具有消防功能的储能装置、储能系统及消防管理方法与流程

本技术涉及储能设备的，尤其涉及一种具有消防功能的储能装置、储能系统及消防管理方法。

背景技术：

1、相关技术中的储能装置包括箱体、电池模组以及气瓶和消防主机等消防部件，电池模组放置在箱体内，基于安装及设计习惯，气瓶和消防主机等消防部件也放置在箱体内，导致无法适应储能装置高能量密度的设计理念。

技术实现思路

1、本技术的实施例提供一种具有消防功能的储能装置、储能系统及消防管理方法，以提高储能装置的能量密度，并提高消防稳定性。

2、第一方面，本技术实施例提供一种储能装置，储能装置包括箱体、消防柜、气瓶、气消防管路、消防主机和电池模组，电池模组和气消防管路布置于箱体内，气消防管路用于向电池模组喷洒气消防介质；气瓶和消防主机位于消防柜内，消防主机用于控制气瓶的开关；消防柜位于箱体的外侧，气消防管路伸出箱体、伸入消防柜、且与气瓶连接。本实施例中，由于消防柜位于箱体外侧，从而消防柜不会占据箱体的空间，增加箱体的电池模组的占比，进而提高储能装置的能量密度。此外，由于气瓶放置在消防柜的消防柜内，而消防柜位于箱体外侧，从而在箱体内的电池模组发生热失控时或发生爆炸或燃烧时，由于消防柜不在箱内，从而不会快速升温，从而可以避免气瓶受热发生爆炸，可以防止气瓶爆炸对电池模组的破坏，而且，气瓶和消防主机在非高温的情况下，也能够正常工作，以能够正常实现灭火功能，从而可以提高消防稳定性。

3、一些实施例中，箱体的侧壁上开设有连通箱体的气管通孔，消防柜的底壁或侧壁上开设有连通消防柜内腔的气管通孔，气消防管路自箱体的气管通孔伸出箱体、自消防柜的气管通孔伸入消防柜、且与气瓶连接。本实施例中，通过在箱体的侧壁上开设气管通孔，气消防管路更便于穿过，管路设置更为便捷，与消防柜的连接更加方便。

4、一些实施例中，气消防管路包括位于箱体内的箱内管路和位于箱体外侧的箱外管路和用于连接箱内管路和箱外管路的公接口和母接口，公接口连接在箱内管路的输入端，母接口连接在箱外管路的输出端，公接口安装在箱体的气管通孔内，公接口和母接口可拆卸式连接，箱内管路的输出端用于向电池模组喷洒气消防介质，箱外管路的输入端伸入消防柜与气瓶连接。本实施例中，在装配时，只需要要将连接在箱外管路上的母接口与连接在箱内管路上的公接口对接，就可以将箱外管路和箱内管路连通，从而有效提高连接维修的效率，而且可以将箱体和消防柜单独搬运，提高运输效率。

5、一些实施例中，消防柜挂设在设有气管通孔的箱体的侧壁上，在箱体的高度方向上，消防柜位于箱体的顶壁和底壁之间，箱体的气管通孔位于箱体的底壁和消防柜的底壁之间，消防柜的气管通孔设在消防柜的底壁，气消防管路依次穿过箱体的气管通孔和消防柜的气管通孔并与气瓶连接。本实施例中，消防柜挂设在设有气管通孔的箱体的侧壁上，在箱体的高度方向上，消防柜位于箱体的顶壁和底壁之间，使消防柜的底壁与地面之间具有间隙，从而可减少占地面积和混凝土基成本，而且由于消防柜与箱体直接接触，可以减少气消防管路的箱外部分的管路的长度。

6、一些实施例中，储能装置还包括脚架，脚架的一部分与消防柜的侧壁固定连接，脚架的另一部分延伸方向平行于消防柜的底壁，且与消防柜的底壁在消防柜的高度方向平齐，消防柜的底壁和脚架的另一部分用于共同放置在地面。本实施例中，通过消防柜的底壁和脚架的另一部分共同放置在地面，可以提高消防柜放在地面上的稳定性，也可以通过紧固件将脚架的另一部分固定在地面上，进一步提高消防柜的固定稳定性。

7、一些实施例中，消防柜的气管通孔设在消防柜的侧壁，且箱体设有气管通孔的侧壁与消防柜设有气管通孔的侧壁正对且接触设置，气消防管路依次穿过箱体的气管通孔和消防柜的气管通孔并与气瓶连接。本实施例中，由于箱体设有气管通孔的侧壁与消防柜设有气管通孔的侧壁正对且接触设置，从而可以降低气消防管路的长度，降低成本。

8、一些实施例中，箱体的侧壁朝向底壁的一端设有气管通孔，消防柜的气管通孔设在消防柜的侧壁，箱体设有气管通孔的侧壁与消防柜设有气管通孔的侧壁正对且间隔设置，气消防管路依次穿过箱体的气管通孔和消防柜的气管通孔并与气瓶连接，且气消防管路位于气管通孔和通孔之间的部分被预埋在地下。本实施例中，由于消防柜和箱体间隔设置，相当于拉远了消防柜与箱体的距离，从而在箱体内的电池模组发生燃烧或爆炸时，不应影响到消防柜内的消防部件的正常运行，以提高稳定性，而且还能够提高储能装置安装的可操作性，将消防柜安装在不会影响其它储能装置安装的位置。另外，由于气消防管路位于箱体的气管通孔和消防柜的气管之间的部分被预埋在地下，可以增加可靠性，防止被误碰损坏。

9、一些实施例中，箱体包括沿箱体的长度方向排布的电气仓和电池仓，箱体包括沿箱体的长度方向相对的两个侧壁，两个侧壁的其中一个远离电气仓的侧壁设有气管通孔。本实施例中，长度方向相对的两个侧壁的其中一个远离电气仓的侧壁设有气管通孔，既不会影响其它储能装置的安装，又不会影响储能装置的门板的安装，使得储能装置的整体结构更为合理。

10、一些实施例中，箱体包括沿箱体的长度方向排布的电气仓和电池仓，箱体包括沿箱体的宽度方向相对的两个侧壁，两个侧壁的其中一个侧壁与电池仓正对的部分上设有门板，设有门板的侧壁与电气仓正对的部分上设有气管通孔。本实施例中，宽度方向相对的两个侧壁中设有门板的侧壁与电气仓正对的部分上设有气管通孔，既不会影响其它储能装置的安装，又不会影响储能装置的门板的安装，使得储能装置的整体结构更为合理。

11、一些实施例中，储能装置还包括用于紧急启停气瓶的按钮和用于手动报警的按钮，用于紧急启停气瓶的按钮和用于手动报警的按钮均设在消防柜上。本实施例中，由于用于紧急启停气瓶的按钮和用于手动报警的按钮均设在消防柜上，从而使得大部分的消防部件均集中在消防柜上，可以集中维护更换，提高维护效率。

12、一些实施例中，储能装置还包括声光报警器和放气指示灯，声光报警器和放气指示灯均设在消防柜的侧壁或顶壁的外表面。本实施例中，由于声光报警器和放气指示灯均设在消防柜的顶壁或侧壁的外表面，从而可以更容易被看到，起到警示作用。由于声光报警器和放气指示灯均设在消防柜上，从而使得大部分的消防部件均集中在消防柜上，可以集中维护更换，提高维护效率。

13、一些实施例中，储能装置还包括探测器和配电线，探测器设在箱体的顶壁朝向容置的一侧，配电线位于箱体内并与探测器电连接，箱体的侧壁设有配电通孔，配电线延伸出所箱体、伸入消防柜并与消防主机电连接。本实施例中，将消防主机设在消防柜内，将探测器设在箱体内，将消防主机和探测器分开设置，可以保证消防主机不会受到箱体内的电池模组热失控时依旧稳定工作，从而能够稳定接收到探测器探测到的箱体内的反馈信息。

14、一些实施例中，储能装置还包括探测器、采样管路和抽气泵，采样管路布置于箱体内，探测器和抽气泵位于消防柜内，箱体设有贯穿侧壁或底壁或顶壁的采样通孔，采样通孔和气管通孔位于箱体的同一侧，采样管路自采样通孔延伸出箱体并分别与抽气泵和探测器连接。

15、一些实施例中，储能装置还包括水泵和水消防管路，水泵位于消防柜内，水消防管路布置于箱体内，用于向电池模组喷水，箱体的侧壁设有水管通孔，水消防管路自水管通孔延伸出箱体、伸入消防柜内、并与水泵的出水口连接，水泵的抽水口用于与外部水源连接。本实施例中，在气消防的基础上，增加水消防，能够提高整体的消防水平，而且由于水泵位于消防柜内，而消防柜位于箱体外侧，从而可以释放箱体的有效空间，以放置更多的电池模组，提高储能装置的能量密度。而且还能够提高对消防部件集中维护的能力。

16、一些实施例中，储能装置还包括用于管理和监测电池模组的状态的电池管理系统，电池管理系统在监测到电池模组的电池包热失控时向消防主机传输电池模组的电池包出现热失控的信息。本实施例中，通过电池管理系统向消防主机传输电池模组的电池包出现热失控的信息，能够及时提醒消防主机采取消防动作，及时抑制电池包的热失控状态，以降低发生燃烧或爆炸的几率。

17、一些实施例中，电池管理系统包括电池簇管理单元和电芯控制单元，电池簇管理单元用于监测电池模组的电池包是否热失控，电芯控制单元用于开启连接在气消防管路上的簇气消电磁阀；电池簇管理单元在电池模组的电池包热失控时向消防主机传输电池模组的电池包出现热失控的信息，并向电芯控制单元发送开启气消电磁阀的信息。本实施例中，通过电池簇管理单元向消防主机传输电池模组的电池包出现热失控的信息，能够及时提醒消防主机采取消防动作，及时抑制电池包的热失控状态，以降低发生燃烧或爆炸的几率。通过电芯控制单元开启连接在气消防管路上的簇气消电磁阀，能够及时抑制电池包的热失控状态。

18、一些实施例中，电池管理系统位于箱体内。本实施例中，通过将电池管理系统设在箱体内，将消防主机设在消防柜内，而消防柜位于箱体外，使得电池管理系统和消防主机在位置上解耦，以提高损坏容错率，而电池管理系统又可以向消防主机提供电池包热失控的报警信息，实现功能上的联动，可以提高对电池模组的防护的预警能力。

19、第二方面，本技术实施例提供一种储能装置的消防管理方法，消防管理方法包括：

20、电池簇管理单元判断电池包是否热失控，其中，电池包热失控条件包括以下至少之一：电池包的电压值低于热失控电压值；电池包内部的气压值大于热失控气压值；电池包的温度高于热失控温度值；检测电池包内部出现超过一定值的热失控气体；

21、在电池簇管理单元判断电池包出现热失控时，电池簇管理单元向消防主机传输电池包出现热失控的信息；

22、消防主机启动消防作业，消防作业包括启动声光报警器、开启放气指示灯、开启气瓶和开启水消防系统中的至少其中一种。

23、第三方面，本技术实施例提供一种储能系统，包括功率变换器以及如第一方面任一项的储能装置，功率变换器与储能装置连接，用于对输入储能装置或自储能装置输出的电流进行功率变换。

24、附图说明

25、为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

26、图1为本技术实施例提供的一种储能系统的应用场景图；

27、图2为本技术实施例提供的一种储能装置的结构示意图；

28、图3为图2中的储能装置的箱体隐藏部分侧壁以及消防柜隐去部分侧壁后的正面视角的结构示意图；

29、图4为图2中的储能装置的箱体分解后的结构示意图；

30、图5为图2中的储能装置中的气消防管路、水消防管路以及配电线与消防柜内的消防部件连接的结构示意图；

31、图6为图5中的气消防管路与箱体的侧壁连接的结构示意图；

32、图7为图2中的储能装置的控制逻辑示意图；

33、图8为本技术实施例提供的另一种储能装置的结构示意图；

34、图9为本技术实施例提供的另一种储能装置的结构示意图；

35、图10为本技术实施例提供的另一种储能装置的结构示意图；

36、图11为本技术实施例提供的另一种储能装置的结构示意图；

37、图12为本技术实施例提供的另一种储能装置的结构示意图；

38、图13为本技术实施例提供的另一种储能装置的结构示意图。