯示，在2022年，越南汽車銷量超過了40萬輛，其中電動汽車銷量占比接近10%，在未來仍存在著顯著增長潛力。在儲能領域，為了盡快實現“碳中和”目標，越南政府加快對可再生能源的產業布局，國內風力發電、光伏發電、水力發電等的裝機容量增長迅速，也帶動了其國內儲能規模的擴大，預計2023年年底將達到200MWh，未來五年并將以10-15%增速發展。但由于越南儲能技術市場起步較晚，目前其本土的新能源電池生產產能很難滿足國內日益增長的消費需求，這也因此導致市場對進口的高度依賴，而中國為其主要進口來源地。根據中國海關統計數據顯示，在2022年1-9月，越南從中國進口的鋰離子電池數量為5.68億個，較上年同期同比增長22.7%，高于同期印度、中國香港、韓國等地從中國進口的數量占比。
展開 新能源電池儲能，風冷和液冷哪個將有望成為未來主流儲能溫控形式？【內附視頻課程】
問題：
新能源電池儲能熱管理，風冷和液冷哪個將有望成為未來主流儲能溫控形式？
回答：
儲能熱管理形式多樣，最常見的就是風冷和液冷。
風冷系統散熱效率低、溫差控制較差且占地面積大，適用范圍相對有限。隨著儲能項目單體規模與能量密度的不斷提升，風冷系統在散熱效率上的短板將逐漸顯現。
液冷系統散熱能力強且全生命周期成本較低，冷卻液的換熱系數與比熱容更高且不受海拔和氣壓等因素影響， 因此液冷系統擁有比風冷系統更強的散熱能力， 更加適應儲能項目大規模、高能量密度的發展趨勢。
綜上所述，小編認為液冷更有望逐步替代風冷成為主流的儲能溫控形式。
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新能源電池儲能熱管理設計如何快速入門
今日好課推薦：《Starccm電池儲能風冷/液冷系統熱管理設計策略與仿真45講》
Starccm儲能風冷/液冷系統熱管理設計策略與仿真-十二大專題電池儲能熱管理設計仿真入門進階45講
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一、課程介紹
本課程專為Starccm新能源電池儲能熱管理仿真和結構設計入門學員設計研發。
展開 多種傳感器在儲能消防系統鋰電池火災探測報警器中的應用
隨著新能源技術的突飛猛進，儲能消防鋰電池在眾多領域中大放異彩。然而，鋰電池的獨特性質卻為其發展帶來了一個難題：鋰電池熱失控問題。為了確保鋰電池的安全使用，熱失控檢測預警裝置的研發和應用已刻不容緩。
在全球范圍內，電池儲能已成為發展新能源的不可或缺的技術支柱。為了滿足調峰調頻和新能源消納等需求，電力儲能項目裝機規模龐大，而其中90%以上都選擇了鋰電池儲能系統。據某新能源財經預測，到2030年，國內外儲能市場將增長至358GWh，年均增長率將超過37%。然而，如何應對頻繁發生的消防火災事故，已成為保障行業健康發展的重中之重。
這就像是一場無形的挑戰，懸在儲能鋰電池行業的頭頂。而熱失控檢測預警裝置，就像是守護者，默默地守護著安全。它不僅僅是技術問題，更是對人類生命財產的守護。在新能源的浪潮中，我們不能忽視任何一環，因為每一個細節都關乎著全人類共同的未來。
電化學儲能艙消防技術方案是防范電化學儲能艙火災的關鍵，主要涵蓋電池熱失控探測和火災滅火（抑制）兩大方面。此方案的核心在于構建一套完備的熱失控探測報警系統，以確保在火災初起時即能迅速響應，從而有效遏制火災的蔓延。
每個儲能艙都被視為一個獨立的防護單元，為其配置了一套區域熱失控探測報警系統。這套系統具備超前的預警能力，能夠在電池模塊熱失控初期即探測到相關信號。這種早期預警機制大大增加了應對火災的寶貴時間，使滅火工作能夠提前展開，從而將火災遏制在萌芽狀態。
熱失控探測報警系統的構成如下：
儲能電站火災報警控制裝置（火災報警控制器）：是電化學儲能艙滅火系統的數據處理中心和通信中心，具有探測器信號處理、控制滅火裝置啟動、聯動報警、BMS 聯動通信等功能。 安裝位置：在儲能艙內部墻上合適位置壁掛安裝。
展開 “儲能電池熱管理”沙龍成功舉辦
電池系統的熱安全性直接決定了儲能系統的整體安全性。對電池溫度的監測和控制凸顯了電池熱管理的重要性。2023年8月18日下午，DT新材料聯合公牛集團研究院，共同成功舉辦
iTherM Talks 系列沙龍第3期
“儲能電池熱管理”
活動。
本次沙龍活動聚焦公牛集團儲能電池熱管理的實際需求，薈聚終端、方案解決商等專家代表，以主題演講為切入點，從科學、技術和工程等多角度展開面對面交流探討，在拋出問題的同時也提供了解題新思路，助力企業突破產品瓶頸，集思廣益為需求方排憂解難。
本次沙龍活動邀請到公牛集團研究院申會員院長蒞臨指導并致辭。公牛集團金屬材料工程師郭理賓擔任本次沙龍活動嘉賓主持，特邀湖南大學張泉教授分享《儲能系統的高效冷卻技術》，張教授通過介紹儲能行業的現狀和發展、針對儲能系統熱管理通過國內外的案例分享，結合自己針對儲能系統做的研究工作深入探討和分享儲能系統熱管理的解決方案。
深圳市飛榮達科技股份有限公司王美發副總經理，詳細介紹了飛榮達儲能系統相關的配套產品和公司主營的業務板塊，并展示儲能熱管理系統相關的解決方案。
江蘇珈云新材料有限公司首席工程師滕凱明，從高性能氣凝膠在新能源的不同應用角度切入，介紹了公司的主營產品和氣凝膠的性能特點，針對氣凝膠材料在儲能系統場景中的應用進行探討，并分享了氣凝膠在儲能系統熱管理中的具體應用案例。
展開 湖南正式啟動全國最大容量室內電池儲能電站建設
來源 | 長沙晚報
作者 | 吳鑫礬、鄒英翔
10月12日，湖南長沙電池儲能站一期示范工程設計聯絡會召開，標志著湖南省首個電池儲能站項目、全國最大單體容量室內站建設正式啟動。
電池儲能站是解決新能源發電并網、保障電網安全、提高局部地區電能質量的有效措施，是支撐我國清潔能源發展戰略的重大關鍵技術。作為新一代電網設施，儲能站就像一個超大容量的“充電寶”，在用電低谷時作為用電負荷充滿電力，在用電高峰時則作為發電電源釋放電力，有效填補電力缺口，最大限度保障生產生活用電。同時，電能的大規模存儲和快速釋放功能，能夠填補電網常規控制方法的盲區，實現電能靈活調節和精確控制，對打造高端電網、構建新一代電力系統具有示范作用。
湖南首個電池儲能站工程項目共包含芙蓉、?梨、延龍3個儲能站，總功率達6萬千瓦，總容量12萬千瓦時。其中，芙蓉儲能站功率2.6萬千瓦、容量5.2萬千瓦時，為全國單體容量最大并首次采用全室內設計的電池儲能站。據測算，長沙儲能項目建成后，可在每天用電高峰期提供電量12萬千瓦時，滿足30萬戶居民生活用電。
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中航鋰電50GWh動力電池及儲能電池項目落戶合肥
8月10日，中航鋰電與合肥市簽署投資協議，中航鋰電50GWh動力電池及儲能電池產業基地項目正式落戶合肥。
項目簽約現場（圖片來源：中航鋰電）
數據顯示，今年1-6月，我國動力電池裝車量累計達52.5GWh，同比累計上升200.3%。其中，中航鋰電裝機量為3.63GWh，同比猛增377.6%，在國內動力電池企業中排名第四位。為進一步提升產能，中航鋰電新建項目投資力度逐步加大。7月31日，該司位于武漢的生產基地項目正式開工，項目總投資100億元。合肥項目的落定，將再為其后期擴張提供保障。至此，中航鋰電共擁有常州、洛陽、廈門、成都、武漢、合肥六大產業基地。
今年1-6月國內動力電池企業裝車量前十
（圖片來源：中國汽車動力電池產業創新聯盟）
此外，隨著國內外新能源汽車的快速發展，動力電池亦進入快車道。有推算數據顯示，我國動力電池需求至2025年或超過369GWh，海外動力電池需求約為524GWh，全球累計動力電池需求接近900GWh，加上儲能、輕型車等其他場景需求，2025年全球鋰電池需求將進入TWh 時代。在此背景下，產能布局將成為各大電池企業布局未來的重要戰略手段，中航鋰電也同樣如此。
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展開 長壽命鉛炭電池儲能應用示范系統在大連投入運行
風能、太陽能等可再生能源的廣泛應用始終受困于發電不連續、不穩定、難調控等技術瓶頸，如何匹配與之相適應的儲能系統以保證電力的穩定輸出。日前，由中科院大連化物所儲能技術研究部李先鋒研究員、張華民研究員帶領的科研團隊與保定風帆集團有限責任公司共同研發的鉛炭電池儲能系統在中科院大連化學物理研究所正式投入示范運行。
鉛炭電池技術是基于超級電容器與鉛酸蓄電池技術發展起來的一種新型電化學儲能技術，具有安全性高、成本低廉、放電功率大等優點，而且可以實現100%電池回收，其全生命周期環境負荷很低，發展潛力巨大。而長壽命鉛炭儲能應用電池與太陽能發電系統聯用，可有效地解決太陽能發電的儲存難題。據了解，此次應用的鉛炭電池儲能應用示范系統主要為中科院大連化物所能源1號樓和能源2號樓的周圍路燈及景觀燈提供優質穩定的照明用電，而其成功運行將為該系統工程化和產業化奠定基礎。
我國多采用火電、煤電等傳統發電方式，隨著資源的耗竭和環境的惡化，以及太陽能、風能等可再生清潔能源發電技術的日漸成熟，可再生清潔能源也由輔助能源逐漸升級成為主導能源，但再生能源發電存在著不連續、不穩定、難調控等缺點，難以保證電力的穩定輸出。
2015年12月，中科院大連化物所與中船重工風帆股份有限公司共同建設“先進電池技術聯合研發中心”，合作開展先進鉛炭電池產業化技術研究與開發，目前已解決了鉛炭電池硫酸鹽化的關鍵技術難題，將光伏儲能系統用鉛炭電池的循環壽命提升到傳統鉛酸電池的4倍以上，完成了12V/38Ah產品在生產線上的批量試制，在先進儲能鉛炭電池方面形成了具有自主知識產權的新材料和新產品生產技術。
在此基礎上，中科院大連化物所研發儲能技術研究部又開發多項新技術，成功研制鉛炭長壽命電池，為太陽能、風能等清潔能源轉換成可利用、可輸出的穩定能源提供了保障。（記者郝曉明 通訊員王永進）
展開 工采網：新能源汽車電池和儲能安全監測應用解決方案
近年來，在“雙碳”背景下，我國新能源汽車及儲能產業均呈現高速增長態勢。從全球來看，到2025年，預計動力電池出貨量將正式邁入“TWh”時代，儲能電池出貨量將達到460GWh。清潔能源的蓬勃發展，將帶動鋰電池需求的持續增長。電池使用安全的監控也刻不容緩。
一、儲能系統組成示意圖：
系統構成包括：電芯單元—電池模組—電池簇/電池機柜—集裝箱
柜式鋰電池儲能系統也被稱為鋰電池儲能柜，通常以磷酸鐵鋰電池為能量載體，電量大于6200Wh，通過PCS（儲能變流器）進行充放電，僅作為外部儲電和供電使用。常規產品外觀為箱型柜體，箱體外殼采用堅固的金屬材料，體積一般超過3m3、重量超過400kg。箱內主要由多個鋰電池組/模組、1個主控箱和1個溫控系統，1個消防系統組成。
二、新能源汽車介紹
所謂新能源汽車，是相對于傳統以化石燃料為動力的汽車而言，是采用非常規的車用燃料作為動力來源的汽車，目前主要以鋰離子電池和氫燃料電池為主，其中鋰離子電池的占比更大。
不過由于鋰離子天然的特性，使得鋰電池在某些情況下會出現熱失控，氫燃料電池也會出現氫氣泄漏的風險。所以這類新能源汽車確實會存在一定的安全隱患。及時發現隱患，并通過預警系統提醒駕駛員，則顯得尤為關鍵。
三、電池安全問題
無論是儲能系統和新能源汽車，電池使用安全的問題越來越引起大家的重視。
展開 基于Icepak對儲能電池pack的瞬態熱仿真案例 ￥20
<p> 對于儲能電池pack在充放電過程中，電芯發熱量不是恒定功率，且在不同SOC下發熱功率有較大差異，故基于基于Icepak進行瞬態熱仿真求解，分析出在不同時刻電芯的熱特性，是一種更準確有效的熱仿真評估方案。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202401/imgs/660757871fe54afaa497dcebef3cb8ee.png"></p>
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