Simulation Study on Overcharge Thermal Runaway Propagation of Lithium-iron-phosphate Energy Storage Battery Clusters

摘要： 储能电站集装箱是以电池簇即电池多模组为基础建立的，电池模组相对密集并且极端情况下电池模组的热失控容易造成电池簇蔓延从而引发更严重的后果。因此，有必要对储能环境中电池簇的热失控蔓延过程进行热场仿真研究。通过设计和搭建8.8 kW·h的磷酸铁锂电池模组试验方案进行不同充电倍率的过充试验，试验结果表明磷酸铁锂电池模组在0.4C的过充倍率时未出现燃烧现象，0.5C过充条件时出现燃烧起火现象。在试验的基础上，通过COMSOL仿真软件建立电池簇热场仿真模型，对不同倍率下电池簇的过充热失控蔓延过程进行仿真分析。仿真结果表明，电池模组0.4C倍率过充时不会引起电池簇内其他电池模组热失控，过充模组正下方的电池模组所受影响较大；电池模组0.5C倍率过充时上表面温度急剧上升，会逐级触发上方电池模组的热失控。本研究可为储能电站的过热安全防护提供理论和技术支撑。