锂电池热失控气体的逸散及时空分布特性

热失控气体预警是储能系统安全防护的关键环节，气体扩散与分布特性直接影响预警有效性。通过数值模拟结合实验，研究预制舱内单体电池在不同位置发生热失控时H2的逸散规律及气体时空分布特征。结果表明：热失控位置由电池簇底层中部移至角落时，H2传感器响应延迟，各区域最大体积分数及特征值均下降，稳态分布差异增大；底部气体受上方模组阻挡导致分布不对称；传感器不宜布置于舱体上部角落或中下部过道两端；角落热失控探测条件更恶劣，整体响应性能较差。研究为气体传感器布局优化提供依据。

热失控气体预警是储能系统的重要安全防线,气体的扩散和分布对热失控预警的有效性至关重要.为研究热失控早期气体的逸散及时空分布特性,通过数值仿真模拟预制舱储能系统内不同位置单个电池发生热失控时H2的逸散规律,并结合实验结果分析舱内气体时空分布特性.研究结果表明:热失控位置由A(电池簇底层中部)变为B(电池簇底层角落)后,仿真及实验中舱内全空间H2传感器响应时刻的差值分别增大15 s、25 s,上、中切面内最大H2体积分数及传感器最大特征值的均值下降,舱内大部分区域的H2稳态体积分数、传感器稳态特征值均下降且稳态体积分数及稳态特征值的差异程度均增大;底部电池产生的气体受其上方模组的阻挡,会造成气体的瞬态逸散行为及稳态分布的空间不对称性;预制舱储能系统中,舱内上部气体传感器不宜布置在角落处,中下部气体传感器不宜布置在过道两端;热失控发生在电池簇底层角落处时的气体探测条件较恶劣,舱内传感器的整体响应效果相对差于电池簇底层中部热失控的情形.研究成果可为储能系统中气体传感器布局方案的设计及优化提供参考.