储能消防系统及方法与流程

本发明涉及电化学储能，具体涉及储能消防系统及方法。

背景技术：

1、当储能系统中某一个电池包发生异常急剧升温时，通常是先通过散热片或排风扇散热，若排风散热后电池包异常情况持续，电池包持续高温热失控易导致火灾发生，目前急需一种能够快速反应消防，并在消防的同时为电池包散热降温，抑制电池包热失控，避免火灾发生的储能消防系统。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供储能消防系统，能够提高消防反应速度，提高使用安全性，快速抑制电池包热失控，防止因电池包热失控对相邻电池包传导高温，影响相邻电池包的正常运行，避免火灾发生。

2、本发明所采用的技术方案如下：储能消防系统，应用于储能装置，储能装置包括储能箱体、位于储能箱体内的多个电池包，以及用于控制电磁阀启闭、舱级气消防启闭、舱级水消防启闭的控制模块，每个所述电池包内均设有通过冷媒消防的第一消防结构，每个所述电池包内设有用于检测电池包内电芯温度的第一检测模块，所述第一检测模块用于将检测的温度信息传输给控制模块；

3、当控制模块接收到第一检测模块检测的温度信息高于预设的第一温度阈值时，启动一级消防，冷媒通过第一消防结构喷向电池包内。

4、解释说明：储能装置包括电池簇架，多个电池包行列摆放在电池簇架上对应的支撑架上，通常情况一个电池包上方、下方、左边、右边均有相邻的电池包。

5、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

6、1）能够快速检测到电池包内温度变化，及时响应，通过冷媒和第一消防结构为电池包内快速消防，冷媒能够快速为电池包内电芯散热降温，带走电芯产生的热量，及时快速抑制电池包热失控，防止因电池包热失控对相邻电池包传导高温，影响相邻电池包的正常运行，防止因电池包热失控导致的火灾的发生，提高消防反应速度，确保在电池包出现温度异常时，将险情在电池包内就抑制，提高使用安全性；

7、2）本发明用冷媒作为消防介质，还能够快速稀释电池包内从电芯中挥发出的可燃气气体浓度，不仅能为电芯散热降温，还能够避免因可燃气气体浓度遇火源极易引燃导致的火灾。

8、作为本发明优选的实施方式，电池包内的每个电芯上均设有第一检测模块，所述第一检测模块靠近电芯防爆阀。

9、有益效果：第一检测模块能够快速检测到电芯温度的变化，提高消防反应速度。

10、作为本发明优选的实施方式，所述第一消防结构包括多根布设在电池包内的消防管路，多根所述消防管路一端汇流连接有第一接头，所述第一接头位于电池模组和箱体前端板之间，所述第一接头正对直冷板宽度方向中轴线。

11、有益效果：1）电池包内布设有多根消防管路，能够覆盖到电池包各处，从而能够及时充分为电池包内各处降温防火处理；2）由于电池包的熔断器、烟雾传感器、电池管理系统位于电池模组和电池包箱体前端板之间，第一接头位于电池模组和电池包箱体前端板之间，能够充分利用电池包内部空间，不增加电池包原有长度和宽度，减少生产成本的增加；3）使得流向各消防管路之间的路径最短，同时快速流向对应的电池模组。

12、作为本发明优选的实施方式，每根所述消防管路靠近第一接头的一端均通过扎带固定在电池模组端板上。

13、有益效果：借助现有的电池模组端板，既无需额外设置用于限位消防管路的部件，又能够对消防管路限位。

14、作为本发明优选的实施方式，每根所述消防管路布设在对应电池模组上，并沿电池模组宽度方向中心线布设，所述消防管路侧壁上设有多个过孔，所述过孔与电池模组上电芯的防爆阀正对。

15、有益效果：过孔与电池模组上电芯的防爆阀正对，也就是消防管路出口布设在每个电芯正上方，当电池内部压力异常防爆阀开启时大量高温的气体从防爆阀处释放，消防管路出口正对电芯的防爆阀可以迅速响应，对高温气体降温，对电芯降温，稀释释放出的气体，及时降低周围环境的温度，减少热传递，从电池包上着手防止火灾的发生，也就是从易发生火灾的源头控制。

16、作为本发明优选的实施方式，还包括用于提供冷媒的进液管道、用于向直冷板提供冷媒的第一管道，以及第三管道和电磁阀，所述第三管道一端与第一接头连接，另一端与电磁阀连接，所述进液管道、第一管道均与电磁阀连接。

17、有益效果：电磁阀能够控制冷媒流向，能够直接使用液冷机组中的冷媒作为消防介质，在正常为电池包内电芯散热时，冷媒通过进液管道、电磁阀、第一管道流向直冷板中，在为发生异常的电芯散热降温时，冷媒通过进液管道、电磁阀、第三管道、第一接头流向消防管路中；当电池包出现异常情况时，冷媒通过消防管路喷洒向电池包内部，相比于单独设置的pack级消防，能够省去pack级消防中消防罐、位于储能集装箱中的主管路（或位于储能电池柜中的消防管路）、与主管路连接的分支管路的布设，本发明直接用液冷的进液管道作为消防的进液管道，能够节省布设空间，降低管道的安装、维修成本，同时也能够配备较小体积的消防罐，由于消防罐是放在电气舱中，而且消防罐位于电气柜进风通道上，消防罐体积减小，能够减少对风的阻挡，使得进入电气柜的风量增多，提高对电气柜的散热效率。

18、作为本发明优选的实施方式，所述储能箱体内设有通过气体消防的舱级气消防结构，所述储能箱体内间隔设有用于检测储能箱体温度的第二检测模块，所述第二检测模块用于将检测的温度信息传输给控制模块；

19、当控制模块接收到第二检测模块检测的温度信息高于预设的第二温度阈值时，启动二级消防，气体通过舱级气消防结构喷向储能箱体。

20、有益效果：二级消防能够提高消防力度，实现逐级消防。

21、作为本发明优选的实施方式，所述储能箱体顶部内表面间隔设有多个第二检测模块，所述第二检测模块与对应电池包上表面相对。

22、有益效果：第二检测模块与对应电池包上表面相对的设计，能够使得第二检测模块与电池包之间的路径最短，快速检测到温度变化。

23、作为本发明优选的实施方式，所述储能箱体内设有通过水消防的舱级水消防结构，当控制模块接收到第二检测模块检测的温度信息高于预设的第三温度阈值时，启动三级消防，水通过舱级水消防结构喷向储能箱体。

24、有益效果：三级消防能够进一步提高消防力度，实现逐级消防，比如当电池包失控，电池包内冷媒消防无法控制时，启动舱级气消防，当舱级气消防启动之后还是无法有效控制火势情况，再启动舱级水消防。

25、本发明的目的之二在于提供储能消防方法，包括上文所述的储能消防系统，还包括以下步骤：

26、s1：多个电池包内用于检测电池包内电芯温度的第一检测模块分别将检测到的温度信息传输给控制模块，所述控制模块接收到对应电池包内的第一检测模块检测的温度信息高于预设的第一温度阈值时，所述控制模块控制对应电磁阀关闭通向对应直冷板第一管道的通路，电磁阀开启通向电池包内第三管道的通路，冷媒通过进液管道、第三管道、第一接头、位于电池包内的多根消防管路喷向电池模组，冷媒通过消防管路上的过孔直接喷向电池模组上电芯的防爆阀处；

27、s2：用于检测储能箱体内温度的第二检测模块分别将检测到的温度信息传输给控制模块，所述控制模块接收到对应的第二检测模块检测的温度信息高于预设的第二温度阈值时，所述控制模块控制舱级气消防启动，气体消防通过舱级气消防结构喷向储能箱体内部；

28、s3：用于检测储能箱体用于检测储能箱体内温度的第二检测模块分别将检测到的温度信息传输给控制模块，所述控制模块接收到对应的第二检测模块检测的温度信息高于预设的第三温度阈值时，所述控制模块控制舱级水消防启动，水消防通过舱级水消防结构喷向储能箱体内部。