煙臺創為新能源科技有限公司技術總工 李明明

聚焦“技術應用雙創新，規模儲能新起點”，通過組織主題演講、展覽展示、創新大賽、專題研討、項目考察、新品發布、技術交流等多種活動，多維度精準對接全球儲能市場與應用，助力中國儲能企業與國際接軌，為儲能企業搭建與政策制定者、規劃者、電網管理者、電力公司、能源服務商的交流互動平臺。2019年5月18-20日，中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”，煙臺創為新能源科技有限公司技術總工李明明在會上發言。

各位專家大家下午好！我來自山東煙臺，我今天帶來的題目“基于氣相分析的熱失控預警應用技術研究”，譚總工已經介紹了儲能應用當中的安全設計，我更具體一些，因為消防有消和防，我主要從防這個角度分析一下，怎么去將早期的熱失控預警的分析盡可能的早期發現。

我們這個公司主要從事新能源汽車和儲能電站，只要與電池相關的安全設施，都是我們致力于研究的方向。公司去年被評為高新技術企業，每年年增長率實現100%，目前在電動汽車上使用了30多萬套的技術應用。我們從事電動汽車和儲能的標準，在一些參與和制訂。

主要從三個層面講一下，

第一儲能安全法規現狀，

第二熱失控預警的研究，

第三儲能系統應用方案，。

一、儲能安全法規現狀，我僅僅做簡要發明，今天下午還有一個論壇主要講法規與現狀的標準制訂情況。法規與現狀主要是因為目前從電站的火災事故或者因為電動汽車火災事故的影響，導致的社會影響力比較多一些，基于這些在儲能電站的運維過程中大家更注重運維安全。通過什么樣的方法在運維當中更可靠、更有效的，對于我們來說研究的是基于多因素分析的大規模儲能的一體消防運行策略。

火災事故是網上的一個報道，特別是在2018年純電動汽車著火事件。近期在五一左右，這段時間已經連續發生了十多起的電動汽車火災事故，也引起了社會的廣大關注。火災事故一旦發生就造成相對來說比較嚴重的后果，這個時間對于鋰離子電池的熱失控的早期預警和防護顯得尤為重要，汽車的標準比較健全，目前出臺了比較多的標準。針對儲能方面的標準，現在各個地方也在起草相應的標準，比如說電網公司也自己起草安全實施的標準。這些都是在網上能搜集到的。

對于電池熱失控來說主要有三個比較明顯區分的特征的詞，這個是可以借鑒電動汽車鋰離子電池安全當中，分別為泄露，起火，爆炸，泄露不是熱失控但是是引起熱失控的狀態，因為它是危險存在。好多在運行過程中的電池有這種情況發生。對于熱失控是怎么測量的？在標準當中給出了一個說明，基于電擊信號，這些都有相應的標準，對于非電擊性的信號我們采用氣相。

熱失控預警研究，目前國內外都采用什么樣的技術，可以實現早期的非正常狀態的預警。上面有一個紅色和藍色的條，如果在紅藍之間交接部委，我們在藍色條的時候，這是BMS在做的工作，主要測量電氣信號、電壓電流、放電倍率，通過它能夠更早期的得到常態下的運行狀態，紅色部委可能發生了熱失控，熱失控已經產生或者熱蔓延狀態，帶來的動作就是燃燒或者冒煙，持續的冒煙。我們可以看一下這種電池燃燒事故的特點，首先熱失控是存在著負反應，無法根除，通過多種技術，電解液或者改良隔膜，增加一些防護的添加劑，或者阻燃電阻液可以實施綜合性的技術改良。

針對于熱失控的誘發或者是蔓延，從一個單體到另外一個單體，有點像類似于鞭炮式的熱蔓延，如何防止熱蔓延是我們應該研究的重點課題，目前好多產業研究隔熱材料。對于鋰離子電池還有一個特點，具有復燃性，復燃性比較突出，上周做的一個實驗，3分鐘以后又復燃了，后期使用大量的水進行滅火。

根據這些特點，如果在藍色條區域的時候我們是不是可以通過內阻的變化來識別，鉛酸電池使用這種方式。目前清華大學歐陽敏哥教授一直致力于研究。

針對于氣體好多個實驗室在研究，國外的這些論文是比較早期的，近期的，像國內還有幾個實驗中心，包含中氣研也在研究相關的熱失控氣體，抽取氣體之后化驗成分，同時看一下通過配置什么樣的傳感器應用可以更早期的發現。這些材料得出一個結論，主要含有二氧化碳、一氧化碳、氫氣等危害性的氣體。以下是根據借鑒在國內外其他同行做的實驗基礎上，我們自己搭建了一些平臺，主要是做了這三個工作：一個是氣體探測器的選型規律，選擇什么樣的氣體傳感器，第二需要做一個發展過程各數據的分析，做一個數據判斷，相當于是一個模型。第三個，實現實驗平臺的搭建。

我們這個工作是做的定性的工作，如果熱失控產生以后，有哪些氣體釋放？我們首先要知道，這是做了5種氣體的測量包含氧氣和一氧化碳，結論是一氧化碳具有代表性，乙烯也是具有代表性，這是定性。定量從60攝氏度到100攝氏度分別測量一下。

我們在電池里做氣體的探量，必定受到干擾氣體，無非是膠皮、電解液，我們需要去除這些。還有一個，針對于儲能電站當中又加了氫氣，同時發揚一氧化碳和氫氣上升曲線還是非常吻合的，最高的時候氫氣達到17000PPM，所以存在交叉感染的問題，但是還是有必要在空間當中使用，因為質量比較氫，容易上浮。這是總的VOC的氣體數據對比。

做完這些實驗以后得出的結論應該適合復合型的傳感器進行早期的探測，這種狀況下需要把這個數據做適當的數據擬合，有效的判斷，對數據進行平滑的處理。

我們做的工作：傳感器的標定、智能算法、高耐用等。整個防護，早期熱失控和早期預警，最后有一個外部接口。這是我們做的系統案例，這是每節電池包，電池包使用的是探測器，對于儲能電站當中，我們使用的方法是建議對每個電池簇和電池柜還有集裝箱的空間和外部消防的接口進行最終的防護。最后，預留雨淋式的消防噴頭。這是我們做的示意圖片。這是跟水消防聯動的狀態，因為你需要水，所以需要聯動，但是水消防謹慎使用，最好使用人工啟動，不用讓它自己啟動。這是我們自己做的項目，近年做的比較多，這是我們做的一些項目的情況。這些都是電網側的，我們當時配的七戊丙烷。這是湖南電網的，總控室在這邊，左側是24個集裝箱，這是運行狀態。這是我們做的風電的或者是太陽能發電的一個小型化的裝置，使用七氟丙烷，要么使用的是懸掛式的，后面的圖比較有意思，右側圖是柜式改成管網式的，目前是風循環的話里面有風速，在這種狀況下如果在整體空間當中排放的時候，可能不會有效的輸送到電池里面去，通過這種管道我們可以送到通道里面去，有效的對電池芯進行防護。

我們目前在車上和儲能行業應用的比較多，目前我們做磷酸鐵鋰電池和三元電池過渡性的研究，三元電池未來使用的乘用車更多，我們做模型分析得出防護的策略。

今天時間比較緊，我就跟大家分享這些，謝謝！