基于超声检测技术的磷酸铁锂储能电池过充热失控早期预警

针对磷酸铁锂电池热失控难题，提出一种原位超声透射方法，结合多参数监测构建内外参量综合测试系统。研究不同工况下电池内外响应特性，揭示超声信号对内部演变的敏感机制。结果表明，超声信号强度（Urms）和飞行时间（TOF）可有效反映电池状态变化，其中Urms对温度与荷电状态（SOC）更敏感；过充导致超声衰减显著增强，信号湮没早于防爆阀开启，具备早期预警潜力。基于改进马田系统实现防爆阀开启前30分钟预警，为储能电池热失控早期识别提供技术支撑。

磷酸铁锂电池热失控是当前大规模电化学储能系统安全运行面临的主要挑战之一.该文提出了一种用于热失控过程中方形铝壳磷酸铁锂电池内部状态监测的原位超声透射方法,并结合温度、电压、电流、表面形变等多参数检测技术,构建了电池热失控内-外参量综合测试系统.研究了电池在不同工况下内外参量变化特性,讨论了超声信号对电池内部演变的响应机制,实现了不同工况下电池内部状态的精确监测.结果表明,超声信号强度(Urms)和超声飞行时间(time of flight,TOF)能够有效表征电池内部状态的变化,其中Urms对电池温度和荷电状态(state-of-charge,SOC)的变化更为敏感.电池过充会显著增强超声信号衰减效果,且信号被噪声淹没的时间节点远早于防爆阀开启时间,表明超声信号可作为电池过充热失控的早期预警指标.在此基础上,提出了基于改进马田系统的电池过充热失控预警算法,提前30 min预测电池防爆阀的开启.该研究工作对于深入认识储能电池热失控的时空发展特性,提升热失控的早期预警技术具有重要意义.