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《瓦锡兰新型集成爆炸控制系统测试成功 提升电池储能安全》

  • 来源专题：能源情报网监测服务平台
  • 编译者： 郭楷模
  • 发布时间：2025-09-18

  • 芬兰储能企业瓦锡兰近日宣布，其研发的新型集成爆炸控制系统——主动点火缓解系统(AIMS)已在美国完成三项关键测试，并成功证明其能有效预防电池储能系统(BESS)中的重大故障。此次测试由瓦锡兰联合三家未具名合作伙伴共同监督，其中包括一家美国公用事业公司、一家火灾报警器供应商及一家第三方顾问机构。

    测试过程中，每项实验均模拟了瓦锡兰Quantum2集装箱电池储能系统在最恶劣条件下的热失控场景。AIMS系统通过“火花系统与门上安装的爆燃面板相结合”的创新设计，在热事件初期即点燃可燃气体，有效防止气体积聚至危险水平，从而大幅降低爆炸风险。瓦锡兰表示，这种早期干预策略不仅减少了废气积聚，还显著降低了“爆燃面板激活”的可能性，增强了储能系统的整体安全性。

    测试结果显示，AIMS系统在模拟UL 9540A CATL 306Ah电池级测试中，持续释放可燃气体混合物超过两分钟，仍能有效预防潜在问题。系统还收集了视觉、温度、静态和动态压力以及紫外/红外等多维度数据，为进一步优化解决方案提供了宝贵依据。瓦锡兰储能总裁Tamara De Gruyter强调：“这是BESS行业的首创，我们正通过重新设计存储系统，并与多方利益相关者紧密合作，确保合作伙伴在关键时刻能够迅速响应。”消防产品经理Mishaal SyedNaveed也表示：“真正的安全始于热失控之前，AIMS系统正以先进技术助力客户提前管理风险。”

  • 原文来源：https://www.nengyuanjie.net/article/117000.html
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  • 《科学家制造出了一款“坚不可摧”的锂离子电池 安全不爆炸》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2020-02-02
    • 锂离子电池，以其特有的性能优势在各种便携式移动电子设备中得到普遍应用。大容量锂离子电池也已经用于对电动汽车领域，甚至还将在卫星、航空航天以及储能等方面得到应用。然而，前几年却频频爆出三星Note7手机爆炸的新闻，其背后的主要原因也是因为锂离子电池的易燃性。前几天，《连线》（WIRED）刊登了一篇令人振奋人心的新闻，文章原标题为Scientists Made a Nearly Invincible Lithium-Ion Battery，作者DANIEL OBERHAUS在文中介绍了美国科学家制造出的一款全新坚不可摧的锂离子电池。 　　锂离子电池几乎重新塑造了整个现代世界。无论是手机、笔记本电脑，还是电子烟、电动汽车，它都是其可重复充电电子组件中的核心要素。 　　虽然锂离子电池的电能储存效果较优，同时具有高能量密度，但这并不能说明它是完美的选择。因为制造锂离子电池必须依靠有毒易燃材料，所以即便是最小的缺陷，都可能会导致有关设备的爆炸。 　　一组由约翰霍普金斯大学应用物理实验室（Johns Hopkins Applied Physics Laboratory）的物理学家组成的研究人员认为，针对现有的锂离子电池安全问题，完全有能力进一步改进。 　　过去五年以来，他们也一直在研发一款看似不会出现安全问题的新型锂离子电池。2017年，他们连同马里兰大学（University of Maryland）的研究人员，共同推出了一款可以切割、射击、弯曲甚至浸泡的新型锂离子电池，而且还能保持其持续放电。 　　2019年底，约翰霍普金斯大学的团队还进行了进一步改良升级，使这款电池具有防火性能，并且将其电压也提高到了与同等商业产品相当的水平。当然，这可能也会让三星公司十足嫉妒。 　　该应用物理实验室负责这项研究的高级科学家康斯坦提诺丝·格拉索泼罗斯（Konstantinos Gerasopoulos）称，要制造这款坚不可摧的电池，其核心在于电解液，即在电池的正负极之间起传导离子作用的化学混合物。 　　当你在使用锂离子电池时，带电锂粒子会穿过电解液的阻碍，从电池一端的阳极（负极）到达另一端的阴极（正极），并在其中产生化学反应、产生能量。 　　该应用物理实验室的材料科学项目经理杰夫·马兰奇（Jeff Maranchi）称，大多数锂离子电解液都是易燃锂盐和有毒液体的混合物，这意味着“如今的锂离子化学行业中，存在着潜在的灾难风险”。 　　如果这种将电池阳极与阴极分隔开的可渗透阻碍损坏的话，那就会造成短路，同时产生大量热量。当所有这些热量接触到电池中富氧阴极旁的极度易燃材料（如锂离子电解液）后，那你手上就会拿着一个燃烧着的电子设备。 　　水性电池可以避免所有的这些问题，毕竟电解液本来就是水性的，因此既不易燃又无毒。虽然水性电池已经存在了大约25年了，但其功效实在太弱，所以也起不到太大作用。 　　该应用物理实验室所发现的是，如果增加锂盐浓度，并且将电解液与一种聚合物（一种看起来像极度柔软的塑料的材料），他们就可以将电势从1.2伏提高到4伏，达到与商用锂离子电池同等的水平。 　　当格拉索泼罗斯和他的同事们将一款商用电池的阳极与阴极与这个像塑料的电解液相连接后，他们成功地制造出了一款市面上从来没见过的锂离子电池。 　　这个电池外观透明，具有隐形眼镜的柔韧性，同时无毒且不易燃，无论是制作和使用，都可以在露天没有外壳的情况下进行。除此之外，它还能承受几乎任何一种“虐待”。 　　该款全新电池核心的电解液，是由锂盐和不易燃烧或爆炸的柔软塑料型材料的混合物而成。 　　在针对这款电池的测试过程中，该应用物理实验室团队尝试过将样本浸入盐水中、用剪刀剪开、使用空气炮模拟弹道冲击，最后还用火点燃。在每轮测试中，电池一直保持着正常放电。在其中一项用火点燃测试后，实验人员将烧焦部分切除，剩余部分仍然正常使用了约100小时。 　　马兰奇还称，这种新型的水性电池也不只存在并于实验室中，其团队已经在接触多名未公开身份的制造商。这些制造商表示，他们可以轻松地将这款全新化学材料及形状因素融入至现有的锂离子电池生成线上。据马兰奇称，不用两年时间，它就可以投入商用市场，甚至能运用到之前未曾涉及过的领域之中。 　　因为其柔韧性的优势，所以也可以将其集成至可穿戴电子设备中，甚至最后还可以直接植入到衣服纤维中。 　　其在强度和耐用等方面的优势，也暗示了其可以在许多军事和科技应用中的新用途，比如无人驾驶水下航行器，无人机以及卫星等。 　　当然，目前这款电池也存在一些技术障碍，比如增加水性电池同样面临的充电周期问题。通常而言，智能手机的电池可以实现超过1000次充放次数，但这款新型电池却在充放次数到100次过后，就会出现电势能的损失。 　　格拉索泼罗斯说，针对电解液化学性质的微调，可能会提供新的解决方案。 　　到那时候，会爆炸的电子设备可能就将不复存在。
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  • 《抽水蓄能核心控制系统装上了“中国芯”》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2023-03-01
    • 日前，安装在广州抽水蓄能电站7号机组的我国首套300MW抽蓄机组“芯片级”自主可控励磁系统和调速器系统实现安全稳定运行30天，标志着南方电网在抽水蓄能成套控制系统设备国产化的关键技术研究应用上取得重大突破，成功推进抽水蓄能行业“全国产化”由主机设备向控制系统延伸，有力增强我国抽水蓄能产业链供应链的竞争力和安全性。 抽水蓄能电站是目前技术最成熟、经济性最优、最具大规模开发条件的电力系统绿色低碳清洁灵活调节电源。励磁系统和调速器系统均属抽水蓄能机组的核心控制设备，分别承担着电压和无功功率、转速和有功功率的调节任务，直接影响机组发电的可靠性和电网运行的稳定性。 项目改造后的抽水蓄能机组单导叶调速系统主体结构。 南网储能修试公司/供图 控制系统的国产化水平大致可分为“设备级”“部件级”“芯片级”，其中“芯片级”的自主可控程度最高，要求整套设备中的关键元器件及控制芯片均实现国产自主可控。而在此前，我国抽水蓄能电厂在运的励磁系统、调速器系统主要元器件均为进口设备，特别是控制系统芯片，均为国外生产，备品备件更新艰难，控制程序均为“黑匣子”，核心功能优化存在“盲区”，关键技术面临“卡脖子”的不利局面。 2021年2月，南网储能公司启动了抽水蓄能成套控制系统设备“芯片级”自主可控的技术攻关，先行先试研究应用国产芯片的励磁、调速控制设备，内容涵盖选型、设计、生产、验收、安装及调试等各个环节。“基于国产芯片的励磁和调速系统的成功研制应用，将有效解决抽水蓄能电站关键控制系统‘卡脖子’的现状，打通供给约束的堵点、卡点、脆弱点，有利于我们掌握控制系统核心技术，助力公司业务的发展，确保整个产业链的安全。控制系统设备‘芯片级’自主可控攻关涉及系统所有控制程序都将重新设计编写，会遇到很多困难和风险，但总得有人迈出这一步。”南网储能修试公司副总经理巩宇介绍。 在700多天的攻关过程中，项目团队先后完成了国内厂家走访调研、国产化替代方案制定、系统研发设计、控制程序源代码编写、设备生产组装、成品检测试验、现场施工调试等工作，每个环节都在历经多次“考验”后达到精益求精。 励磁系统方面，团队严格依据数据手册对国产晶闸管进行压接和检测，依规依标开展国产直流灭磁开关的装配以及型式试验，通过带发电机空载灭磁、交流灭磁、甩负荷等严苛试验考核了国产直流灭磁开关和灭磁电阻的性能，创新性地采用全柜TCP传输，成套设备的数据采集和检测性能得到了大幅提高，得到了行业专家评审组的一致肯定。调速器系统方面，以系统研发设计为例，团队不断优化完善控制逻辑，重新开发了控制程序源代码、攻克了以关键软硬件计时器异常、CPU发热、多导叶调节等多项技术难题，制造成品最终顺利通过了安全性、抗干扰能力、连续运行稳定性等多项性能测试。 截至2022年底，我国抽水蓄能在运总装机达到4500万千瓦，稳居世界第一。根据我国抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年），2030年投产总规模将达到1.2亿千瓦左右。 “通过实施本次自主可控应用，我们在掌握相关核心技术上赢得了主动。”南网储能修试公司电气二次检修部主任陈强表示，项目不仅为我国抽水蓄能机组励磁系统、调速器系统的国产化应用提供了示范样板，还在过程中总结出了一套标准规范，将为我国抽水蓄能电站核心控制系统的规模化国产替代提供重要参考。
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