CN110465035B - 用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法，涉及消防***，包括电池预制舱、安装在电池预制舱外的控制中心、安装在电池预制舱内的磷酸铁锂电池模组和灭火***；各灭火装置在舱内对过充热失控的磷酸铁锂电池模组进行直观可靠的实测灭火，并通过设置在舱内的温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置的数据分析准确验证在灭火装置的有效性；本发明结构简单，检测结果安全可靠，能准确高效的判断用于磷酸铁锂电池模组火灾灭火装置的有效性，并且还能在检测过程中确定灭火装置的基本参数和在磷酸铁锂储能电站的布置方式，提出有效的磷酸铁锂储能电站灭火策略和防火工作建议。

Description

用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法

技术领域

本发明属于安全技术领域，涉及消防***，具体涉及一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法。

背景技术

现有技术中为储能电站安全可靠的运行通常采取两种措施，即提升安全预警和设置消防***。

例如专利申请CN201710594419.8公开的储能电站预警及消防***，储能电站中设有电池柜和电气柜，电池柜中设有最小防护单元，内置电池组和消防***，消防***通过探测器与灭火装置连接；预警***设于电气柜中，用于发出警报并收集传输火情数据；该申请通过对储能站中的电池组分别监控，提高监控准确性，发生火情时只对发生热失控的电池组进行灭火，保障其他电池不受损失，降低财产损失。又如专利申请CN201811557894.9公开的一种扑救锂离子电池火灾的灭火剂用量筛选方法，通过单体电池灭火实验，数据拟合，灭火剂期望用量确定，单体电池灭火灭火剂理论用量确定等步骤确定电池火灾灭火剂用量，筛选出一定空间体积内扑灭电池火灾并使电池表面温度达到期望值所需的灭火剂用量，进而预估保护区灭火剂用量，为使用锂离子电池储能***的新能源汽车与电化学储能电站的消防设计提供参考。

上述申请CN201710594419.8是从防火预警至火情发生后灭火的角度考量储能电站的消防设计，但是该专利没有公开消防设计中的灭火***是否能在启动后完全将火情扑灭的相关内容；申请CN201811557894.9与国内外针对电池火灾的灭火测试情景相同，仅停留在单体电池火灾场景，缺乏模组级别的电池火灾灭火的场景试验。由于电池单体的不一致性，由多只电池电芯串并联后组成的电池模组或电池簇危险性大幅增加，单体电池的数据结果无法确保电池模组或电池簇发生火情时的灭火有效性。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法，能快速检测各种用于磷酸铁锂储能电站灭火***的有效性，确保灭火***在火灾发生时能快速灭火。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，包括电池预制舱、安装在电池预制舱外的控制中心、安装在电池预制舱内的磷酸铁锂电池模组和灭火***；所述电池预制舱设置为第一立方体结构，第一立方体结构上的一平面抵接于地面；所述电池预制舱内还设置有温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置，所述温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置分别电连接于控制中心，用于从电池预制舱外实时获取电池预制舱内温度、可燃性气体浓度和视频信息；本发明通过对电池预制舱内温度、气体浓度和视频信息的综合分析，确保本装置能准确判断火势阶段，准确了解灭火装置的灭火有效性。

具体安装结构为，定义电池预制舱与地面接触的平面为电池预制舱的下底面，所述磷酸铁锂电池模组设置在下底面位于电池预制舱内的上表面，且磷酸铁锂电池模组电连接于控制中心；所述灭火***至少包括一组待检测灭火有效性的灭火装置和一组已确定灭火有效的灭火装置，已确定灭火有效的灭火装置为细水雾灭火装置；所述灭火装置均设置有启动装置、灭火剂储瓶和采用管道连接于灭火剂储瓶的灭火喷头，所述灭火喷头朝向磷酸铁锂电池模组；所述控制中心用于控制磷酸铁锂电池模组过充起火后断电，启动灭火***，并根据温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置的实时信息数据判断磷酸铁锂电池模组的火势阶段；火势阶段包括初起、发展、猛烈、下降、熄灭，当控制中心判断当前磷酸铁锂电池模组火势处于熄灭阶段后判定当前采用的灭火装置灭火有效。

进一步的，所述磷酸铁锂电池模组为第二立方体结构；定义第二立方体结构上靠近电池预制舱下底面的平面为模组下底面，则所述磷酸铁锂电池模组一侧面抵靠于电池预制舱内任一侧壁面，所述温度监测装置设置在磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面上；所述温度监测装置包括若干第一感温元件和若干第二感温元件，所述第一感温元件分别设置在磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面上，且磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面的中心位置至少各设置有一个第一感温元件；所述第二感温元件分别间隔安装于磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面的外侧，磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面中任一平面外侧对应设置的任一第二感温元件与该平面之间的距离可调，并且磷酸铁锂电池模组上与上底面邻接的任一侧面外侧安装的第二感温元件数量不超过其上底面安装的第二感温元件数量。第一感温元件和第二感温元件通常选用成本较低的热电偶，分别用于监测磷酸铁锂电池模组表面温度和电池预制舱体内温度。

进一步的，所述电池预制舱内设置有电池架，电池架上设置有若干用于放置磷酸铁锂电池模组的空格，所述空格沿磷酸铁锂电池模组伸入空格内的方向截面为口字型；所述气体监测装置包括若干用于探测电池预制舱内可燃性气体浓度的复合气体探测器，所述复合气体探测器分别设置在电池预制舱上底面及电池预制舱内靠近电池支架的侧壁上；所述电池预制舱上底面至少设置有两个复合气体探测器，且其中一个复合气体探测器位于磷酸铁锂电池模组伸入电池支架空格内的入口端的正上方；复合气体探测器主要用于检测磷酸铁锂电池模组起火导致的电解液泄露产生的CO、CH₄、H₂浓度。

进一步的，所述视频监控装置设置在所述电池预制舱上底面与电池预制舱上相对于磷酸铁锂电池模组伸入电池支架空格内的入口端的侧面相交的棱边上，包括可见光摄像头和红外摄像头；所述棱边两端的棱角处至少各设置有一个可见光摄像头，所述棱边上与电池支架正对应位置至少设置有一个可见光摄像头和一个红外摄像头。

进一步的，所述电池预制舱上与磷酸铁锂电池模组抵靠侧面相邻的两侧面上设置有玻璃观察窗，所述电池预制舱内上底面设置有若干防爆照明装置，所述电池预制舱上与磷酸铁锂电池模组抵靠侧面相对的侧面上设置有泄压孔和防爆门。玻璃观察窗和防爆照明装置便于观察电池预制舱内火势详情，泄压孔和防爆门有利于火势迅猛时避免电池预制舱内压力过大发生***。

进一步的，所述电池预制舱上防爆门安装侧还安装有排风扇，用于在灭火装置灭火有效性检测后向电池预制舱内鼓风，排出舱内烟气。

进一步的，所述控制中心包括显示面板，显示面板用于实时显示电池预制舱内温度、可燃性气体浓度和视频信息数据。

本发明还公开一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的方法，所述方法包括如下步骤：

1)搭建上述的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，包括在电池预制舱内安装温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置；

2)对用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置进行安全检查，确保温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置均处于正常工作状态，确保灭火***中各灭火装置是处于正常运行状态；

3)经控制中心向磷酸铁锂电池模组充电，并在磷酸铁锂电池模组过充至电池发生热失控时控制磷酸铁锂电池模组断电，记录磷酸铁锂电池模组起火时间；

4)首先启动灭火***中待检测灭火有效性的灭火装置，记录磷酸铁锂电池模组温度变化、火势变化及复燃情况，并在控制中心端同步记录电池预制舱内温度、电池预制舱内气体浓度、磷酸铁锂电池模组尺寸及外形变化、磷酸铁锂电池模组表面温度、磷酸铁锂电池模组表面火焰变化和磷酸铁锂电池模组电压变化情况，判断当前磷酸铁锂电池模组所处的火势阶段；

5)当监测到磷酸铁锂电池模组火焰未灭并持续起火、磷酸铁锂电池模组表面温度和电池预制舱体内温度持续升高，判定当前灭火装置灭火无效，启动已判定灭火有效的灭火装置灭火；

当监测到磷酸铁锂电池模组火焰熄灭、磷酸铁锂电池模组表面温度和电池预制舱体内温度呈下降趋势，但在一段时间内发生温度反复并在磷酸铁锂电池模组表面有火焰复燃现象，判定当前灭火装置灭火无效，启动已判定灭火有效的灭火装置灭火；

当监测到磷酸铁锂电池模组火焰熄灭、磷酸铁锂电池模组表面温度和电池预制舱体内温度呈下降趋势，并在一段时间内温度无反复并在磷酸铁锂电池模组表面无复燃现象，判定当前灭火装置灭火有效。

进一步的，步骤1)中所述温度监测装置中第一感温元件和第二感温元件均设置为热电偶；所述第一感温元件包括4个，分别安装在磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面的中心位置；所述第二感温元件在磷酸铁锂电池模上底面上方间隔布置9个、在上底面邻接的三个侧面外侧各布置3个；设置多个第一感温元件和第二感温元件有利于确保监测的磷酸铁锂电池模组表面温度和电池预制舱体内温度准确。

由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法，获得了如下有益效果：

本发明公开的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法，包括电池预制舱、安装在电池预制舱外的控制中心、安装在电池预制舱内的磷酸铁锂电池模组和灭火***；通过对各灭火装置在因过充引发的磷酸铁锂电池模组火灾中直观可靠的实测灭火，并采用设置在舱内的温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置准确判断舱内火势阶段，验证灭火装置的有效性；本发明检测装置结构简单，检测结果安全可靠，能准确检测用于磷酸铁锂电池模组灭火装置的有效性，为磷酸铁锂储能电站找到可靠扑灭磷酸铁锂电池火灾的灭火剂及相应灭火装置，并且还能在检测过程中确定灭火装置的基本参数和在磷酸铁锂储能电站的布置方式，提出有效的磷酸铁锂储能电站灭火策略及防火工作建议。

本发明公开的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法，除了适用于硬壳、软体磷酸铁锂电池，该装置及方法还能适用于铅酸电池等其他种类电池的灭火装置的有效性检测。相较于现有技术中单体电池火灾场景下的灭火检测装置及方法，本发明提供模组电池灭火装置及方法能更准确模拟真实场景下大规模电池热失控的火灾当量，为灭火***扑救大规模储能应用下电池火灾的有效性提供试验数据支撑；另外，本发明用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置操作、控制、使用简便，电池预制舱内安装放置若干磷酸铁锂电池模组的电池架，进一步模拟磷酸铁锂储能电站火灾场景，能用于考察磷酸铁锂储能电站中电池模组发生热失控时对周边电池模组的影响。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置布置图；

图2为本发明电池预制舱内安装结构图；

图3为本发明温度检测装置在磷酸铁锂电池模组上的安装结构图。

图中，各标记的具体意义为：

1-电池预制舱，2-磷酸铁锂电池模组，3-温度监测装置，3.1-第一感温元件， 3.2-第二感温元件，4-气体监测装置，4.1-复合气体探测器，5-视频监控装置，5.1- 可见光摄像头，5.2-红外摄像头，5.3-高清摄像头，6-电池架，7-玻璃观察窗，8- 防爆照明装置，9-泄压孔，10-防爆门。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不定义包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

基于现有技术中对于储能电站的消防***设计繁多，但对于消防***在或早发生时能否有效工作的问题缺乏关注，另外，当前国内外虽存在一些验证灭火***有效的方案也仅是停留在对单体电池的灭火验证，但是由单体电池组成电池模组或电池簇发生火灾时危险性大幅增加，对单体电池灭火有效的灭火装置无法确保电池模组或电池簇发生火情时的灭火依然有效。本发明旨在提出一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法，能准确可靠的验证各灭火装置对电池模组的灭火有效性，保证该装置在应用于储能电站时能有效灭火。

下面结合附图所示的实施例，对本发明的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置及方法作进一步具体介绍。

结合图1所示，一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，包括电池预制舱1、安装在电池预制舱外的控制中心、安装在电池预制舱1内的磷酸铁锂电池模组2和灭火***；所述电池预制舱1设置为第一立方体结构，第一立方体结构上的一平面抵接于地面；所述电池预制舱1内还设置有温度监测装置3、气体监测装置4和视频监控装置5，所述温度监测装置3、气体监测装置4和视频监控装置5分别电连接于控制中心，用于从电池预制舱1外实时获取电池预制舱1内温度、可燃性气体浓度和视频信息；本发明通过对电池预制舱1内温度、气体浓度和视频信息的综合分析，确保本装置在灭火***启动后能准确判断舱内磷酸铁锂电池模组2火势阶段，准确判断灭火装置的灭火有效性，并且除了适用于硬壳、软体磷酸铁锂电池，该装置及方法还能适用于铅酸电池等其他种类电池的灭火装置的有效性检测。

结合图2所示，用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置的具体安装结构为，定义电池预制舱1与地面接触的平面为电池预制舱1的下底面，所述磷酸铁锂电池模组2设置在下底面位于电池预制舱1内的上表面，且磷酸铁锂电池模组2电连接于控制中心；所述灭火***至少包括一组待检测灭火有效性的灭火装置和一组已确定灭火有效性的灭火装置；所述灭火装置均设置有启动装置、灭火剂储瓶和采用管道连接于灭火剂储瓶的灭火喷头，所述灭火喷头朝向磷酸铁锂电池模组2；所述控制中心设置有显示面板，显示面板用于实时显示电池预制舱1内温度、可燃性气体浓度和视频信息数据；控制中心用于控制磷酸铁锂电池模组2过充起火后断电，启动灭火***，并根据温度监测装置3、气体监测装置4和视频监控装置5的实时信息数据判断磷酸铁锂电池模组2的火势阶段，火势阶段包括初起、发展、猛烈、下降、熄灭，当控制中心判断当前磷酸铁锂电池模组2的火势在灭火装置的灭火作用下处于熄灭阶段，则判定当前采用的灭火装置灭火有效。

附图所示的实施例中，已确定灭火有效的灭火装置为细水雾灭火装置，细水雾灭火装置的结构为每一个电池模组内均安装一个连接至细水雾灭火***管网细水雾喷头，细水雾喷头伸入电池模组的外壳内，并且细水雾喷头的喷放方向朝向电池模组起火的上表面，细水雾灭火装置一方面通过扑灭起火电池模组火灾，另一方面对未起火电池模组进行冷却保护，防止热失控和火灾蔓延。一般在具体实施过程中，控制中心还设置有电连接于控制中心的过充柜，采用过充柜向磷酸铁锂电池模组2恒流充电，磷酸铁锂电池模组2一般选择100％SOC 的磷酸铁锂电池模组2，能快速达到热失控。

结合图3所示，所述磷酸铁锂电池模组2为第二立方体结构；定义第二立方体结构上靠近电池预制舱1下底面的平面为模组下底面，则所述磷酸铁锂电池模组2一侧面抵靠于电池预制舱1内任一侧壁面，所述温度监测装置3设置在磷酸铁锂电池模组2上底面及其它邻接上底面的三个侧面上；所述温度监测装置3包括若干第一感温元件3.1和若干第二感温元件3.2，所述第一感温元件 3.1分别设置在磷酸铁锂电池模组2上底面及其它邻接上底面的三个侧面上，且磷酸铁锂电池模组2上底面及其它邻接上底面的三个侧面的中心位置至少各设置有一个第一感温元件3.1；所述第二感温元件3.2分别间隔且对称安装于磷酸铁锂电池模组2上底面及其它邻接上底面的三个侧面的外侧；为准确磷酸铁锂电池模组2的温度及电池预制舱1的温度测定的准确性，磷酸铁锂电池模组2 上底面及其它邻接上底面的三个侧面中任一平面外侧对应设置的任一第二感温元件3.2与该平面之间的距离可调，并且磷酸铁锂电池模组2上与上底面邻接的任一侧面外侧安装的第二感温元件3.2数量不超过其上底面安装的第二感温元件3.2数量。

图3所示的实施例中，所述第一感温元件3.1包括4个，分别安装在磷酸铁锂电池模组2上底面及其它邻接上底面的三个侧面的中心位置；所述第二感温元件3.2在磷酸铁锂电池模上底面上方间隔布置9个，在上底面邻接的三个侧面外侧各布置3个；实施例中，上底面上设置的第二感温元件3.2与上底面最远的距离为H1，H1为15cm，最近的距离为H2，H2为5cm；上底面邻接的三个侧面上的第二感温元件3.2与其对应的侧面上最远的距离为H3，H3为10cm，最近的距离为H4，H4为3cm；其中各平面外侧安装的多个第一感温元件3.1和第二感温元件3.2是为了确保监测的磷酸铁锂电池模组2表面温度和电池预制舱1 体内温度准确的目的而设置，因此其具体的设置数目、设置位置按照装置环境具体选择，本发明不限于实施例所列出的具体数值。

在确保温度测定准确的基础上，为了便于安装和节省装置成本，所述第一感温元件3.1和第二感温元件3.2通常选用成本较低的热电偶，分别用于监测磷酸铁锂电池模组2表面温度和电池预制舱1体内温度。

进一步结合图2所示的实施例，所述电池预制舱1内设置有电池架6，电池架6上设置有若干用于放置磷酸铁锂电池模组2的空格，所述空格沿磷酸铁锂电池模组2伸入空格内的方向截面为口字型；所述气体监测装置4包括若干用于探测电池预制舱1内可燃性气体浓度的复合气体探测器4.1，所述复合气体探测器4.1分别设置在电池预制舱1上底面及电池预制舱1内靠近电池支架6的侧壁上；所述电池预制舱1上底面至少设置有两个复合气体探测器4.1，且其中一个复合气体探测器3.1位于磷酸铁锂电池模组2伸入电池支架6空格内的入口端的正上方；复合气体探测器4.1主要用于检测磷酸铁锂电池模组2起火导致的电解液泄露产生的可燃性气体、CO₂、HF、SO₂等浓度，可燃性气体包括H₂、CO、 CH₄。为了进一步了解电池预制舱1内部环境信息，部分实施例中，所述电池预制舱1内还设置有烟气探测器，实时检测舱内烟雾浓度，便于当有效性检测完成后对电池预制舱1清理。

另外，电池预制舱1内安装放置若干磷酸铁锂电池模组3的电池架6，当电池架6上安装若干电池模组时，能进一步模拟磷酸铁锂储能电站火灾场景，用于考察磷酸铁锂储能电站中电池模组发生热失控时对周边电池模组的影响。

进一步结合图2所示的实施例，所述视频监控装置5设置在所述电池预制舱1上底面与电池预制舱1上相对于磷酸铁锂电池模组2伸入电池支架6空格内的入口端的侧面相交的棱边上，包括可见光摄像头5.1和红外摄像头5.2，并且所述棱边两端的棱角处至少各设置有一个可见光摄像头5.1，所述棱边上与电池支架6正对应位置至少设置有一个可见光摄像头5.1和一个红外摄像头5.2。某些实施例中，在所述棱边上与电池支架6正对应位置还设置有一个高清摄像头5.3，用于当室内烟雾高，可见光摄像头5.1拍摄画面效果差时启动，清晰的从视频中查看舱内火焰情况。

为方便操作人员从电池预制舱外侧查看舱内磷酸铁锂电池模组2的起火情况，所述电池预制舱1上与磷酸铁锂电池模组2抵靠侧面相邻的两侧面上设置有玻璃观察窗7，所述电池预制舱7内上底面设置有若干防爆照明装置8，一般为防爆灯，提高舱内的亮度；所述电池预制舱1上与磷酸铁锂电池模组2抵靠侧面相对的侧面上设置有泄压孔9和防爆门10，有利于当磷酸铁锂电池模组2 上火势迅猛时避免电池预制舱内压力过大造成磷酸铁锂电池模组2发生***，提高安装保障。附图所示的实施例中，为保证操作人员在灭火有效性检测后对装置清理时的安全性，所述电池预制舱1上防爆门10安装侧还安装有排风扇，排风扇用于在灭火装置灭火有效性检测后向电池预制舱1内鼓风，排出舱内烟气。

本发明为解决由单体电池组成电池模组或电池簇发生火灾时危险性大幅增加，对单体电池灭火有效的灭火装置无法确保电池模组或电池簇发生火情时的灭火依然有效的技术问题，还公开一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的方法，所述方法包括如下步骤：

1)搭建上述的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，包括在电池预制舱1内安装温度监测装置3、气体监测装置4和视频监控装置5；

2)对用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置进行安全检查，确保温度监测装置3、气体监测装置4和视频监控装置5均处于正常工作状态，确保灭火***中各灭火装置是处于正常运行状态；

3)经控制中心向磷酸铁锂电池模组2充电，并在磷酸铁锂电池模组2过充至电池发生热失控时控制磷酸铁锂电池模组2断电，记录磷酸铁锂电池模组2 起火时间；

4)首先启动灭火***中待检测灭火有效性的灭火装置，记录磷酸铁锂电池模组2温度变化、火势变化及复燃情况，并在控制中心端同步记录电池预制舱1 内温度、电池预制舱1内气体浓度、磷酸铁锂电池模组2尺寸及外形变化、磷酸铁锂电池模组2表面温度、磷酸铁锂电池模组2表面火焰变化和磷酸铁锂电池模组2电压变化情况，判断当前磷酸铁锂电池模组2所处的火势阶段；

5)当控制中心监测到磷酸铁锂电池模组2火焰未灭并持续起火、磷酸铁锂电池模组2表面温度和电池预制舱1体内温度持续升高，判定当前灭火装置灭火无效，启动已判定灭火有效的灭火装置灭火；

当控制中心监测到磷酸铁锂电池模组2火焰熄灭、磷酸铁锂电池模组2表面温度和电池预制舱1体内温度呈下降趋势，但在一段时间内发生温度反复并在磷酸铁锂电池模组2表面有火焰复燃现象，判定当前灭火装置灭火无效，启动已判定灭火有效的灭火装置灭火；

当控制中心监测到磷酸铁锂电池模组2火焰熄灭、磷酸铁锂电池模组2表面温度和电池预制舱1体内温度呈下降趋势，且在一段时间内温度无反复并在磷酸铁锂电池模组2表面无复燃现象，判定当前灭火装置灭火有效。

上述步骤5)中，灭火装置在用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置中进行灭火有效性检测时，监测到磷酸铁锂电池模组2火焰熄灭、磷酸铁锂电池模组2表面温度和电池预制舱1体内温度呈下降趋势后，至少保持温度及磷酸铁锂电池模组2表面火焰在2h内无复燃情况时，判定灭火装置灭火有效。

实施例

采用六氟丙烷灭火装置、Novec 1230灭火装置和细水雾灭火装置对由32块单体电池，4并8串，组成磷酸铁锂储能电池模组进行灭火有效性检测，单模组电压25.6V，额定容量2752Ah，额定电量8.8kWh，试验前调节电池模组 SOC＝100％，灭火装置参数如表1所示，灭火记录数据如表2所示。

表1灭火装置参数

序号	灭火装置	灭火剂量	压力	喷放时间
					1	六氟丙烷	6kg	储存压力2.5MPa	≤30s
2	Novec 1230	6kg	储存压力2.5MPa	≤30s
					3	细水雾	5L/min	10MPa	10min

表2灭火数据

实施例中局部应用灭火方式六氟丙烷和Novec 1230灭火装置不能扑灭磷酸铁锂电池模组2的火焰，完全无法阻断电池模组燃烧情况，对磷酸铁锂电池模组2灭火基本无效，因此及时更换细水雾灭火装置进行灭火，避免燃烧破坏。本发明相较于现有技术中单体电池火灾场景下的灭火检测装置及方法，能更准确模拟真实场景下大规模电池热失控的火灾当量，为灭火***扑救大规模储能应用下电池火灾的有效性提供试验数据支撑，能在检测过程中确定灭火装置的基本参数和在磷酸铁锂储能电站的布置方式，提出有效的磷酸铁锂储能电站灭火策略及防火工作建议。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (5)

1.一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，其特征在于，包括电池预制舱、安装在电池预制舱外的控制中心、安装在电池预制舱内的磷酸铁锂电池模组和灭火***；

所述电池预制舱设置为第一立方体结构，第一立方体结构上的一平面抵接于地面；所述电池预制舱内还设置有温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置，所述温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置分别电连接于控制中心，用于从电池预制舱外实时获取电池预制舱内温度、可燃性气体浓度和视频信息；

定义电池预制舱与地面接触的平面为电池预制舱的下底面，所述磷酸铁锂电池模组设置在下底面位于电池预制舱内的上表面，且磷酸铁锂电池模组电连接于控制中心；

所述磷酸铁锂电池模组为第二立方体结构；

定义第二立方体结构上靠近电池预制舱下底面的平面为模组下底面，则所述磷酸铁锂电池模组一侧面抵靠于电池预制舱内任一侧壁面，所述温度监测装置设置在磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面上；

所述温度监测装置包括若干第一感温元件和若干第二感温元件，所述第一感温元件分别设置在磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面上，且磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面的中心位置至少各设置有一个第一感温元件；

所述第二感温元件分别间隔且对称安装于磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面的外侧，磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面中任一平面外侧对应设置的任一第二感温元件与该平面之间的距离可调，并且磷酸铁锂电池模组上与上底面邻接的任一侧面外侧安装的第二感温元件数量不超过其上底面安装的第二感温元件数量；

所述灭火***至少包括一组待检测灭火有效性的灭火装置和一组已确定灭火有效性的灭火装置，所述灭火装置均设置有启动装置、灭火剂储瓶和采用管道连接于灭火剂储瓶的灭火喷头，所述灭火喷头朝向磷酸铁锂电池模组；

所述控制中心包括显示面板，显示面板用于实时显示电池预制舱内温度、可燃性气体浓度和视频信息数据；

所述控制中心用于控制磷酸铁锂电池模组过充起火后断电，启动灭火***，并根据温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置的实时信息数据判断磷酸铁锂电池模组的火势阶段，所述火势阶段包括初起、发展、猛烈、下降、熄灭，当控制中心判断当前磷酸铁锂电池模组2的火势在灭火装置的灭火作用下处于熄灭阶段，则判定当前采用的灭火装置灭火有效；

所述电池预制舱内设置有电池架，电池架上设置有若干用于放置磷酸铁锂电池模组的空格，所述空格沿磷酸铁锂电池模组伸入空格内的方向截面为口字型；

所述气体监测装置包括若干用于探测电池预制舱内可燃性气体浓度的复合气体探测器，所述复合气体探测器分别设置在电池预制舱上底面及电池预制舱内靠近电池支架的侧壁上；所述电池预制舱上底面至少设置有两个复合气体探测器，且其中一个复合气体探测器位于磷酸铁锂电池模组伸入电池支架空格内的入口端的正上方；

所述视频监控装置设置在所述电池预制舱上底面与电池预制舱上相对于磷酸铁锂电池模组伸入电池支架空格内的入口端的侧面相交的棱边上，包括可见光摄像头和红外摄像头；

所述棱边两端的棱角处至少各设置有一个可见光摄像头，所述棱边上与电池支架正对应位置至少设置有一个可见光摄像头和一个红外摄像头。

2.根据权利要求1所述的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，其特征在于，所述电池预制舱上与磷酸铁锂电池模组抵靠侧面相邻的两侧面上设置有玻璃观察窗，所述电池预制舱内上底面设置有若干防爆照明装置和烟气探测器，所述电池预制舱上与磷酸铁锂电池模组抵靠侧面相对的侧面上设置有泄压孔和防爆门。

3.根据权利要求2所述的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，其特征在于，所述电池预制舱上防爆门安装侧还安装有排风扇。

4.根据权利要求1所述的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，其特征在于，所述已确定灭火有效的灭火装置为细水雾灭火装置。

5.一种用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1）搭建权利要求4所述的用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置，包括在电池预制舱内安装温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置；

2）对用于检验磷酸铁锂储能电站灭火***有效性的装置进行安全，确保温度监测装置、气体监测装置和视频监控装置均处于正常工作状态，确保灭火***中各灭火装置是处于正常运行状态；

3）经控制中心向磷酸铁锂电池模组充电，并在磷酸铁锂电池模组过充至电池发生热失控时控制磷酸铁锂电池模组断电，记录磷酸铁锂电池模组起火时间；

4）首先启动灭火***中待检测灭火有效性的灭火装置，记录磷酸铁锂电池模组温度变化、火势变化及复燃情况，并在控制中心端同步记录电池预制舱内温度、电池预制舱内气体浓度、磷酸铁锂电池模组尺寸及外形变化、磷酸铁锂电池模组表面温度、磷酸铁锂电池模组表面火焰变化和磷酸铁锂电池模组电压变化情况，判断当前磷酸铁锂电池模组所处的火势阶段；

5）当控制中心监测到磷酸铁锂电池模组火焰未灭并持续起火、磷酸铁锂电池模组表面温度和电池预制舱体内温度持续升高，判定当前灭火装置灭火无效，启动已判定灭火有效的灭火装置灭火；

当控制中心监测到磷酸铁锂电池模组火焰熄灭、磷酸铁锂电池模组表面温度和电池预制舱体内温度呈下降趋势，但在一段时间内发生温度反复并在磷酸铁锂电池模组表面有火焰复燃现象，判定当前灭火装置灭火无效，启动已判定灭火有效的灭火装置灭火；

当控制中心监测到磷酸铁锂电池模组火焰熄灭、磷酸铁锂电池模组表面温度和电池预制舱体内温度呈下降趋势，且在一段时间内温度无反复并在磷酸铁锂电池模组表面无复燃现象，判定当前灭火装置灭火有效；

步骤1）中所述温度监测装置中第一感温元件和第二感温元件均设置为热电偶；所述第一感温元件包括4个，分别安装在磷酸铁锂电池模组上底面及其它邻接上底面的三个侧面的中心位置；所述第二感温元件在磷酸铁锂电池模上底面上方间隔布置9个、在上底面邻接的三个侧面外侧各布置3个。

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