一种船舶蓄电池舱用火灾防控系统的制作方法

本发明涉及船舶消防，具体涉及一种船舶蓄电池舱用火灾防控系统。

背景技术：

1、近年来，加强环境保护、减少污染气体排放已成为全球各国的共识，许多国家已实施了一系列新的排放标准，能源种类从以化石能源为主逐渐向低碳化能源转变，其中，电动汽车行业发展最为迅速，而动力电池作为电动汽车的核心部件之一，也得到了长足发展，动力电池的应用也由电动汽车行业逐渐向其他行业渗透。在船舶领域，以锂离子电池为动力的电动船舶具有绿色环保、零污染、安全以及使用成本低等优点，由此得到了航运界的青睐。

2、虽然电动船舶与电动汽车类似，都是利用动力电池作为动力源，但船舶的驱动功率较大，续航时间较长，因此船用动力电池系统总存储能量大，电池系统复杂，通常设置多个电池簇，每个电池簇设置多个电池包，比如有的电动船舶需要设置近20个电池簇，每个电池簇设置10-40个电池包，并且设置专用舱室(蓄电池舱)进行布置，而电池在过热、过充、内短路、碰撞等状况下极易导致电池在短时间内散发出的大量热量和有害气体，严重时甚至会引起电池着火，电池着火通常具有起火突然、蔓延迅速、伴有爆炸等特点。一旦有一个电池包发生热失控，则可能导致整个电动船舶的动力电池系统发生热失控，引起火灾。而且由于船舶的航行环境与陆上环境有很大不同，若在远海，船舶一旦发生火灾，外部力量难以进行救援。此外，相比于汽车电池管理系统，船舶受气象、水文、航道和交通等因素的随机不确定性以及船舶负荷波动频繁、变化范围大等影响，会相应增加其电池管理系统的复杂性。因此，相较于电动汽车，船舶蓄电池舱的火灾防控系统的可靠性要求要更高，甚至要求在电池管理系统部分失效、故障的情况下仍能进行火灾防控。

3、故如何有效解决锂电池在船舶上大量储存及使用的消防安全问题，提出一种高可靠性的船舶蓄电池舱火灾防控系统，确保电动船舶的安全可靠运行，成为当前行业技术人员亟需研究的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种船舶蓄电池舱用火灾防控系统，对探测装置和控制装置分别进行了冗余设置，以具备探测高可靠性和控制高可靠性，并且实现了探测装置-控制装置-火灾抑制装置的双路监测-控制过程，大大提高了火灾防控系统的可靠性。

2、本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种船舶蓄电池舱用火灾防控系统，所述蓄电池舱内设有多个电池簇，每个电池簇设有多个电池包，通过电池管理系统管理所述电池包，所述火灾防控系统包括探测装置、火灾抑制装置和控制装置，所述探测装置用于探测电池包和蓄电池舱内的火情信息，探测装置包括第一探测装置和第二探测装置，控制装置包括第一控制装置和第二控制装置，第一控制装置与第一探测装置连接，第二控制装置与第二探测装置连接，第一控制装置和/或第二控制装置用于控制火灾抑制装置是否排放灭火剂。

3、进一步地，所述火灾抑制装置包括簇级抑制装置和舱级抑制装置，一个或多个电池簇对应设置一个簇级抑制装置，所述簇级抑制装置用于向电池簇的电池包内通入灭火剂，所述舱级抑制装置用于向蓄电池舱通入灭火剂。

4、进一步地，所述第一控制装置包括远程控制主机以及与远程控制主机连接的第一控制板，所述第二控制装置包括本地控制主机以及与本地控制主机连接的第二控制板，所述第一控制板和/或第二控制板用于控制火灾抑制装置是否排放灭火剂，所述第一控制板和第二控制板设在火灾抑制装置内，所述本地控制主机设在蓄电池舱外，远程控制主机设在船舶驾驶舱内。

5、进一步地，所述第一探测装置包括第一包级探测器和第一舱级探测器，所述第二探测装置包括第二包级探测器和第二舱级探测器，每个电池包的内部均对应设有一个第一包级探测器和一个第二包级探测器，第一舱级探测器和第二舱级探测器设在电池舱内。

6、进一步地，每个电池簇内的第一包级探测器与该电池簇对应的簇级抑制装置内的第一控制板连接，每个电池簇内的第二包级探测器与该电池簇对应的簇级抑制装置内的第二控制板连接；第一舱级探测器与远程控制主机连接，第二舱级探测器与本地控制主机连接。

7、进一步地，所述远程控制主机与本地控制主机连接，所述第一控制板与第二控制板连接。

8、进一步地，所述簇级抑制装置通过分流组件与多个电池包连接，分流组件用于控制灭火剂输送至指定电池包。

9、进一步地，所述火灾抑制装置包括灭火剂储罐，灭火剂储罐的出口端连接有瓶头阀，瓶头阀的出口连接有消防管线，消防管线用于输送灭火剂，瓶头阀用于控制灭火剂储罐是否排放灭火剂。

10、进一步地，所述火灾抑制装置为多个，每个火灾抑制装置还包括一个换向阀，换向阀设在该火灾抑制装置的瓶头阀出口端的消防管线上，多个换向阀通过连接管线连接。

11、进一步地，所述防控系统还包括紧急启停开关，紧急启停开关同时与第一控制装置和第二控制装置连接，通过紧急启停开关控制火灾抑制装置的紧急启动，所述紧急启停开关上还设有检修旋钮开关，开启检修旋钮开关时，火灾防控系统进入检修状态。

12、进一步地，所述第一控制板和第二控制板内均设置2套控制电路，其中一套为主控电路，另一套为备用电路，当主控电路发生故障时，备用电路开始工作。

13、进一步地，所述远程控制主机和本地控制主机各自通过充电转换器接入船用220v电源，所述远程控制主机为第一控制板供电，所以本地控制主机为第二控制板供电。

14、进一步地，所述远程控制主机、本地控制主机、簇级抑制装置和舱级抑制装置内均设有备用蓄电池。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请提出的船舶蓄电池舱用火灾防控系统对探测装置和控制装置分别进行了冗余设置，以具备探测高可靠性和控制高可靠性，并且实现了探测装置-控制装置-火灾抑制装置的双路监测-控制过程，大大提高了火灾防控系统的可靠性。本申请以电池簇为划分单元，将蓄电池舱进行分区划分，并且每个划分区域都对应设置一个火灾抑制装置(簇级抑制装置)，当某一电池簇内的电池包发生热失控起火时，可由其对应的簇级抑制装置单独对其进行灭火，火灾抑制装置可对起火点快速响应。本申请针对第一控制板和第二控制板进行了电路冗余设置，进一步提高了通讯可靠性。本申请通过换向阀和连接管线的设置，当火灾抑制装置内灭火剂量不足时，可通过改变换向阀的流通方向利用其它火灾抑制装置进行灭火剂补充，可有效抑制电池复燃。本申请通过船用220v电源以及备用电池的设置，实现了火灾防控系统的供电冗余，当船用220v电源无法使用时，还可通过备用电池供电，以确保火灾防控系统可以进行探测报警和灭火。

16、下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

技术特征：

1.一种船舶蓄电池舱用火灾防控系统，所述蓄电池舱内设有多个电池簇，每个电池簇设有多个电池包，通过电池管理系统管理所述电池包，其特征在于：所述火灾防控系统包括探测装置、火灾抑制装置和控制装置，所述探测装置用于探测电池包和蓄电池舱内的火情信息，探测装置包括第一探测装置和第二探测装置，控制装置包括第一控制装置和第二控制装置，第一控制装置与第一探测装置连接，第二控制装置与第二探测装置连接，第一控制装置和/或第二控制装置用于控制火灾抑制装置是否排放灭火剂。

2.根据权利要求1所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述火灾抑制装置包括簇级抑制装置和舱级抑制装置，一个或多个电池簇对应设置一个簇级抑制装置，所述簇级抑制装置用于向电池簇的电池包内通入灭火剂，所述舱级抑制装置用于向蓄电池舱通入灭火剂。

3.根据权利要求2所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述第一控制装置包括远程控制主机以及与远程控制主机连接的第一控制板，所述第二控制装置包括本地控制主机以及与本地控制主机连接的第二控制板，所述第一控制板和/或第二控制板用于控制火灾抑制装置是否排放灭火剂，所述第一控制板和第二控制板设在火灾抑制装置内，所述本地控制主机设在蓄电池舱外，远程控制主机设在船舶驾驶舱内。

4.根据权利要求3所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述第一探测装置包括第一包级探测器和第一舱级探测器，所述第二探测装置包括第二包级探测器和第二舱级探测器，每个电池包的内部均对应设有一个第一包级探测器和一个第二包级探测器，第一舱级探测器和第二舱级探测器设在电池舱内。

5.根据权利要求4所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：每个电池簇内的第一包级探测器与该电池簇对应的簇级抑制装置内的第一控制板连接，每个电池簇内的第二包级探测器与该电池簇对应的簇级抑制装置内的第二控制板连接；第一舱级探测器与远程控制主机连接，第二舱级探测器与本地控制主机连接。

6.根据权利要求5所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述远程控制主机与本地控制主机连接，所述第一控制板与第二控制板连接。

7.根据权利要求2所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述簇级抑制装置通过分流组件与多个电池包连接，分流组件用于控制灭火剂输送至指定电池包。

8.根据权利要求1所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述火灾抑制装置包括灭火剂储罐，灭火剂储罐的出口端连接有瓶头阀，瓶头阀的出口连接有消防管线，消防管线用于输送灭火剂，瓶头阀用于控制灭火剂储罐是否排放灭火剂。

9.根据权利要求8所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述火灾抑制装置为多个，每个火灾抑制装置还包括一个换向阀，换向阀设在该火灾抑制装置的瓶头阀出口端的消防管线上，多个换向阀通过连接管线连接。

10.根据权利要求1所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述防控系统还包括紧急启停开关，紧急启停开关同时与第一控制装置和第二控制装置连接，通过紧急启停开关控制火灾抑制装置的紧急启动，所述紧急启停开关上还设有检修旋钮开关，开启检修旋钮开关时，火灾防控系统进入检修状态。

11.根据权利要求3所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述第一控制板和第二控制板内均设置2套控制电路，其中一套为主控电路，另一套为备用电路，当主控电路发生故障时，备用电路开始工作。

12.根据权利要求3所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述远程控制主机和本地控制主机各自通过充电转换器接入船用220v电源，所述远程控制主机为第一控制板供电，所以本地控制主机为第二控制板供电。

13.根据权利要求12所述的船舶蓄电池舱用火灾防控系统，其特征在于：所述远程控制主机、本地控制主机、簇级抑制装置和舱级抑制装置内均设有备用蓄电池。

技术总结本发明公开了一种船舶蓄电池舱用火灾防控系统，包括探测装置、火灾抑制装置和控制装置，探测装置包括第一探测装置和第二探测装置，控制装置包括第一控制装置和第二控制装置，第一控制装置与第一探测装置连接，第二控制装置与第二探测装置连接，第一控制装置和/或第二控制装置用于控制火灾抑制装置是否排放灭火剂。有益效果：本申请提供一种船舶蓄电池舱用火灾防控系统，对探测装置和控制装置分别进行了冗余设置，以具备探测高可靠性和控制高可靠性，并且实现了探测装置‑控制装置‑火灾抑制装置的双路监测‑控制过程，大大提高了火灾防控系统的可靠性。技术研发人员：林昊,张立磊,李明明,王华磊,王洋,牛兴斌,田园园,孙浩济受保护的技术使用者：烟台创为新能源科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1