方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置及热失控识别方法与流程

本发明涉及一种方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置及热失控征兆识别方法。

背景技术：

1、近几年，以锂离子电池为主的电化学储能电站应用越来越广泛。截至2022年10月，国内已规划或在建的新型储能项目中，锂离子电池储能占比超过90％。《二十五项反措》已明确要求三元锂电池不能用于储能电站，因此十四五期间磷酸铁锂电池储能属于主流发展方向。然而，锂离子电池本身存在老化、内短路甚至热失控的风险隐患，随之带来的安全性问题也越来越突出。数据统计表明，近五年来国内外相继出现近35起电化学储能电站火灾甚至爆炸事故发生。因此，安全问题已成为电化学储能电站大规模应用的首要障碍。目前对储能电站安全防控主要关注设计建设阶段和热失控发生后的消防应急处理，运行阶段安全防控尚存在缺失。当前，储能系统运行期间的电池监控管理依赖于储能系统电池管理系统(简称bms)，但现有bms技术一般仅实现电压、温度、电流及电池soc计算等基本功能，评估比较粗糙，电池安全阈值单一，并且电池温度测点一般位于表面电极，实际电池内部发热时温度传导受阻、滞后，测点检测到的温度并不能代表电池实际温度。同时电池管理系统本身存在失效风险，难以做到及时有效预警。

2、在电池早期热失控监测方面，目前现场主要监测手段有烟雾传感器、气体监测、声纹监测等，监测电池热失控后特定温度下释放气体类型与占比以及安全阀开启的电池包位置等，另外，对于储能系统运行环境的状态感知靠气体传感器，通过监测氢气、一氧化碳浓度实现事故报警存在两个问题，一是受传感器寿命、灵敏度制约，二是当气体传感器监测到特征气体时，实际上电芯内部故障已经较为严重，热失控已无法逆转，又因现场环境复杂和噪声干扰大，导致上述手段难以发现电池热失控初期故障并精准定位电芯位置，还可能会造成的后果亦是误判漏判情况，仍存在对设备缺陷的漏判情况且耗费人力物力时间，造成储能电站不要的事故恐慌。因此如何在电池热失控初期发现隐患故障并精准定位电芯位置成为行业内亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术之不足，本发明之目的就是提供一种方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置及热失控征兆识别方法，可有效识别电池早期热失控征兆并精准定位电芯位置，解决了目前电站运行中无法准确判断电池安全阀是否打开、识别热失控早期征兆、定位等问题，实现了电池早期热失控征兆识别、安全阀动作快速判断和精准定位，并为电池热失控故障处理提供依据，为设备的停运、隔离和消防争取提前时间，避免事故扩大化。

2、本发明解决的技术方案是：

3、一种方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置，包括壳体罩，所述壳体罩呈底部开口、四周和顶部密闭的容器结构，壳体罩内设置有用于实时监测其内部空间压力的压力传感器，壳体罩的侧壁上开有内外贯通的呼吸孔，壳体罩内壁侧，在呼吸孔的正上方设置有活动挡板，当壳体罩内腔压力增大时，活动挡板受压覆盖呼吸孔。

4、所述壳体罩下口与方形铝壳储能电池的外壳密封连接，且方形铝壳储能电池的安全阀位于壳体罩内部。

5、本发明结构新颖独特，简单合理，直接安装在方形铝壳储能电池的安全阀处即可，通过采集监测装置的压力信息、bms系统中的压力、温度等遥测量进行电池监测，可有效识别电池早期热失控征兆并精准定位电芯位置，解决了目前电站运行中无法准确判断电池安全阀是否打开、识别热失控早期征兆、定位等问题，实现了电池早期热失控征兆识别、安全阀动作快速判断和精准定位，并为电池热失控故障处理提供依据，为设备的停运、隔离和消防争取提前时间，避免事故扩大化。

技术特征：

1.一种方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置，其特征在于，包括壳体罩(1)，所述壳体罩(1)呈底部开口、四周和顶部密闭的容器结构，壳体罩(1)内设置有用于实时监测其内部空间压力的压力传感器(2)，壳体罩(1)的侧壁上开有内外贯通的呼吸孔(3)，壳体罩(1)内壁侧，在呼吸孔的正上方设置有活动挡板(4)，当壳体罩内腔压力增大时，活动挡板受压覆盖呼吸孔。

2.根据权利要求1所述的方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置，其特征在于，所述壳体罩(1)下口与方形铝壳储能电池(8)的外壳密封连接，且方形铝壳储能电池的安全阀(9)位于壳体罩内部。

3.根据权利要求1所述的方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置，其特征在于，所述活动挡板(4)通过弹簧(6)连接在壳体罩内壁上，活动挡板(4)与呼吸孔(3)呈正对相间设置。

4.根据权利要求3所述的方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置，其特征在于，所述活动挡板(4)靠近呼吸孔的一面设置有与呼吸孔正对的密封垫(5)，当壳体罩内腔压力增大时，活动挡板(4)受压压缩弹簧，密封垫(5)覆盖封堵呼吸孔(3)，失去压力后，活动挡板在弹簧回复力作用下复位。

5.一种基于权利要求2所述监测装置的方形铝壳储能电池热失控征兆识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及一种方形铝壳储能电池安全阀开启监测装置及热失控识别方法，装置包括壳体罩，壳体罩内设置有用于实时监测其内部空间压力的压力传感器，壳体罩的侧壁上开有内外贯通的呼吸孔，壳体罩内壁侧，在呼吸孔的正上方设置有活动挡板，当壳体罩内腔压力增大时，活动挡板受压覆盖呼吸孔，通过采集监测装置的压力信息、BMS系统中的压力、温度等遥测量进行电池监测，可有效识别电池早期热失控征兆并精准定位电芯位置，解决了目前电站运行中无法准确判断电池安全阀是否打开、识别热失控早期征兆、定位等问题，实现了电池早期热失控征兆识别、安全阀动作快速判断和精准定位，并为电池热失控故障处理提供依据。技术研发人员：孙彬,唐斌,栗占伟,樊东方,韩金华,陈俊涛,臧新研,刘慧丽,孔禹,赵博,袁卓,崔勇乐,武修苗,方浩,任端彬受保护的技术使用者：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司中南电力试验研究院技术研发日：技术公布日：2024/11/14