鋰電池儲能系統(tǒng)的案例
多種傳感器在儲能消防系統(tǒng)鋰電池火災(zāi)探測報(bào)警器中的應(yīng)用
隨著新能源技術(shù)的突飛猛進(jìn)，儲能消防鋰電池在眾多領(lǐng)域中大放異彩。然而，鋰電池的獨(dú)特性質(zhì)卻為其發(fā)展帶來了一個(gè)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(yù)警裝置的研發(fā)和應(yīng)用已刻不容緩。
在全球范圍內(nèi)，電池儲能已成為發(fā)展新能源的不可或缺的技術(shù)支柱。為了滿足調(diào)峰調(diào)頻和新能源消納等需求，電力儲能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模龐大，而其中90%以上都選擇了鋰電池儲能系統(tǒng)。據(jù)某新能源財(cái)經(jīng)預(yù)測，到2030年，國內(nèi)外儲能市場將增長至358GWh，年均增長率將超過37%。然而，如何應(yīng)對頻繁發(fā)生的消防火災(zāi)事故，已成為保障行業(yè)健康發(fā)展的重中之重。
這就像是一場無形的挑戰(zhàn)，懸在儲能鋰電池行業(yè)的頭頂。而熱失控檢測預(yù)警裝置，就像是守護(hù)者，默默地守護(hù)著安全。它不僅僅是技術(shù)問題，更是對人類生命財(cái)產(chǎn)的守護(hù)。在新能源的浪潮中，我們不能忽視任何一環(huán)，因?yàn)槊恳粋€(gè)細(xì)節(jié)都關(guān)乎著全人類共同的未來。
電化學(xué)儲能艙消防技術(shù)方案是防范電化學(xué)儲能艙火災(zāi)的關(guān)鍵，主要涵蓋電池熱失控探測和火災(zāi)滅火（抑制）兩大方面。此方案的核心在于構(gòu)建一套完備的熱失控探測報(bào)警系統(tǒng)，以確保在火災(zāi)初起時(shí)即能迅速響應(yīng)，從而有效遏制火災(zāi)的蔓延。
每個(gè)儲能艙都被視為一個(gè)獨(dú)立的防護(hù)單元，為其配置了一套區(qū)域熱失控探測報(bào)警系統(tǒng)。這套系統(tǒng)具備超前的預(yù)警能力，能夠在電池模塊熱失控初期即探測到相關(guān)信號。這種早期預(yù)警機(jī)制大大增加了應(yīng)對火災(zāi)的寶貴時(shí)間，使滅火工作能夠提前展開，從而將火災(zāi)遏制在萌芽狀態(tài)。
熱失控探測報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成如下：
儲能電站火災(zāi)報(bào)警控制裝置（火災(zāi)報(bào)警控制器）：是電化學(xué)儲能艙滅火系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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(lián)動報(bào)警、BMS 聯(lián)動通信等功能。 安裝位置：在儲能艙內(nèi)部墻上合適位置壁掛安裝。
展開 楊文強(qiáng) 等：計(jì)及多影響因素的發(fā)電側(cè)混合儲能系統(tǒng)容量配置方法及配置工具
圖3 混合儲能系統(tǒng)控制流程
在圖3中，
為鋰電池儲能或飛輪儲能系統(tǒng)的容量；
為鋰電池儲能或飛輪儲能系統(tǒng)的效率；
為儲能系統(tǒng)單次參與一次調(diào)頻的持續(xù)時(shí)間；SOC為鋰電池儲能或飛輪儲能系統(tǒng)的荷電率；SOC_min和SOC_max分別為儲能系統(tǒng)SOC允許的上、下限值。
2 考慮電池循環(huán)壽命約束的風(fēng)電場混合儲能配置模型
2.1 混合儲能系統(tǒng)等效循環(huán)壽命模型
在混合儲能系統(tǒng)中，飛輪儲能可完成十萬次以上的循環(huán)使用而鋰電池的等效充放電次數(shù)為4000～6000次。混合儲能系統(tǒng)的壽命主要取決于鋰電池儲能系統(tǒng)。針對鋰電池儲能系統(tǒng)等效壽命的計(jì)算，本工作采用雨流計(jì)數(shù)法分析鋰電池的SOC變化曲線，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)出鋰電池的放電深度(DOD)及其對應(yīng)的充放電循環(huán)次數(shù)，然后從電池放電深度與循環(huán)壽命的對應(yīng)關(guān)系中推算電池的等效循環(huán)壽命。在得出每次的實(shí)際DOD后，基于式(6)，可計(jì)算出每次充放電時(shí)的電池循環(huán)壽命
[12]。
展開 CO傳感器應(yīng)用于集裝箱儲能系統(tǒng)中
什么是集裝箱儲能系統(tǒng)？
采集儲能集裝箱內(nèi)的儲能PCS逆變器、電池組BMS信息、配電柜信息、空調(diào)門禁等輔助監(jiān)控信息；集中數(shù)據(jù)進(jìn)行界面展示。采集儲能集裝箱相關(guān)的源、荷電力信息（風(fēng)、光、電網(wǎng)為源；用電側(cè)為負(fù)荷）。執(zhí)行電網(wǎng)及云服務(wù)器調(diào)節(jié)命令。優(yōu)化箱內(nèi)儲能的充放行為、延長電池使用壽命。根據(jù)儲能箱不通應(yīng)用場景，可選擇用戶側(cè)及發(fā)電側(cè)的儲能策略。隨著模塊化概念的提出和推進(jìn)，集裝箱作為一種良好的載體，具有高可靠性、高便捷性、低功耗和監(jiān)控完善的特點(diǎn)，因此成為模塊化建筑中重要的部件，各類集裝箱式儲能、集裝箱式數(shù)據(jù)中心、集裝箱式發(fā)電機(jī)組等等新型建筑物應(yīng)運(yùn)而生，地推動了模塊化建筑的發(fā)展。
集裝箱式鋰離子電池儲能系統(tǒng)的工作環(huán)境相對密閉，散熱條件有限，鋰離子電池在充放電過程容易造成熱量的積聚，特別是在極端工況條件下(如過充、短路、過溫等)，熱量的積累易導(dǎo)致電池溫度的急劇升高并發(fā)生熱失控，從而引發(fā)鋰離子電池起火事故。近年來，國內(nèi)外鋰離子電池儲能電站火災(zāi)事件時(shí)有發(fā)生。
目前，鋰離子電池火災(zāi)特性及消防滅火介質(zhì)研究方面，僅針對單個(gè)電池或電池模塊進(jìn)行試驗(yàn)研究。但集裝箱式鋰離子電池儲能系統(tǒng)通常由大量電池模塊串并聯(lián)而成，集裝箱式鋰離子電池儲能系統(tǒng)的火災(zāi)燃燒特性、火災(zāi)蔓延發(fā)展情況及火災(zāi)燃燒規(guī)律更為復(fù)雜，不同于單個(gè)電池或電池模塊。針對單個(gè)電池或電池模塊的起火分析結(jié)果并不完全適用于集裝箱式鋰離子電池儲能系統(tǒng)。為了提高集裝箱式鋰離子電池儲能系統(tǒng)的整體安全性，避免儲能電站火災(zāi)連鎖事故的發(fā)生，有必要開展集裝箱式鋰離子電池儲能系統(tǒng)火災(zāi)特性試驗(yàn)研究，弄清集裝箱式鋰離子電池儲能系統(tǒng)的火災(zāi)特性，同時(shí)，為了開發(fā)適用于集裝箱式鋰離子電池儲能系統(tǒng)火災(zāi)的滅火介質(zhì)，有必要開發(fā)一種試驗(yàn)裝置，以便于研究一種滅火介質(zhì)或多種滅火介質(zhì)耦合的滅火效果。
展開 RWE、奧迪賦予EV電池第二次生命 將其作為儲能系統(tǒng)
在德國北萊茵-威斯特伐利亞的Herdecke，RWE將由奧迪電動汽車用過的鋰離子電池組成的儲能系統(tǒng)投入運(yùn)營。這項(xiàng)儲存技術(shù)將利用其中的60個(gè)電池系統(tǒng)，為RWE抽水蓄能發(fā)電廠（位于Hengsteysee水庫）提供約4.5 MWh的臨時(shí)存儲電能。
（圖片來源：ngtnews）
RWE Generation公司首席執(zhí)行官Roger Miesen表示：“對于能源轉(zhuǎn)型來說，強(qiáng)大的電池系統(tǒng)具有重要意義。為了抵消可再生能源短期波動，并保持電網(wǎng)穩(wěn)定，需要采取靈活的存儲技術(shù)解決方案，其中電池是一種理想選擇。RWE正在與奧迪合作，在Herdecke測試如何利用廢棄的電動汽車高壓電池，將這些電池連接在一起，形成固定的存儲系統(tǒng)。深入利用這種‘二次電池’，是替代工廠新電池的一種可持續(xù)性方法。從這個(gè)項(xiàng)目中獲得的經(jīng)驗(yàn)，有助于確定相關(guān)應(yīng)用，充分實(shí)現(xiàn)此類電池系統(tǒng)的成本效益。”
為該項(xiàng)目提供的廢電池來自奧迪e-tron開發(fā)車輛。這些電池在車內(nèi)的首次生命結(jié)束時(shí)，仍擁有80%以上的剩余容量。因此，“二次生命電池”非常適合用于固定儲電系統(tǒng)。由于使用方式不同，這些電池可能還有1-10年的剩余使用壽命，而且比新電池的成本要低得多。
展開 
德國儲能項(xiàng)目鋰電池儲能集裝箱突發(fā)火災(zāi)：安全挑戰(zhàn)再引關(guān)注
2024年4月27日，德國尼爾莫爾商業(yè)區(qū)的一起鋰電池儲能集裝箱火災(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，更暴露了儲能系統(tǒng)在安全領(lǐng)域亟待解決的重要問題。
根據(jù)德國消防隊(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)場時(shí)，雖然只觀察到輕微的煙霧，但打開儲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，火勢最終得到了控制。然而，火災(zāi)造成的濃煙使得附近的31號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，這無疑給儲能系統(tǒng)的安全性再次敲響了警鐘。
據(jù)悉，涉事儲能集裝箱來自德國電池儲能系統(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)為相對安全的電池技術(shù)，此次火災(zāi)事件仍然暴露出儲能系統(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。
展開 推出基于鋰電池的kW級移動儲能設(shè)備，「 EcoFlow」認(rèn)為2C儲能市場潛力巨大
儲能設(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。
國際可再生能源署在“Rethinking
Energy
2017”報(bào)告中指出，未來幾年電池使用預(yù)計(jì)大幅增多，而最大的市場將是北美洲、歐洲和亞太地區(qū)。2016年鋰電池占新增儲能方案的50%。到2025年，鋰電池預(yù)計(jì)繼續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位，占全球電力電池儲能部署的80%。
在大容量儲能市場（容量MWh級），包括特斯拉、三星、LG、比亞迪、寧德時(shí)代、國軒高科、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，都在積極布局儲能項(xiàng)目。從資金、技術(shù)和國家戰(zhàn)略支持方面，大公司在大容量儲能市場競爭優(yōu)勢更明顯。
成立于2017的儲能科技公司EcoFlow則主要面向中小容量儲能市場（容量kWh級），為娛樂、家庭和小型工程等場景提供所需的移動能源。
EcoFlow創(chuàng)始人王雷告訴36氪，他們主要對標(biāo)功率相似的小型發(fā)電機(jī)市場，旨在以高性價(jià)比的電化學(xué)儲能發(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)的儲能設(shè)備可以有效避免上述問題。
據(jù)悉全球小型發(fā)電機(jī)市場規(guī)模大約為1500億元，主要集中在海外，其中娛樂需求占市場總量的40%，家庭和工程場景需求各占市場總量的30%。EcoFlow現(xiàn)已推出了容量分別為200Wh和500Wh的兩款儲能設(shè)備，主要應(yīng)用于戶外娛樂場景。未來EcoFlow會逐步覆蓋500Wh至5000Wh的儲能產(chǎn)品，進(jìn)一步擴(kuò)展至家庭和小工程場景。
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)工藝并不是拉開競爭差距的核心因素。
展開 斯柯達(dá)與IBG ?esko利用舊電池開發(fā)儲能系統(tǒng) 最高可儲能328 kWh
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報(bào)道，大眾汽車集團(tuán)子公司斯柯達(dá)汽車與捷克科技公司 IBG ?esko合作，使用電動汽車舊電池（second-life batteries）推出一種智能儲能系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)已部署于斯柯達(dá)各經(jīng)銷商。
該系統(tǒng)使用的廢舊電池來源于純電動SUV斯柯達(dá)ENYAQ iV，以及插電式混動車SUPERB iV和OCTAVIA iV，并能持續(xù)發(fā)電。此外，該系統(tǒng)還可以使電動汽車充電快速靈活，使經(jīng)銷商可將儲存電力用于展廳照明和車間空調(diào)。
（圖片來源：斯柯達(dá)）
據(jù)悉，該項(xiàng)目已在布拉格進(jìn)行成功試點(diǎn)，斯柯達(dá)的簽約經(jīng)銷商現(xiàn)已可使用該儲能裝置。截至目前，斯柯達(dá)已收到來自捷克、德國、荷蘭和斯洛伐克經(jīng)銷商的160份預(yù)訂單。
若采用容量為13 kWh的插電式混動汽車SUPERB iV和OCTAVIA iV的電池，該儲能系統(tǒng)最多可容納20塊；若采用容量為82 kWh的純電動SUV ENYAQ iV的電池，該儲能系統(tǒng)最多可容納5塊。該系統(tǒng)的總?cè)萘孔罡呖蛇_(dá)328 kWh，可為傳輸功率達(dá)150千瓦的快速充電站供電。
該儲能系統(tǒng)可以臨時(shí)存儲斯柯達(dá)經(jīng)銷商光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的所有剩余綠色電力。無論天氣或當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的當(dāng)前負(fù)載如何，這些電力都可以隨時(shí)以全傳輸功率使用。此外，該儲能系統(tǒng)可大可小，若需要，僅通過簡單幾步就可更換電池。未來將會打造4,000多個(gè)這樣的可持續(xù)動力裝置。
該儲能系統(tǒng)的核心是斯柯達(dá)ENYAQ iV或插電式混動車型SUPERB iV、OCTAVIA iV和OCTAVIA RS iV的電池。
展開 Sci.經(jīng)典綜述：第一性原理計(jì)算材料設(shè)計(jì)用于鋰離子電池中的儲能材料
圖1 鋰離子電池的示意圖
【從頭算（ab initio）建模的簡要理論概述】
2.1 密度泛函理論（DFT）
所有的第一原理、量子力學(xué)或者從頭算等方法都需要求解多粒子體系的薛定諤方程。密度泛函理論（DFT）是一種涉及量子力學(xué)多體問題的方法，其中相互作用的電子系統(tǒng)被映射到一種具有相同總密度的有效非相互作用的系統(tǒng)中。Hohenberg和Kohn表明M系統(tǒng)的基態(tài)能量只是電子密度的函數(shù)，在DFT中，電子由單體波函數(shù)表示。
2.2 集團(tuán)展開式
第一性原理計(jì)算是一種獲得準(zhǔn)確基態(tài)能量的強(qiáng)大工具。然而，計(jì)算能力將單位晶胞的大小限制為大約102個(gè)原子。集團(tuán)展開式是獲取有關(guān)部分無序態(tài)情況的方法，如果與蒙特卡洛技術(shù)相結(jié)合，其能夠評估有限溫度下的系統(tǒng)信息，這種方法已經(jīng)成功用于合金系統(tǒng)和插層化合物。
2.3 蒙特卡洛（MC）模擬
集團(tuán)展開式能夠快速計(jì)算依賴于給定主體內(nèi)任意配置的系統(tǒng)能量，該特征使其便于在蒙特卡洛模擬中使用，這是評估有限溫度行為的一種有效方法。如果不能簡單地從蒙特卡洛模擬所計(jì)算的能量或熱容中獲得相變，那么就需要對自由能進(jìn)行積分。雖然這些第一性原理方法可以計(jì)算鋰離子電池材料的相關(guān)性能，但可能由于基礎(chǔ)和計(jì)算的限制仍會產(chǎn)生一些不準(zhǔn)確性。此外，從蒙特卡洛模擬所獲得的自由能通常只包含構(gòu)型熵，系統(tǒng)內(nèi)所包括的其他熵機(jī)理（包括振動、電子和磁性）則需要顯著的計(jì)算成本。
圖2 計(jì)算方法的概念流程圖
【性能預(yù)測】
這部分重點(diǎn)介紹鋰插入電極材料，即在正極材料上反生的反應(yīng)是在電池放電期間將鋰離子嵌入主體中（自發(fā)過程），而在電池充電期間鋰離子脫出主體化合物。
展開 基于鋰電池冷空氣通道的相變材料被動電池熱管理系統(tǒng)的熱性能增強(qiáng)
在替代傳統(tǒng)車輛內(nèi)燃機(jī)的現(xiàn)有選擇中，電力驅(qū)動的動力總成，包括電動機(jī)和機(jī)電電池似乎是最有前途的。
電池熱管理系統(tǒng)分為有源 TMS、無源 TMS 和混合 TMS。被動熱管理系統(tǒng)，如熱管或受益于相變材料 (PCM) 的系統(tǒng)，可以在不消耗任何能量的情況下控制電池溫度。然而，它們的冷卻能力有限，這意味著它們的可靠性不能滿足汽車傳熱工程師的要求。另一方面，利用主動式 TMS 可以達(dá)到更大的冷卻能力，但要達(dá)到這一目的，需要消耗大量能量。此外，創(chuàng)建均勻的溫度分布被認(rèn)為是對這些 TMS 的大膽挑戰(zhàn)。在混合動力電池熱管理系統(tǒng)中，結(jié)合了主動和被動TMS的優(yōu)點(diǎn)，并試圖盡可能地由另一方的角色來彌補(bǔ)缺點(diǎn)，然而，當(dāng)前對這種電池熱管理系統(tǒng)的研究很少。
02
成果掠影
近期，伊朗科技大學(xué)汽車工程學(xué)院G.R. Molaeimanesh團(tuán)隊(duì)研究出一種混合動力電池熱管理系統(tǒng)（BTMS），基于相變材料的主動熱管理系統(tǒng)（TMS）和被動TMS的組合(PCM) 將電池溫度保持在合適的范圍內(nèi)，同時(shí)與被動 TMS 相比具有更好的冷卻效果，并且使用比主動 TMS 更少的能量。在整個(gè)研究中，該團(tuán)隊(duì)對具有三種不同冷卻管道結(jié)構(gòu)和三種不同冷氣流壓力差的九個(gè)案例進(jìn)行了模擬和研究。結(jié)果表明，即使在最壞的情況下，溫度的升高也是安全的、可接受的，并且對于熱管理考慮來說足夠平穩(wěn)。電池的最高溫度從未超過 314 K，顯示出所提出的混合 BTMS 的完美能力。此外，人們可以注意到入口空氣越強(qiáng)大流或通過 PCM 體積的冷卻管道越長，電池表面溫度越低。此外，在所有模擬情況下，電池模塊內(nèi)電池的最大溫差不超過 1.6 °C，證明了所提出的混合 BTMS 在電池組內(nèi)創(chuàng)造均勻溫度分布方面的出色能力。
展開 淺談儲能電池資產(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)來面向未來交易能源（電力），這個(gè)平臺叫Autobidder 平臺，可以對能源進(jìn)行實(shí)時(shí)交易和控制，如 Tesla 的 Powerpacks、Powerwalls 和 Megapacks，通過機(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 1.2 GWh的儲能。
圖1 特斯拉的Autobidder 平臺，實(shí)時(shí)交易
一、特斯拉的虛擬電廠
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自己的系統(tǒng)，把在加州的 Powerwall 用戶群集中起來，在需要時(shí)釋放儲能電池系統(tǒng)的部分能量以幫助電網(wǎng)。
備注：特斯拉虛擬電廠目前是一項(xiàng)支持加州電網(wǎng)的公益計(jì)劃，沒有提供用戶激勵(lì)，未來可能會有。
圖2 特斯拉的虛擬電網(wǎng)的應(yīng)用
從大的邏輯上來看，特斯拉在逐步把車輛電池（暫未接入）、Powerpacks、Powerwalls 和 Megapacks統(tǒng)籌作為儲能電站，在電網(wǎng)有需求的時(shí)候，通過能源（電力）交易的模式來調(diào)度。
我們可以理解隨著特斯拉在國外和電網(wǎng)進(jìn)行耦合，通過經(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)是對電力價(jià)格預(yù)測、電力負(fù)荷預(yù)測、發(fā)電量預(yù)測、調(diào)度優(yōu)化，然后實(shí)現(xiàn)智能出價(jià)。這套系統(tǒng)未來是把儲能資源通過交易系統(tǒng)盤活，來增加儲能系統(tǒng)未來的前景。
從邏輯上來看，中國這樣的電力很強(qiáng)大的國家，相對交易空間比較窄（只是相對，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，就能把電池的資產(chǎn)成本賺回來。
展開 儲能電池系統(tǒng)熱失控安全監(jiān)測傳感器解決方案
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，能源是“主戰(zhàn)場”，電池儲能是一種實(shí)現(xiàn)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(diǎn)。自儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展被提上日程以來，儲能電池市場呈現(xiàn)了指數(shù)型增長的態(tài)勢，甚至電池儲能市場出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面，隨著電池儲能系統(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)也在儲能應(yīng)用板塊持續(xù)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(fā)展對于構(gòu)建新型綠色能源，實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo)有著積極的推動意義。但是安全問題似乎又成為了限制電池儲能行業(yè)發(fā)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(xué)儲能、物理儲能和電磁儲能技術(shù)。截至2021年底，中國新型儲能裝機(jī)2.4GW，占儲能裝機(jī)總?cè)萘康?2.5%，其中鋰離子電池儲能占新型儲能的89.7%，是當(dāng)前發(fā)展最快速、應(yīng)用最廣泛、相對成熟的新型儲能技術(shù)路線。然而，鋰離子電池儲能電站火災(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(jīng)發(fā)生了 17 起以上的儲能著火事故。國內(nèi)在電池儲能站快速發(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，電池儲能火災(zāi)隱患較為嚴(yán)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(shè)新型電力系統(tǒng)安全難題。
通過對儲能事故分析發(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？
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第十五講：達(dá)索系統(tǒng)鋰電池行業(yè)解決方案在線直播 | 達(dá)索系統(tǒng)百世慧?
如何提供高性能、高可靠性、高安全性的鋰電池，滿足成本、交期、合規(guī)性方面的要求，并實(shí)現(xiàn)高效電池的回收與循環(huán)利用？ 面對多方面的業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)，變革傳統(tǒng)的協(xié)作模式已經(jīng)成為鋰電池企業(yè)成功的關(guān)鍵因素。達(dá)索系統(tǒng)3DEXPERIENCE平臺帶來了全新的一體化創(chuàng)新協(xié)作體驗(yàn)：從市場需求到產(chǎn)品定義、從產(chǎn)品定義到產(chǎn)品組合管理、從工程到制造都連接至一個(gè)統(tǒng)一的平臺，基于真正的“單一數(shù)據(jù)源”端到端打通需求、系統(tǒng)架構(gòu)、工程研發(fā)、產(chǎn)品仿真、數(shù)字制造、供應(yīng)鏈等業(yè)務(wù)過程。
如何縮短動力電池研發(fā)創(chuàng)新的時(shí)間周期？如何助力企業(yè)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字化轉(zhuǎn)型？6月28日達(dá)索系統(tǒng)達(dá)索系統(tǒng)生命科學(xué)咨詢顧問馮薇為大家解答&介紹：
BIOVIA管理下的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室
BIOVIA在電池研發(fā)與檢測實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用
BIOVIA智能電池檢測數(shù)據(jù)研判
會議信息 AGENDA
2022年6 月 28 日 14:00 -15:00
講師介紹 SPEAKER
馮薇-達(dá)索系統(tǒng)生命科學(xué)咨詢顧問
目錄
鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈與行業(yè)挑戰(zhàn)
鋰電池行業(yè)全生命周期解決方案
數(shù)字化材料創(chuàng)新
基于分子的材料研究
從原子到系統(tǒng)的跨尺度仿真驗(yàn)證
數(shù)字化電池研發(fā)
數(shù)字化制造運(yùn)營
鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈與行業(yè)挑戰(zhàn)
鋰電池行業(yè)涉及的產(chǎn)業(yè)鏈條非常長，從鋰礦開采，到電池材料與配方的研發(fā)，再到電芯、模組、電池包的制造以 及跟下游應(yīng)用系統(tǒng)的集成，最后到電池的回收和梯次化利用，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈橫跨礦產(chǎn)開采、材料研發(fā)、流程制造和離散制造等各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域。
隨著全球減碳進(jìn)程和鋰電池投資的加速，鋰電池企業(yè)數(shù)量激增，新興企業(yè)不斷涌現(xiàn)。
展開 東京工業(yè)大學(xué)開發(fā)碳-空氣電池 推動下一代儲能系統(tǒng)發(fā)展
這首次證明具有波多平衡的 CASB 系統(tǒng)，經(jīng)過重復(fù)發(fā)電（10 次充放電循環(huán)）沒有退化，燃料電極沒有發(fā)生降解。
研究人員表示，與儲氫系統(tǒng)相比，預(yù)計(jì)CASB系統(tǒng)的尺寸更小，系統(tǒng)效率更高。這為開發(fā)緊湊高效的碳儲能系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，再加上使用可再生能源，有助于實(shí)現(xiàn)無化石燃料未來。
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長壽命鉛炭電池儲能應(yīng)用示范系統(tǒng)在大連投入運(yùn)行
風(fēng)能、太陽能等可再生能源的廣泛應(yīng)用始終受困于發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定、難調(diào)控等技術(shù)瓶頸，如何匹配與之相適應(yīng)的儲能系統(tǒng)以保證電力的穩(wěn)定輸出。日前，由中科院大連化物所儲能技術(shù)研究部李先鋒研究員、張華民研究員帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)與保定風(fēng)帆集團(tuán)有限責(zé)任公司共同研發(fā)的鉛炭電池儲能系統(tǒng)在中科院大連化學(xué)物理研究所正式投入示范運(yùn)行。
鉛炭電池技術(shù)是基于超級電容器與鉛酸蓄電池技術(shù)發(fā)展起來的一種新型電化學(xué)儲能技術(shù)，具有安全性高、成本低廉、放電功率大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以實(shí)現(xiàn)100%電池回收，其全生命周期環(huán)境負(fù)荷很低，發(fā)展?jié)摿薮蟆６L壽命鉛炭儲能應(yīng)用電池與太陽能發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)用，可有效地解決太陽能發(fā)電的儲存難題。據(jù)了解，此次應(yīng)用的鉛炭電池儲能應(yīng)用示范系統(tǒng)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(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的照明用電，而其成功運(yùn)行將為該系統(tǒng)工程化和產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。
我國多采用火電、煤電等傳統(tǒng)發(fā)電方式，隨著資源的耗竭和環(huán)境的惡化，以及太陽能、風(fēng)能等可再生清潔能源發(fā)電技術(shù)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(dǎo)能源，但再生能源發(fā)電存在著不連續(xù)、不穩(wěn)定、難調(diào)控等缺點(diǎn)，難以保證電力的穩(wěn)定輸出。
2015年12月，中科院大連化物所與中船重工風(fēng)帆股份有限公司共同建設(shè)“先進(jìn)電池技術(shù)聯(lián)合研發(fā)中心”，合作開展先進(jìn)鉛炭電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究與開發(fā)，目前已解決了鉛炭電池硫酸鹽化的關(guān)鍵技術(shù)難題，將光伏儲能系統(tǒng)用鉛炭電池的循環(huán)壽命提升到傳統(tǒng)鉛酸電池的4倍以上，完成了12V/38Ah產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的批量試制，在先進(jìn)儲能鉛炭電池方面形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料和新產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。
在此基礎(chǔ)上，中科院大連化物所研發(fā)儲能技術(shù)研究部又開發(fā)多項(xiàng)新技術(shù)，成功研制鉛炭長壽命電池，為太陽能、風(fēng)能等清潔能源轉(zhuǎn)換成可利用、可輸出的穩(wěn)定能源提供了保障。（記者郝曉明 通訊員王永進(jìn)）
展開 車用鋰離子動力電池風(fēng)冷散熱系統(tǒng)研究進(jìn)展
來源 | 電源技術(shù)
作者 | 楊朝蓬，張寧，段志宇
單位 | 中國電子科技集團(tuán)公司第十八研究所
摘要：鋰離子電池作為電動汽車動力電池首選，維持其工作在最佳溫度范圍需要應(yīng)用散熱系統(tǒng)。針對常用的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)，闡述了不同類型的特點(diǎn)，綜述了國內(nèi)外在電池內(nèi)部流道、進(jìn)出風(fēng)口結(jié)構(gòu)、冷卻空氣流體參數(shù)等方面開展的仿真與實(shí)驗(yàn)研究，以及采用優(yōu)化算法和優(yōu)化策略，改善電池內(nèi)部溫度和溫差的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。為克服風(fēng)冷散熱系統(tǒng)冷卻效率低及密封性不足的問題，基于風(fēng)冷散熱系統(tǒng)的混合冷卻系統(tǒng)被研究者廣泛提出。
關(guān)鍵詞：鋰離子電池；風(fēng)冷散熱系統(tǒng)；溫度；溫差；混合冷卻系統(tǒng)
隨著環(huán)境污染與能源緊缺問題加劇，世界各國加大了電動汽車的研發(fā)力度，而動力電池作為電動汽車的動力來源，受到各國政府和主要汽車制造廠商的重點(diǎn)關(guān)注。鋰離子電池具有比能量高、循環(huán)壽命長、自放電率低、無污染排放等特點(diǎn)，成為目前電動汽車首選的動力電池體系。鋰離子動力電池的性能和壽命在很大程度上與工作溫度有關(guān)，通常最佳工作溫度在 15～40℃，溫差低于 5℃。在充放電過程中電池自身產(chǎn)熱會導(dǎo)致溫度上升，適當(dāng)?shù)纳崂鋮s技術(shù)可以減少溫度對電池組的負(fù)面影響，提高動力電池的效率和安全性，降低老化率，延長使用壽命。車用鋰離子動力電池散熱系統(tǒng)冷卻方式主要有：風(fēng)冷、液冷、相變材料(PCM)冷卻、熱管(HP)冷卻等。風(fēng)冷、液冷是應(yīng)用最廣泛的冷卻方式，受技術(shù)水平限制，當(dāng)前國內(nèi)主要采用風(fēng)冷，有少數(shù)電動車也開始采用系統(tǒng)更為復(fù)雜的液冷，如吉利帝豪 EV、江淮 iEV7S，而國外發(fā)達(dá)國家更多采用液冷，如美國特斯拉、雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)。作為新型冷卻方式，相變材料和熱管冷卻還處于研究和小規(guī)模應(yīng)用階段。
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