การหลุดพ้นความร้อนใน LiFePO4 BESS: สาเหตุ การแพร่กระจาย และการบรรเทา

เซลล์ที่กำลังเข้าสู่ภาวะความร้อนล้นจะปล่อยก๊าซออกมาเป็นเวลาหลายนาทีก่อนที่จะมีการเปลี่ยนแปลงที่วัดได้ที่อุณหภูมิผิวของมัน ส่วนใหญ่ลำดับการเตือนจะทำงานในทางกลับกัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคำถามที่มีประโยชน์จึงไม่ใช่ว่าภาชนะมีถังระงับอยู่ในนั้น แต่เป็นสัญญาณใดที่มาถึงก่อน และเวลาที่สัญญาณนั้นซื้อไว้เท่าไหร่

เซลล์ทำอะไรก่อนที่อะไรจะตรวจจับได้

สามสิ่งเริ่มปฏิกิริยา และมีเพียงหนึ่งในนั้นที่เป็นความผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงาน

การลัดวงจรภายในจากข้อบกพร่องในการผลิตเกิดขึ้นก่อน อนุภาคโลหะ, รอยพับในตัวแยก หรืออิเล็กโทรดที่ไม่ตรงกันสร้างความต้านทานในเซลล์ และความร้อนที่มันผลิตทำให้ข้อบกพร่องที่ผลิตมันขยายออกไป แรงดันเซลล์ยังคงอยู่ในช่วงปกติในระยะนี้ ซึ่งเป็นความยาก: พารามิเตอร์ที่ระบบจัดการแบตเตอรี่เฝ้าดูอย่างใกล้ชิดที่สุดจะเคลื่อนไหวเป็นลำดับสุดท้าย

ความเครียดทางไฟฟ้าเป็นอันดับสอง การชาร์จเกินขีดจำกัดแรงดันสูงสุดของเซลล์ หรือการบังคับกระแสผ่านเซลล์ที่ถูกปล่อยออกอย่างลึก ทำให้ลิเธียมเคลือบลงบนแอโนดและทำให้สารอิเล็กโทรไลต์สลายตัว ระบบจัดการแบตเตอรี่ที่ทำงานได้ดีจะป้องกันสิ่งนี้ ดังนั้นเหตุการณ์ความเครียดจึงเป็นบันทึกของข้อบกพร่องหรือการเบี่ยงเบนจากการสอบเทียบ

การใช้แรงทางกลและความร้อนเป็นอันดับสาม และเป็นสาเหตุเดียวที่ไซต์มักจะติดตามไปยังเหตุการณ์: การกระแทก, การบดขยี้, หรือเส้นทางการระบายความร้อนที่ถูกบล็อก

งานที่เผยแพร่เกี่ยวกับการใช้ความร้อนระบุว่าอุณหภูมิเริ่มปล่อยความร้อนของเซลล์ LFP ที่ชาร์จเต็มอยู่ในช่วง 180 ถึง 250 องศาเซลเซียส โดยมีการทำให้ร้อนสูงสุดระหว่าง 210 ถึง 360 องศา ตัวเลขเหล่านั้นอยู่สูงกว่าช่วงการทำงานใด ๆ แต่ไม่สูงกว่าที่ลัดวงจรในเซลล์ผลิต ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมตัวเลขเริ่มต้นจึงมักถูกอ้างถึงเหมือนกับว่ามันเป็นขอบเขตความปลอดภัย แต่มันไม่ใช่

ไทม์ไลน์พร้อมตัวเลขเวลาที่เผยแพร่

ระยะหลังจากการลัดวงจรภายในตัวเลขเวลาที่เผยแพร่อะไรตรวจจับมัน
T+0, การลัดวงจรภายในเกิดขึ้นไม่มีอยู่ในระยะนี้ไม่มีอะไรนอกเซลล์
เริ่มมีการปล่อยก๊าซ5 ถึง 20 นาที ก่อนที่จะเกิดการหลุดลอยเต็มที่ไฮโดรเจน, คาร์บอนมอนอกไซด์ และไอระเหยของอิเล็กโทรไลต์ โดยเซ็นเซอร์ก๊าซ
มีควันมองเห็นได้สูงสุด 22 นาที หลังจากการปล่อยก๊าซครั้งแรกควันหรือความดันเกินในกรง โดยการตรวจจับควันหรือท่ออัดลม
อุณหภูมิผิวเซลล์ถึงเกณฑ์ BMSหลังจากก๊าซ ไม่ใช่ก่อนอุณหภูมิที่จุดเชื่อมต่อโมดูล โดย BMS
การแพร่กระจายไปยังโมดูลถัดไปนาที เมื่อขอบเขตล้มเหลวการไหลของความร้อนและอุณหภูมิของเพื่อนบ้าน
การทำลายทำงานภายใน 500 มิลลิวินาทีเมื่อถูกกระตุ้นเอโรโซลและหมอกน้ำ หรือ FM200 และ NOVEC1230

แหล่งที่มา: หน้าต่างก๊าซที่ปล่อยออกจากแนวทางที่เผยแพร่โดย FM Global เกี่ยวกับการตรวจจับก๊าซที่ปล่อยออก; ตัวเลข 22 นาทีจากการทดสอบของบุคคลที่สามที่รายงานในปี 2026; เวลาตอบสนองจากข้อกำหนดที่เผยแพร่สำหรับตู้ 125 kW

ลำดับการมาถึงคือการค้นพบ: ก๊าซมาถึงก่อน, ควันมาถึงที่สอง, และอุณหภูมิผิวเซลล์ซึ่งส่วนใหญ่ของการเตือนขึ้นอยู่กับมาถึงหลังจากทั้งสองอย่าง การศึกษาการชาร์จเกินของห้องเก็บพลังงานบันทึกการเตือนจากเซ็นเซอร์ไฮโดรเจนที่ติดตั้งด้านบน 145 วินาทีก่อนที่จะเกิดภาวะล้น ซึ่งเป็นการเตือนที่สั้นกว่าหน้าต่างที่เผยแพร่เพราะเซ็นเซอร์ตั้งอยู่ที่ด้านบนของปริมาณแทนที่จะอยู่ในเส้นทางการระบาย

ขั้นตอนใดที่อาจมาถึงเร็วกว่านี้

ทุกอย่างข้างต้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์บนผนังของตู้จะอ่านตัวอย่างที่เจือจางของสิ่งที่มีการแพร่กระจายไปทั่วปริมาณ; เซ็นเซอร์เดียวกันในท่อระบายเหนือโมดูลจะอ่านก๊าซในขณะที่มันยังคงมีความเข้มข้น การเผยแพร่หน้าต่างจะวัดจากจุดตรวจจับ ดังนั้นการวางตำแหน่งจึงตัดสินใจว่ามีปริมาณเท่าใดที่ไซต์ได้รับ

ขั้นตอนที่สองที่อาจเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้เร็วขึ้นคือการเตือนอุณหภูมิ ระบบจัดการแบตเตอรี่จะอ่านอุณหภูมิที่จุดสัมผัสไม่กี่จุดบนโมดูล ดังนั้นจุดร้อนของเซลล์เดียวจะต้องนำไปสู่บล็อกโลหะขนาดใหญ่ก่อนที่จะปรากฏที่ใดก็ได้ นั่นไม่ใช่ข้อบกพร่องในการตรวจสอบ แต่เป็นคำแถลงเกี่ยวกับสิ่งที่เซ็นเซอร์อุณหภูมิสามารถเห็นได้ และนั่นคือเหตุผลที่ระบบที่เตือนเพียงแค่จากเกณฑ์อุณหภูมิจะพึ่งพาสัญญาณสุดท้ายในลำดับ

อะไรหยุดเหตุการณ์ที่ขอบเขตโมดูล

เมื่อเคสของเซลล์หนึ่งเปิดขึ้น คำถามคือโมดูลถัดไปจะถูกทำให้ร้อนโดยมันหรือไม่ การแยกและอุปสรรคความร้อนทำให้การถ่ายโอนความร้อนช้าลง การแยกช่องเก็บจะทำให้แหล่งที่มาห่างจากอุปกรณ์ที่ต้องทำงานต่อไป และการระงับจะเอาความร้อนออกจากปริมาณแทนที่จะมาจากเซลล์

ข้อความความปลอดภัยที่เผยแพร่โดย Ruibit สำหรับภาชนะ 20GP ระบุสองข้อเหล่านี้ว่าเป็นข้อเท็จจริงที่ตรวจสอบได้: FM200 หรือ NOVEC1230 การดับอัตโนมัติภายในภาชนะ และการแยกความร้อนระหว่างช่องไฟฟ้าและช่องแบตเตอรี่

สำหรับตู้ 125 kW ตัวเลขเวลาตอบสนองที่เผยแพร่สำหรับการระงับคู่ต่ำกว่า 500 มิลลิวินาที โดยมีสองสารที่ระบุว่าเป็นละอองที่ระดับกลุ่มและหมอกน้ำที่ระดับห้อง การตอบสนองมีประโยชน์เพียงเท่าที่มันถูกกระตุ้น

ที่ใดที่การบรรเทาหยุดเป็นข้อกำหนด

การทดสอบสองครั้งแยกการบรรเทาออกจากบรรทัดในแผ่นข้อมูล

หากเวลาตอบสนองการระงับถูกอ้างถึงโดยไม่มีการกระตุ้นที่วัดจากนั้น 500 มิลลิวินาทีอาจมาจากการตัดสินใจของตัวควบคุมแทนที่จะมาจากการปรากฏของก๊าซ และระยะห่างระหว่างสองจุดนั้นคือหน้าต่างทั้งหมดข้างต้น หากจุดตัวอย่างไม่ได้ระบุว่าอยู่ในเส้นทางการระบายจากโมดูล ไซต์ได้ซื้อเซ็นเซอร์สำหรับห้องแทนที่จะเป็นสำหรับแบตเตอรี่

ถามว่าสัญญาณใดที่เวลาตอบสนองถูกวัดจาก และมันคือเซ็นเซอร์ก๊าซหรือเกณฑ์อุณหภูมิ คำตอบที่ระบุเพียงเกณฑ์อุณหภูมิได้ข้ามสัญญาณแรกในลำดับ ถามว่าตัวอย่างก๊าซถูกดึงจากที่ไหน และท่อระบายอยู่ภายในขอบเขตที่ส่งมาหรือไม่ คำตอบที่ว่าเซ็นเซอร์ตั้งอยู่ภายในตู้ โดยไม่มีเส้นทางการสุ่มตัวอย่าง อธิบายถึงเซ็นเซอร์ที่รอให้ก๊าซเติมพื้นที่ ถามว่าสิ่งที่การทดสอบการแพร่กระจายครอบคลุม: เซลล์, โมดูล หรือภาชนะทั้งหมด คำตอบที่ว่าเคมีไม่แพร่กระจายได้เข้าใจผิดในสิ่งที่ LFP ทำและไม่เปลี่ยนแปลง

สามสิ่งถูกกำหนดเมื่อสร้างภาชนะ: อัตราข้อบกพร่องระดับเซลล์ซึ่งตั้งอยู่ในโรงงานที่ผู้ซื้อไม่เคยเห็น; การจัดเรียงช่องและปริมาณที่สารระงับต้องเติม; และตำแหน่งของเซ็นเซอร์ ซึ่งตั้งอยู่ในระหว่างการติดตั้งและเป็นเพียงหนึ่งในสามที่ผู้ซื้อยังสามารถมีอิทธิพลได้

ขั้นตอนที่ฉันต้องการให้มาถึงเร็วกว่านี้

หากขั้นตอนหนึ่งในลำดับสามารถเคลื่อนที่ไปข้างหน้าได้ มันคือจุดตัวอย่างก๊าซ เพราะมันเป็นเพียงจุดเดียวที่ทำงานในขณะที่เหตุการณ์ยังคงย้อนกลับได้ เกณฑ์อุณหภูมิรายงานเหตุการณ์ที่เริ่มขึ้นแล้วภายในเซลล์; เซ็นเซอร์ที่อ่านเส้นทางการระบายรายงานเหตุการณ์เดียวกันก่อนหน้านี้หลายนาที หน้าต่างที่เผยแพร่ 5 ถึง 20 นาทีเป็นของระบบที่มองในที่ที่ถูกต้องแล้วเท่านั้น

คำถามที่พบบ่อย

1. อะไรเป็นสาเหตุของภาวะความร้อนล้นในแบตเตอรี่ LiFePO4?

สามตัวกระตุ้น ตามลำดับความถี่: การลัดวงจรภายในจากข้อบกพร่องในการผลิต, ความเครียดทางไฟฟ้าเช่นการชาร์จเกินหรือกระแสย้อนกลับ, และการใช้แรงทางกลหรือความร้อน เพียงแค่ข้อแรกเกิดขึ้นในระหว่างการทำงานปกติ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณภาพเซลล์จึงสำคัญกว่าพฤติกรรมของไซต์

2. การตรวจจับก๊าซที่ปล่อยออกให้การเตือนล่วงหน้าเท่าไหร่?

แนวทางที่เผยแพร่เกี่ยวกับการตรวจจับก๊าซที่ปล่อยออกระบุว่าช่องว่างระหว่างก๊าซที่ปล่อยออกครั้งแรกและภาวะความร้อนล้นเต็มรูปแบบอยู่ที่ประมาณ 5 ถึง 20 นาที การทดสอบของบุคคลที่สามที่รายงานในปี 2026 จับเซลล์ที่ล้มเหลวได้ถึง 22 นาที ก่อนที่จะมีควันที่มองเห็นได้ การศึกษาการชาร์จเกินบันทึกการเตือนจากเซ็นเซอร์ไฮโดรเจน 145 วินาทีก่อน เพราะเซ็นเซอร์ตั้งอยู่ที่ด้านบนของปริมาณแทนที่จะอยู่ในเส้นทางการระบาย

3. ทำไม BMS ถึงไม่ตรวจจับมันก่อน?

เพราะมันอ่านอุณหภูมิที่จุดสัมผัสไม่กี่จุดบนแต่ละโมดูล ดังนั้นจุดร้อนของเซลล์เดียวจะต้องนำไปสู่บล็อกโลหะขนาดใหญ่ก่อนที่จะลงทะเบียน ก๊าซออกจากเซลล์เร็วกว่าความร้อนถึงเซ็นเซอร์ ดังนั้นระบบที่เตือนเพียงจากเกณฑ์อุณหภูมิจะพึ่งพาสัญญาณสุดท้ายในลำดับ

4. อะไรจำกัดการแพร่กระจายระหว่างโมดูล?

การแยกทางกายภาพและอุปสรรคทางความร้อนช่วยชะลอการถ่ายเทความร้อน การแยกช่องทำให้แหล่งที่มาห่างจากอุปกรณ์ที่ต้องทำงานต่อไป และการระงับช่วยนำความร้อนออกจากปริมาตร ตัวอย่างที่เผยแพร่ของสองข้อแรกคือ FM200 หรือ NOVEC1230 ที่ใช้ในการดับเพลิงอัตโนมัติและการแยกความร้อนระหว่างช่องไฟฟ้าและแบตเตอรี่

5. ควรถามอะไรเกี่ยวกับเวลาในการตอบสนองของการระงับ?

จากการกระตุ้นใดที่ถูกวัด และการกระตุ้นนั้นคือเซ็นเซอร์ก๊าซหรือเกณฑ์อุณหภูมิ นอกจากนี้ยังต้องรู้ว่าตัวอย่างก๊าซถูกดึงมาจากที่ใด และการทดสอบการแพร่กระจายได้ครอบคลุมเซลล์ โมดูล หรือภาชนะทั้งหมดหรือไม่

พร้อมที่จะค้นหาโซลูชัน BESS ที่สมบูรณ์แบบของคุณหรือยัง?

ติดต่อ Ruibit BESS เพื่อขอคำปรึกษาฟรีและโซลูชัน BESS ที่กำหนดเองซึ่งตอบสนองความต้องการในการจัดเก็บพลังงานเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมของคุณ.