由于锂离子储能系统火灾燃爆危险性大且实验成本高，因此基于模型对储能系统火灾特性及灭火性能模拟仿真研究具有重要意义。本文通过火灾动力学模拟(fire dynamics simulator, FDS)软件建立了20尺(1尺=0.333 m)储能集装箱的全尺寸仿真分析模型，研究了电池系统的火蔓延过程以及CO2、H2和CO等特征气体的扩散规律。结果表明，电池箱着火后，在火源中心位置H2和CO浓度可达到1000 ppm(1 ppm=10-4%)以上，而在集装箱角落的浓度仅为24~183 ppm；水喷淋灭火系统降温效果明显，可以将火焰上部温度自791 ℃迅速降低至330 ℃以下；此外，水喷淋灭火系统会造成电池箱的不完全燃烧，导致局部区域可燃气体浓度上升。本文的结果旨在为锂离子电池储能系统的安全设计及火灾防控技术研究提供一种仿真分析方法。
本文通过建立电池储能系统火蔓延以及火灾抑制模型，分析了水喷淋对电池储能系统的火蔓延以及烟气扩散的抑制效果。得出以下结论。
（1）锂离子电池箱发生火灾时，会释放出大量的特征性气体，并迅速扩散至整个集装箱系统，在缺乏有效的通风措施下，这些气体会在集装箱顶部集聚，随着浓度的增加逐渐向集装箱底部蔓延，并逐渐表现出分层现象，其中火源中心的可燃气体含量可达到1.3 ×104 ppm以上，而距离较远探测点的可燃气体含量仅有24~183 ppm。
（2）添加水喷淋后，火源中心附近可燃气体浓度存在一定的下降趋势，其中CO浓度从5.0×103 ppm逐渐降低至4.0×103 ppm。
（3）水喷淋系统对储能系统火灾的降温效果明显，可以在180 s以内将火源附近的环境温度从791 ℃以上降到330 ℃以下。
（4）水喷淋系统虽然有效控制了系统的火蔓延情形，但是也造成了电池热失控气体的不完全燃烧，在局部范围内会造成H2和CO等可燃气体的浓度升高。
