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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池储能系统安全风险评估,具体涉及一种储能电池舱火灾风险评估方法。
技术介绍
1、近年来,随着储能技术的不断发展,储能技术的应用场景和形式也日益增加,其中锂电池由于具有能量密度高、循环寿命长、对环境友好等优点,常作为能量储存载体应用于储能电站领域。然而,在实际储存过程中,锂电池也可能因过充、针刺、跌落等因素出现热失控,进而引起意外火灾,甚至发生爆炸灾害,对其储存场所造成严重损害,造成储能舱室的破坏、人员伤亡事故及巨大经济损失。因此有必要充分了解储能电池舱火灾特性及火灾危险性,这对于确定安全储存条件,优化资源配置,制定可靠的防护对策,减少或避免储能安全事故都具有重要意义。
2、为了进一步了解储能电池舱的火灾危险性,在工程与研究上多采用试验与数值仿真模拟等方法,测试储能电池舱火灾事故后果与现象,但是对于此类测试数据并没有一个完整、系统的评价分析方法,因此对于储能电池舱的火灾测试在实际应用中的指导意义存在一定的欠缺。因此需要通过一定的方法建立储能电池舱火灾风险评估体系,对储能电池舱进行火灾风险评估。储能电池舱火灾风险评估是在火灾特性识别的基础上,通过多维度综合分析,建立电池舱火灾风险评价模型,最终确定储能电池舱的火灾风险等级。储能电池舱火灾风险评估的目的是了解储能电池舱发生火灾的可能性、火灾扩大化的可能性以及发生火灾后的严重程度,对储能电池舱的火灾风险进行评估,为储能电池舱的监管与维护提供理论指导。
3、专利cn202211018171.8,一种测试锂离子电池火灾危险性的方法:考虑最大热释放
4、专利cn202310387142.7,一种大型电池储能电站安全性分析评价方法:综合考虑电池温度和环境温度对储能电站中的电池进行安全性评估,但是实际储能系统中除了储能电池外,还有电池管理系统等其他设备。
5、专利cn202211586061.1,一种磷酸铁锂电池安全性评价方法、系统、设备及介质:通过性能测试和电池拆解确定电池安全性,但是没有考虑储能站中的风险因素。
6、综上所述,当前相关专利中评价指标的选取较为单一,并没有综合考虑储能电池舱中电池、舱体以及消防设备等装置,因此针对储能电池舱的火灾风险评估方法非常重要。本方法从多个维度综合考虑储能电池舱火灾风险评价指标,并建立储能电池舱火灾风险评价模型,最终对储能电池舱火灾风险等级进行评估。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为储能电池舱火灾风险评估提供可能性,并提升评估精度,为此提供一种储能电池舱火灾风险评估方法。
2、实现本专利技术目的的具体步骤如下:
3、一种储能电池舱火灾风险评估方法,该方法包括具体步骤如下:
4、s1通过设计储能电池舱火灾试验或数值仿真模拟获取目标电池舱在火灾过程中的不同评价指标值;
5、通过设计储能电池舱火灾试验或数值仿真模拟获取目标电池舱在火灾过程中的不同评价指标值,评价指标包括:电池热失控温度、电池工作温度、火焰温度、火焰直径、舱内最高温度、舱内高温持续时间、舱内h2最高浓度、舱内o2最低浓度、舱内co最高浓度、热失控电池数量、热失控蔓延时间、灭火时间、电池降温时间。其中电池热失控温度、电池工作温度属于电池热失控难易程度指标;火焰温度、火焰直径属于热失控蔓延指标;热失控蔓延时间、灭火时间、舱内最高温度、舱内高温持续时间、舱内h2最高浓度、舱内o2最低浓度、舱内co最高浓度、热失控电池数量、电池降温时间属于火灾严重程度指标。
6、电池热失控温度是电池发生热失控时的最低温度,反应了电池发生热失控的难易程度;
7、电池工作温度是电池在舱内正常工作时的温度,反应了电池正常工作时的产热量;
8、火焰温度是舱内出现火灾时火焰的最高温度,反应了火灾蔓延的难易程度;
9、火焰直径是舱内出现火灾时火焰最大直径,反应了舱内火灾的规模;
10、舱内最高温度是指储能电池舱的舱顶处温度测点的最大值,反应了舱内火灾的严重程度;
11、舱内高温持续时间是指储能电池舱中间区域温度高于70℃的时长,反应了舱内高温对人体的危害程度;
12、舱内h2最高浓度是储能电池舱的舱顶处h2浓度测点的最大值,反应了储能电池舱内爆炸风险程度;
13、舱内co最高浓度是储能电池舱的舱顶处co浓度测点的最大值,反应了储能电池舱内爆炸风险程度;
14、舱内o2最低浓度是储能电池舱的舱顶处o2浓度测点的最小值,反应了储能电池舱内易燃易爆气体的反应程度;
15、热失控电池数量是整个储能电池舱火灾中发生热失控电池的数量,反应了储能电池舱火灾后果;
16、热失控蔓延时间是一个电池模组发生热失控到导致下一个电池模组发生热失控所需的时间,反应了储能电池舱火灾蔓延速率;
17、灭火时间是从储能电池舱中火焰产生到火焰彻底熄灭所需要的时间,反应了储能电池舱内消防系统灭火能力;
18、电池降温时间是从储能电池舱中火焰熄灭到电池温度降低至常温所需要的时间,反应了储能电池舱内消防系统的降温能力与储能电池舱复燃的抑制程度。
19、其中各评价指标值的测点根据所设计的试验与数值仿真模拟结果选取,具体选取规则为:电池热失控温度、电池工作温度、电池降温时间的测点选取电池顶面中心位置;火焰温度选取火焰外焰位置;舱内最高温度、舱内h2最高浓度、舱内o2最低浓度、舱内co最高浓度选取热失控电池正上方的舱室顶部位置;舱内高温持续时间选取舱室中心位置。
20、s2依据试验或数值仿真模拟结果构建储能电池舱火灾风险的评估模型,该评估模型中包括三个维度:电池热失控难易程度、热失控蔓延难易程度和火灾严重程度
21、储能电池舱火灾风险评估模型包括三个维度:电池热失控难易程度c、热失控蔓延难易程度p和火灾严重程度k,储能电池舱火灾风险评估模型为f=c·p·k,其中f为储能电池舱火灾风险评估得分。
22、其中,电池热失控难易程度c的计算方法为:
23、
24、式中,i为电池种类序号,n为电池种类数,mi为第i种电池的数量占比,ti为第i种电池的工作温度,ti为第i种电池的热失控温度,a为系数。
25、热失控蔓延难易程度p的计算方法为:
26、
27、式中,t为火焰温度,t为电池热失控,d为火焰直径,l为火焰中心和电池之间的距离,ε为电池表面反射率,b为系数。
28、火灾严重程度k的计算方法为:
29、
30、式中,k代表储能电池舱火灾严重程度评价得分,i表示火灾风险评价指标序号,fi为第i个火灾严重程度评价指标的量化得分,wi为第i个火灾严重程度评价指标的权重。
31、s3根据评价指标的归一化计算方法,将火灾严本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能电池舱火灾风险评估方法,其特征在于:具体步骤如下:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤S1中,评价指标包括:电池热失控温度、电池工作温度、火焰温度、火焰直径、舱内最高温度、舱内高温持续时间、舱内H2最高浓度、舱内O2最低浓度、舱内CO最高浓度、热失控电池数量、热失控蔓延时间、灭火时间、电池降温时间;其中电池热失控温度、电池工作温度属于电池热失控难易程度指标;火焰温度、火焰直径属于热失控蔓延难易程度指标;热失控蔓延时间、灭火时间、舱内最高温度、舱内高温持续时间、舱内H2最高浓度、舱内O2最低浓度、舱内CO最高浓度、热失控电池数量、电池降温时间属于火灾严重程度指标。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤S2中,储能电池舱火灾风险评估模型包括三个维度:电池热失控难易程度得分C、热失控蔓延难易程度得分P和火灾严重程度得分K,储能电池舱火灾风险评估模型为F=C·P·K,其中F为储能电池舱火灾风险评估得分。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:电池热失控难易程度C的计算方法为:
5.根据权利要求4所述的方
...【技术特征摘要】
1.一种储能电池舱火灾风险评估方法,其特征在于:具体步骤如下:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤s1中,评价指标包括:电池热失控温度、电池工作温度、火焰温度、火焰直径、舱内最高温度、舱内高温持续时间、舱内h2最高浓度、舱内o2最低浓度、舱内co最高浓度、热失控电池数量、热失控蔓延时间、灭火时间、电池降温时间;其中电池热失控温度、电池工作温度属于电池热失控难易程度指标;火焰温度、火焰直径属于热失控蔓延难易程度指标;热失控蔓延时间、灭火时间、舱内最高温度、舱内高温持续时间、舱内h2最高浓度、舱内o2最低浓度、舱内co...
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