儲(chǔ)能電池包的案例
基于Icepak的船舶儲(chǔ)能電池散熱特性仿真分析
因此，儲(chǔ)能電池作為船舶重要的電氣設(shè)備，其散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常也考慮風(fēng)冷和液冷這兩種形式。陳旭海等人[4]利用Ansys對(duì)風(fēng)冷條件下的儲(chǔ)能電池溫度場(chǎng)進(jìn)行仿真分析，并根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)存放電池模塊的機(jī)柜進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)也有研究表明，在風(fēng)冷散熱系統(tǒng)中，改善冷卻風(fēng)道設(shè)計(jì)[5]、合理調(diào)整電池組間距[6]均可改善電池組溫度的均衡性。桂永勝等人[7]為船舶電氣設(shè)備設(shè)計(jì)了一套模塊化的水冷系統(tǒng)，可用于船舶儲(chǔ)能電池的散熱。張上安[8]則利用COMSOL軟件分析了液冷散熱系統(tǒng)中冷卻液流量和冷卻液入口溫度對(duì)電池散熱特性的影響。然而大多數(shù)研究只是針對(duì)其中一種散熱方式，并沒(méi)有綜合分析風(fēng)冷散熱和液冷散熱各自的效果和優(yōu)缺點(diǎn)。王屹航等人[9]雖對(duì)這兩種散熱方式的散熱能力做出了評(píng)價(jià)，但只是針對(duì)單體電池，并未考慮整個(gè)電池包的熱特性。
本文以某型船用儲(chǔ)能電池包為研究對(duì)象，分別設(shè)計(jì)其風(fēng)冷散熱系統(tǒng)和液冷散熱系統(tǒng)，利用Icepak軟件建立熱仿真模型，對(duì)比研究電池包在不同散熱系統(tǒng)作用下的散熱特性和溫度場(chǎng)分布，進(jìn)一步通過(guò)改變散熱系統(tǒng)的若干關(guān)鍵參數(shù)，分析評(píng)估參數(shù)的變化對(duì)整個(gè)系統(tǒng)散熱效果的影響。結(jié)果表明，液冷散熱系統(tǒng)的散熱效果普遍優(yōu)于風(fēng)冷散熱，尤其是在保持電池包溫度一致性方面表現(xiàn)出色。本研究可為全電船舶儲(chǔ)能系統(tǒng)散熱方案的選取和散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參考，保障鋰電池組在船舶上安全可靠的運(yùn)行，同時(shí)也為鋰電池在船舶上大規(guī)模運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。
2 模型建立
2.1 電池散熱的數(shù)學(xué)模型
儲(chǔ)能電池包通常是由電池模組根據(jù)電壓需求串聯(lián)而成，而電池模組又是由多個(gè)單體電池通過(guò)串并聯(lián)的方式構(gòu)成的，因此單體電池是構(gòu)成電池模組和電池包的基本單元[10]。要對(duì)電池包的散熱特性進(jìn)行研究，首先要建立單體電池散熱的數(shù)學(xué)模型。
展開(kāi) 斯柯達(dá)與IBG ?esko利用舊電池開(kāi)發(fā)儲(chǔ)能系統(tǒng) 最高可儲(chǔ)能328 kWh
該新儲(chǔ)能系統(tǒng)的首批單元將采用測(cè)試車(chē)輛和預(yù)生產(chǎn)車(chē)輛的電池。之后，二手量產(chǎn)車(chē)的電池也可通過(guò)這種方式開(kāi)啟第二次生命周期。
試點(diǎn)項(xiàng)目表明，該固定存儲(chǔ)系統(tǒng)中的電池容量每年僅下降2%左右。因此，該系統(tǒng)可將電池的使用壽命延長(zhǎng)至15年，從而顯著改善其碳足跡。在第二次生命周期結(jié)束時(shí)，斯柯達(dá)會(huì)在可控過(guò)程中回收電池，然后將回收的原材料用于生產(chǎn)新電池。斯柯達(dá)的儲(chǔ)能系統(tǒng)具有兩年保修期，若采用的是二次電池，則保修期為八年。該電池系統(tǒng)由市政和國(guó)家補(bǔ)貼提供資金支持。
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展開(kāi) 中航鋰電50GWh動(dòng)力電池及儲(chǔ)能電池項(xiàng)目落戶(hù)合肥
8月10日，中航鋰電與合肥市簽署投資協(xié)議，中航鋰電50GWh動(dòng)力電池及儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)基地項(xiàng)目正式落戶(hù)合肥。
項(xiàng)目簽約現(xiàn)場(chǎng)（圖片來(lái)源：中航鋰電）
數(shù)據(jù)顯示，今年1-6月，我國(guó)動(dòng)力電池裝車(chē)量累計(jì)達(dá)52.5GWh，同比累計(jì)上升200.3%。其中，中航鋰電裝機(jī)量為3.63GWh，同比猛增377.6%，在國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)中排名第四位。為進(jìn)一步提升產(chǎn)能，中航鋰電新建項(xiàng)目投資力度逐步加大。7月31日，該司位于武漢的生產(chǎn)基地項(xiàng)目正式開(kāi)工，項(xiàng)目總投資100億元。合肥項(xiàng)目的落定，將再為其后期擴(kuò)張?zhí)峁┍Ｕ稀Ｖ链耍泻戒囯姽矒碛谐Ｖ荨⒙尻?yáng)、廈門(mén)、成都、武漢、合肥六大產(chǎn)業(yè)基地。
今年1-6月國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)裝車(chē)量前十
（圖片來(lái)源：中國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟）
此外，隨著國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)的快速發(fā)展，動(dòng)力電池亦進(jìn)入快車(chē)道。有推算數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)動(dòng)力電池需求至2025年或超過(guò)369GWh，海外動(dòng)力電池需求約為524GWh，全球累計(jì)動(dòng)力電池需求接近900GWh，加上儲(chǔ)能、輕型車(chē)等其他場(chǎng)景需求，2025年全球鋰電池需求將進(jìn)入TWh 時(shí)代。在此背景下，產(chǎn)能布局將成為各大電池企業(yè)布局未來(lái)的重要戰(zhàn)略手段，中航鋰電也同樣如此。
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展開(kāi) 德國(guó)儲(chǔ)能項(xiàng)目鋰電池儲(chǔ)能集裝箱突發(fā)火災(zāi)：安全挑戰(zhàn)再引關(guān)注
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(guò)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(wèn)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(guān)察到輕微的煙霧，但打開(kāi)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(lái)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(guò)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(mén)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(wàn)歐元，但更為嚴(yán)重的是，起火原因至今尚未明確，這無(wú)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(lái)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(guò)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(wèn)題。
展開(kāi) 
新能源電池儲(chǔ)能，風(fēng)冷和液冷哪個(gè)將有望成為未來(lái)主流儲(chǔ)能溫控形式？【內(nèi)附視頻課程】
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，一方面會(huì)對(duì)風(fēng)冷/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，另外方面是對(duì)儲(chǔ)能熱管理設(shè)計(jì)和關(guān)鍵零部件選項(xiàng)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)講解。
通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，盡管您是一位剛剛畢業(yè)的仿真小白，也可以通過(guò)本課程完成熱管理設(shè)計(jì)方法和熱管理仿真方法的入門(mén)到進(jìn)階，讓您全方位成為一位真正的熱管理工程師，且學(xué)習(xí)完本課程后可以達(dá)到獨(dú)立承擔(dān)項(xiàng)目水平！
課程圍繞電池熱管理基本知識(shí)、儲(chǔ)能液冷和風(fēng)冷熱管理設(shè)計(jì)方法、電池包幾何前處理、電池包網(wǎng)格劃分、仿真求解和熱管理仿真分析等方向展開(kāi)講解，分為12大章節(jié)45講，一共77個(gè)技術(shù)點(diǎn)帶你全方位掌握新能源電池儲(chǔ)能熱管理仿真和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)～
二、課程評(píng)論
level水平線(xiàn)老師課程的專(zhuān)業(yè)度和實(shí)操性是有目共睹的，老師的課程在技術(shù)鄰平臺(tái)飽受好評(píng)，老師研發(fā)的【新能源電池熱管理】系列課程已幫助上千位同學(xué)熟練掌握電池熱管理仿真技能，并成功拿到心儀offer。
一文看懂「電池熱管理工程師」的進(jìn)階路！月薪3W-6W不是夢(mèng)～
https://www.yqgqt.org.cn/post/1947148
三、本課程學(xué)習(xí)要點(diǎn)
學(xué)習(xí)軟件SCDM
運(yùn)用學(xué)習(xí)的SCDM技能，簡(jiǎn)化電池包
學(xué)習(xí)軟件Starccm+
（建議版本Simcenter STAR-CCM+ 2021.3 (16.06.008-R8)）
學(xué)習(xí)電池的基礎(chǔ)知識(shí)，包括電芯的基本參數(shù)學(xué)習(xí)，溫度對(duì)電芯影響
學(xué)習(xí)課程基礎(chǔ)知識(shí)，傳熱學(xué) 和流體力學(xué)。
展開(kāi) 推出基于鋰電池的kW級(jí)移動(dòng)儲(chǔ)能設(shè)備，「 EcoFlow」認(rèn)為2C儲(chǔ)能市場(chǎng)潛力巨大
儲(chǔ)能設(shè)備產(chǎn)品的差異主要體現(xiàn)在電池管理系統(tǒng)(BMS)設(shè)計(jì)能力和產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力上。
國(guó)際可再生能源署在“Rethinking
Energy
2017”報(bào)告中指出，未來(lái)幾年電池使用預(yù)計(jì)大幅增多，而最大的市場(chǎng)將是北美洲、歐洲和亞太地區(qū)。2016年鋰電池占新增儲(chǔ)能方案的50%。到2025年，鋰電池預(yù)計(jì)繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位，占全球電力電池儲(chǔ)能部署的80%。
在大容量儲(chǔ)能市場(chǎng)（容量MWh級(jí)），包括特斯拉、三星、LG、比亞迪、寧德時(shí)代、國(guó)軒高科、中航鋰電、中興派能、南都電源、猛獅科技、雄韜股份、桑頓新能源、欣旺達(dá)等一批國(guó)內(nèi)外知名電池&PACK企業(yè)，甚至是鋰電池材料綜合供應(yīng)商杉杉股份，都在積極布局儲(chǔ)能項(xiàng)目。從資金、技術(shù)和國(guó)家戰(zhàn)略支持方面，大公司在大容量儲(chǔ)能市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)更明顯。
成立于2017的儲(chǔ)能科技公司EcoFlow則主要面向中小容量儲(chǔ)能市場(chǎng)（容量kWh級(jí)），為娛樂(lè)、家庭和小型工程等場(chǎng)景提供所需的移動(dòng)能源。
EcoFlow創(chuàng)始人王雷告訴36氪，他們主要對(duì)標(biāo)功率相似的小型發(fā)電機(jī)市場(chǎng)，旨在以高性?xún)r(jià)比的電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)備逐漸取代燒柴油或是汽油的傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)設(shè)備。傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的劣勢(shì)體現(xiàn)在噪音大、污染嚴(yán)重以及需要定期維護(hù)上。而基于鋰電池技術(shù)的儲(chǔ)能設(shè)備可以有效避免上述問(wèn)題。
據(jù)悉全球小型發(fā)電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模大約為1500億元，主要集中在海外，其中娛樂(lè)需求占市場(chǎng)總量的40%，家庭和工程場(chǎng)景需求各占市場(chǎng)總量的30%。EcoFlow現(xiàn)已推出了容量分別為200Wh和500Wh的兩款儲(chǔ)能設(shè)備，主要應(yīng)用于戶(hù)外娛樂(lè)場(chǎng)景。未來(lái)EcoFlow會(huì)逐步覆蓋500Wh至5000Wh的儲(chǔ)能產(chǎn)品，進(jìn)一步擴(kuò)展至家庭和小工程場(chǎng)景。
鋰電池生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)非常成熟，包括上游需要的原材料包括電芯和芯片（承載BMS系統(tǒng)），以及鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中涉及到的工藝環(huán)節(jié)。因此原材料和生產(chǎn)工藝并不是拉開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)差距的核心因素。
展開(kāi) 復(fù)陽(yáng)固態(tài)儲(chǔ)能科技顏輝：薄膜全固態(tài)電池技術(shù)：輕薄可彎曲的高可靠電子紙電池解決方案
復(fù)陽(yáng)固態(tài)儲(chǔ)能科技（溧陽(yáng)）有限公司總經(jīng)理顏輝作為受邀嘉賓出席活動(dòng)并作關(guān)于全固態(tài)二次可充電池技術(shù)的主題分享。隨著全球科技的不斷發(fā)展，電子終端設(shè)備也在快速更新迭代，從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)占地170㎡到現(xiàn)在最小的智能塵埃不到0.00001㎡，電子產(chǎn)品已經(jīng)向著小、輕、薄、柔的趨勢(shì)發(fā)展，這也要求電子器件適應(yīng)市場(chǎng)需求朝著集成化、小型化以及低功耗方向不斷創(chuàng)新。
為電子終端設(shè)備提供電能源的儲(chǔ)能器件主要是電池和電容，市場(chǎng)上銷(xiāo)售的電池產(chǎn)品分為一次性電池和充電電池兩種。鋰電池都由正極、負(fù)極、電解質(zhì)組成，其中液態(tài)鋰電池由有機(jī)液體電解質(zhì)組成，容易燃燒爆炸，存在安全隱患。全固態(tài)電池電解質(zhì)由氧化物組成，有著高離子電導(dǎo)率、低電子電導(dǎo)率、寬電位窗以及良好的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性，具由極高的安全性。因此用固體電解質(zhì)代替有機(jī)液體電解質(zhì)制備全固態(tài)電池，是解決當(dāng)前鋰離子電池安全問(wèn)題的根本途徑。
（一次性電池、可充電電池、超級(jí)電容器性能對(duì)比）
復(fù)陽(yáng)固態(tài)儲(chǔ)能科技（溧陽(yáng)）有限公司自主研制的亞毫米薄膜型全固態(tài)二次可充電池(簡(jiǎn)稱(chēng)薄膜全固態(tài)電池)是在傳統(tǒng)可充電鋰電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型可充電全固態(tài)鋰電池，關(guān)鍵材料主要包括正極、全固態(tài)電解質(zhì)和負(fù)極。
（普通鋰電池和全固態(tài)鋰電池材料對(duì)比）
全固態(tài)鋰電池可以制備柔性電池和薄膜電池，在3C產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到更快的應(yīng)用。目前，復(fù)陽(yáng)固態(tài)擁有整套電化學(xué)薄膜核心技術(shù)，公司自主研制的薄膜全固態(tài)電池擁有多項(xiàng)技術(shù)專(zhuān)利，有效解決目前市售鋰電池的安全性問(wèn)題，可應(yīng)用于薄膜電池供電的智能卡/標(biāo)簽、醫(yī)療植入裝置電源、智能隱形眼鏡電源、IoT終端電源、柔性電路等領(lǐng)域。此外，高溫性能加速了薄膜全固態(tài)電池在特殊應(yīng)用中的應(yīng)用，如植入式和智能醫(yī)療設(shè)備、無(wú)線(xiàn)傳感器、航天航空等應(yīng)用具有巨大的潛在市場(chǎng)。
展開(kāi) “儲(chǔ)能電池熱管理”沙龍成功舉辦
電池系統(tǒng)的熱安全性直接決定了儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體安全性。對(duì)電池溫度的監(jiān)測(cè)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(lián)合公牛集團(tuán)研究院，共同成功舉辦
iTherM Talks 系列沙龍第3期
“儲(chǔ)能電池熱管理”
活動(dòng)。
本次沙龍活動(dòng)聚焦公牛集團(tuán)儲(chǔ)能電池熱管理的實(shí)際需求，薈聚終端、方案解決商等專(zhuān)家代表，以主題演講為切入點(diǎn)，從科學(xué)、技術(shù)和工程等多角度展開(kāi)面對(duì)面交流探討，在拋出問(wèn)題的同時(shí)也提供了解題新思路，助力企業(yè)突破產(chǎn)品瓶頸，集思廣益為需求方排憂(yōu)解難。
本次沙龍活動(dòng)邀請(qǐng)到公牛集團(tuán)研究院申會(huì)員院長(zhǎng)蒞臨指導(dǎo)并致辭。公牛集團(tuán)金屬材料工程師郭理賓擔(dān)任本次沙龍活動(dòng)嘉賓主持，特邀湖南大學(xué)張泉教授分享《儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效冷卻技術(shù)》，張教授通過(guò)介紹儲(chǔ)能行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展、針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)熱管理通過(guò)國(guó)內(nèi)外的案例分享，結(jié)合自己針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)做的研究工作深入探討和分享儲(chǔ)能系統(tǒng)熱管理的解決方案。
深圳市飛榮達(dá)科技股份有限公司王美發(fā)副總經(jīng)理，詳細(xì)介紹了飛榮達(dá)儲(chǔ)能系統(tǒng)相關(guān)的配套產(chǎn)品和公司主營(yíng)的業(yè)務(wù)板塊，并展示儲(chǔ)能熱管理系統(tǒng)相關(guān)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(yīng)用角度切入，介紹了公司的主營(yíng)產(chǎn)品和氣凝膠的性能特點(diǎn)，針對(duì)氣凝膠材料在儲(chǔ)能系統(tǒng)場(chǎng)景中的應(yīng)用進(jìn)行探討，并分享了氣凝膠在儲(chǔ)能系統(tǒng)熱管理中的具體應(yīng)用案例。
展開(kāi) 淺談儲(chǔ)能電池資產(chǎn)和（電力）交易系統(tǒng)
最近看到一個(gè)很有意思的東西，特斯拉正在建立一個(gè)交易員團(tuán)隊(duì)來(lái)面向未來(lái)交易能源（電力），這個(gè)平臺(tái)叫Autobidder 平臺(tái)，可以對(duì)能源進(jìn)行實(shí)時(shí)交易和控制，如 Tesla 的 Powerpacks、Powerwalls 和 Megapacks，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行優(yōu)化，以更好地利用資產(chǎn)并更直接地將資產(chǎn)貨幣化，目前已經(jīng)管理了超過(guò) 1.2 GWh的儲(chǔ)能。
圖1 特斯拉的Autobidder 平臺(tái)，實(shí)時(shí)交易
一、特斯拉的虛擬電廠(chǎng)
特斯拉的做法，其本質(zhì)上是把能源體系做在了一起。背景是加州的高溫增加了對(duì)于電網(wǎng)的需求，而干旱影響了水電的輸出，特斯拉的做法是希望通過(guò)自己的系統(tǒng)，把在加州的 Powerwall 用戶(hù)群集中起來(lái)，在需要時(shí)釋放儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的部分能量以幫助電網(wǎng)。
備注：特斯拉虛擬電廠(chǎng)目前是一項(xiàng)支持加州電網(wǎng)的公益計(jì)劃，沒(méi)有提供用戶(hù)激勵(lì)，未來(lái)可能會(huì)有。
圖2 特斯拉的虛擬電網(wǎng)的應(yīng)用
從大的邏輯上來(lái)看，特斯拉在逐步把車(chē)輛電池（暫未接入）、Powerpacks、Powerwalls 和 Megapacks統(tǒng)籌作為儲(chǔ)能電站，在電網(wǎng)有需求的時(shí)候，通過(guò)能源（電力）交易的模式來(lái)調(diào)度。
我們可以理解隨著特斯拉在國(guó)外和電網(wǎng)進(jìn)行耦合，通過(guò)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)、AI機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)值優(yōu)化，目標(biāo)是對(duì)電力價(jià)格預(yù)測(cè)、電力負(fù)荷預(yù)測(cè)、發(fā)電量預(yù)測(cè)、調(diào)度優(yōu)化，然后實(shí)現(xiàn)智能出價(jià)。這套系統(tǒng)未來(lái)是把儲(chǔ)能資源通過(guò)交易系統(tǒng)盤(pán)活，來(lái)增加儲(chǔ)能系統(tǒng)未來(lái)的前景。
從邏輯上來(lái)看，中國(guó)這樣的電力很強(qiáng)大的國(guó)家，相對(duì)交易空間比較窄（只是相對(duì)，隨著大量的可再生能源上網(wǎng)，交易也玩得轉(zhuǎn)），但是在歐美這樣的地方，瞬態(tài)的價(jià)格波動(dòng)，就能把電池的資產(chǎn)成本賺回來(lái)。
展開(kāi) 超大號(hào)電池——壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的“前世今生”
和一般熱力系統(tǒng)一樣，評(píng)價(jià)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要指標(biāo)之一為系統(tǒng)效率，是輸出能量和輸入能量的比值，其代表能量利用的熱力學(xué)完善程度，目前先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的理論計(jì)算效率可突破70%。另一個(gè)重要指標(biāo)為能量密度，其為系統(tǒng)儲(chǔ)存的能量和儲(chǔ)存體積的比值，用于判斷系統(tǒng)是否能用較少的占地面積/體積產(chǎn)生較大的能量。除此之外，污染物和碳排放也是壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，基于此，目前發(fā)展了幾種零碳輸入的先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。
壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀
壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是從上世紀(jì)50 年代發(fā)展起來(lái)的，目前世界上有兩個(gè)商業(yè)運(yùn)行的壓縮空氣儲(chǔ)能電站，分別是德國(guó)的Huntorf電站、美國(guó)Mcintosh電站，它們均為帶有燃燒室和洞穴儲(chǔ)氣室的傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。用電低谷時(shí)，多余的電帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)將空氣壓入地下儲(chǔ)存室，用電高峰時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入燃燒室與燃料混合燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)鈳?dòng)膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)發(fā)電。
圖7 德國(guó)Huntorf電站
可以看出，傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)依賴(lài)于化石燃料和大型儲(chǔ)氣室，且系統(tǒng)效率較低（較高的美國(guó)Mcintosh電站能量效率約54%），其發(fā)展和應(yīng)用受到限制。基于此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用優(yōu)化熱力循環(huán)、改變工質(zhì)或其狀態(tài)、與其他技術(shù)(包括儲(chǔ)能技術(shù))互補(bǔ)等方法，開(kāi)拓出了多種新型的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，使其得到迅速發(fā)展，并得到產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。目前主要的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)包括：
蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（TS-CAES）
空氣壓縮過(guò)程會(huì)產(chǎn)生壓縮熱，在傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能中，這部分熱量通常被冷卻水帶走，最終耗散掉，而TS-CAES則將這部分熱量在儲(chǔ)能時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)，而在釋能時(shí)用這部分熱量加熱膨脹機(jī)入口空氣，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用，提高了系統(tǒng)效率。同時(shí)由于膨脹機(jī)前有壓縮熱的加熱，可以取消燃燒室，即該系統(tǒng)也擺脫了對(duì)化石燃料的依賴(lài)。
展開(kāi) 儲(chǔ)能電池的熱仿真及其產(chǎn)熱分析
,電池溫度升高會(huì)進(jìn)一步促使反應(yīng)的加劇,從而形成產(chǎn)熱與溫升的正反饋?當(dāng)溫度超過(guò)一定限制時(shí),電池可能會(huì)出現(xiàn)膨脹?泄露?乃至爆炸等不安全因素?不僅如此,在充電過(guò)程中負(fù)極側(cè)極易產(chǎn)生鋰枝晶而易縮短電池壽命?因此,對(duì)電池的產(chǎn)熱行為深入研究對(duì)電池的安全保障及延長(zhǎng)電池壽命有著極大的幫助?
目前已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)并使用的獨(dú)立式光伏系統(tǒng)中一般采用蓄電池作為儲(chǔ)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(gòu)建儲(chǔ)能裝置已成為目前研究的一大重點(diǎn)?本文采用儲(chǔ)能電池常用的磷酸鐵鋰電池(LiFePO4)作為研究目標(biāo),計(jì)算出仿真過(guò)程中所需的熱物理參數(shù),使用ICEM CFD繪制電池模型并畫(huà)出結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,轉(zhuǎn)而使用ANSYS Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值仿真,研究單體電池在1C恒流放電時(shí)溫度分布情況,最后與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。
展開(kāi) 
多種氣體傳感器在電池儲(chǔ)能電站安全預(yù)警中的應(yīng)用
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(lái)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(jiàn)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(guò)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(lái)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(guān)，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(xiàn)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(lèi)型儲(chǔ)能。電池型儲(chǔ)能相較于其他類(lèi)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(wú)需移動(dòng)，因此儲(chǔ)能用鋰離子電池對(duì)于能量密度并沒(méi)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(wú)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(kāi) 特斯拉Power wall在ITP儲(chǔ)能電池測(cè)試中的表現(xiàn)
很有趣的是，比亞迪的儲(chǔ)能電池400次循環(huán)下也沒(méi)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(méi)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(lái)了，我再更新一下。
從目前的循環(huán)特性來(lái)看，鐵鋰做儲(chǔ)能應(yīng)該比三元效果更好，這也是特斯拉開(kāi)始從三元儲(chǔ)能切換到鐵鋰做儲(chǔ)能的核心原因。
基于Icepak對(duì)儲(chǔ)能電池pack的瞬態(tài)熱仿真案例 ￥20
<p> 對(duì)于儲(chǔ)能電池pack在充放電過(guò)程中，電芯發(fā)熱量不是恒定功率，且在不同SOC下發(fā)熱功率有較大差異，故基于基于Icepak進(jìn)行瞬態(tài)熱仿真求解，分析出在不同時(shí)刻電芯的熱特性，是一種更準(zhǔn)確有效的熱仿真評(píng)估方案。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202401/imgs/660757871fe54afaa497dcebef3cb8ee.png"></p>
展開(kāi) 儲(chǔ)能電池系統(tǒng)熱失控安全監(jiān)測(cè)傳感器解決方案
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(lái)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(lái)，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(wàn)億市場(chǎng)的到來(lái)。
電池儲(chǔ)能快速增長(zhǎng)，安全問(wèn)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(wèn)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(xiàn)。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(wèn)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(wèn)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(guò)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(kāi) 