锂电池船用安全风险分析及防控策略

通过对不同锂离子电池正常工作和热失控的化学机理的对比分析,识别出不同锂离子电池的安全本质区别,初步确认锂离子电池热失控两个非常重要的因素是热量和氧气,依据热失控过程中是否释放大量的氧气,将船用锂离子电池划分为1级和2级两个安全等级.结合电池船用潜在风险、船舶结构和航行环境特点,将电池系统与船舶布置综合考虑,提出多层级安...     

锂离子电池热失控防护研究现状

锂离子电池热失控防护分为内部防护和外部防护,内部防护从电解液、隔膜、电极三个方面进行优化改性,外部防护包括电池管理系统、冷却技术和阻断技术.本文对上述热失控防护进行分类并简要概述,可为锂离子电池安全性研究提供参考.     

方形锂离子电池热失控情况下的热管理研究

为了研究某种方形锂离子电池中单个电芯发生热失控事故时电池的整体性能,本文利用ANSYS软件进行热仿真分析,同时通过实验对电池中单个电芯进行过充强制其发生热失控分析热失控。模拟过程中根据电池箱中电芯和冷却装置的结构特性对电池三维模型进行简化,通过设置均匀热流密度内热源来模拟电池发热过程。热失控实验时对单个电芯进行强制性的过充使电芯发生热失控至电芯过压保护。结合模拟仿真和热失控实验中电池系统的温度分布情况,模拟结果和实验结果十分接近从而验证了仿真模型的准确性。根据热失控仿真结果中的电池系统温度分布云图,该型电池的冷却装置能够保证在单个电芯发生热失控的情况下整个电池的安全性。     

4000 kWh锂电池货船碰撞安全性分析

船舶碰撞事故一般会引起船体结构损坏、人员伤亡、环境污染等问题。对于锂电池船舶来说,其电源为锂离子电池,碰撞事故可能会导致电池柜损坏,使得锂电池变形产生热失控,造成严重后果。为了降低船舶碰撞的风险,使用Abaqus软件对4 000 kWh内河锂电池货船进行碰撞数值模拟,根据碰撞结果使用Comsol软件对电池柜进行数值仿真,最后对船舶结构或布置方案进行改进。这对于降低由锂电池货船碰撞引起电池热失控事故的可能性具有积极意义。     

锂电池动力船舶研究进展

作为航运大国,我国船舶数量巨大且其中柴油机船舶占比较高,在“碳达峰和碳中和”战略目标牵引下,引入节能减排的纯电动船舶是大势所趋。锂电池（LIB）以能量密度高且安全性能好的优势在纯电动船舶储能系统中脱颖而出,目前锂电池船舶相关研究大多借鉴成熟的纯电动汽车技术,但两者运行需求与运行环境仍存差异,并不能一概而论,因此有必要对锂电池船舶的发展现状进行总结分析,梳理当前所面临的困难与挑战,为锂电池船舶的安全发展提供思路。基于对国内外锂电池船舶发展概况的调研,对船用锂电池性能优化和安全防护两方面的研究进展进行讨论,并对当前我国锂电池船舶发展利害因素进行梳理分析,着重分析船舶锂电池组管理系统及其面临的特有安全问题,对锂电池船舶今后的研究热点进行预测,以期能够为锂电池船舶安全研究提供有益的参考和借鉴。     

锂离子电池热失控传播研究进展

综述了国内外锂离子电池热失控传播研究进展,总结概括了热失控传播的影响因素,同时提出了热失控传播阻断思路,并对锂离子电池热失控传播的进一步研究工作进行了展望。     

4000 kWh货船锂电池安全性分析

锂电池动力船舶与传统化石能源驱动的船舶相比动力系统工作原理有很大不同,存在的风险也不相同。本文分析船舶碰撞原理,确定4 000 kWh纯电动货船的碰撞工况,采用Abaqus对电动货船进行建模和碰撞数值仿真。使用Comsol对锂离子电池的单个电芯进行热失控仿真计算,将结果与实际的实验数据进行对比,确定热失控仿真计算的可行性。之后对电池模组进行热失控仿真,分析整个电池模组热失控后带来的影响,从而制定出锂电池货船控制热失控的措施。     

锂离子电池热失控抑制与防连锁

锂离子电池是当今社会非常重视的一种能源,但是也有一定的安全隐患。抑制热失控与防连锁成为安全性的重要课题。本文介绍了锂离子电池组热失控以及连锁反应的机理,采用一定的措施抑制热失控、防止连锁反应。提出了较为浅显的可行方案。     

加速量热仪在锂离子电池热失控测试中的应用

锂离子电池热稳定性评估是锂离子电池安全性评估的重要环节。绝热加速量热仪可以对锂离子电池进行热稳定性测试,探究电池的比热容、自加热起始温度、热失控起始温度以及热失控时间,系统的评估电池的热稳定性。测试结果显示电池比热容为0.974 J/(g·K),自放热起始温度为106.41℃,热失控起始温度为143.833℃,其热失控反应时间为469min。本文主要介绍了绝热加速量热仪的测试原理及方法、数据处理方法,为电池的热稳定性评估提出了一种测试手段。     

船舶失控的成因及对策

船舶的失控险情和事故,对长江水域的沿江码头、航行和停泊的船舶以及水上桥梁构成了严重的威胁,极易引发重特大水上交通事故,本文分析了船舶失控的确原因,并提出了相应的对策。     

基于船用异步轴带电机的锂电池充电技术研究

为降低船舶污染物排放量,实现“绿色船舶”,使用动力电池和推进电机为船舶提供动力。本文分析了船用异步轴带电机的使用原理,研究了使用轴带电机给锂电池充电的控制技术。提出了一种分段式锂电池稳定充电策略。最后使用仿真和试验的手段,从多个角度验证了该充电技术的有效性和稳定性。     

长江航行船舶失控原因与对策

从长江船舶失控原因着手分析,提出减少船舶失控的一些措施,以及失控后应采取的补救方法。     

船舶失控的原因与操作

对船舶失控事件的原因进行了剖析,并探讨了防止船舶发生失控事件的对策及船舶出现失控事件时可采取的应急措施。     

基于SOC估算的船用锂电池组健康管理研究

船用锂电池是新能源船舶的重要设备,如何精确的估计锂电池的荷电状态以及根据船舶运行工况进行对锂电池组的健康管理是保障船舶安全经济运营的关键。通过Vmin无迹卡尔曼滤波法对船用锂电池组的荷电状态(SOC)估计,仿真验证了Vmin无迹卡尔曼滤波法在估算电池组SOC时有较高精度;同时,结合船舶运行工况研发锂电池组健康管理策略,对船用锂电池组的SOC,单体电压,电流,光伏发电功率多参数综合分析,把电池状态分为健康,亚健康,不健康三种状态。实船运行表明,该电池组健康管理能保障锂电池组工作在安全范围内,有效促进船舶的安全运行。     

船用锂离子电池成组技术综述

锂离子电池在电动车船等领域有着广阔的前景,随着动力需求增大,成组使用是锂离子电池使用的大势所趋。然而锂电池大规模成组使用时,安全性问题制约了锂离子电池在上述领域的广泛应用。本文简介了国外船用锂离子电池系统最新技术,提出将系统级安全问题化解至单元可控级以及完善热失控烟气处理系统技术的建议,为后续研究提供参考。     

船用磷酸铁锂电池动力系统短路特性研究

文章主要描述船用磷酸铁锂电池动力系统的系统组成、原理及其短路特性,详细分析磷酸铁锂电池的PNGV模型、直流滤波器选型计算和直流变换器的工作原理。通过HPPC测试获取磷酸铁锂电池的PNGV模型参数,根据直流变换器的纹波特性选择其最优工作区域。最后从系统特性出发,分析磷酸铁锂电池动力系统短路的等效电路,针对电池侧和直流电网侧的短路情况进行深入研究,并通过MATLAB/Simulink平台仿真验证了理论分析的正确性。     

基于卡尔曼滤波法的船用磷酸铁锂电池SOC仿真估算

针对已应用于船舶的磷酸铁锂电池包,根据其充放电性能测试数据,选择一种合适的电池模型对其电池单体进行建模与仿真。对卡尔曼滤波算法进行理论分析,并采用该算法对已建立的电池模型进行单体电池荷电状态（SOC）估算,采用MATLAB/Simulink软件进行算法仿真验证。仿真结果表明,卡尔曼滤波法对SOC的估算精度较高,对初值依赖小,自适应能力强,但对电池模型精度要求较高。