CN112618997A - 电池储能***的液冷消防***及消防方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及储能***领域，提供一种电池储能***的液冷消防***及消防方法。所述液冷消防系包括液冷***和消防***，所述液冷***包括液冷管以及用于向液冷管内循环泵送制冷液的泵机；所述液冷管由热敏感材料制成，能够在电池发生热失控时的高温条件下软化破裂致使制冷液流出导致其内部的液压力降低；所述消防***包括控制器、压力检测器以及消防剂储存装置，所述控制器用于在压力检测器检测到液冷管内的液压力降低到预设阈值时控制消防剂储存装置释放消防剂。本发明将液冷***和消防***相结合，在电池发生热失控时通过液冷管内的压降触发消防***，并利用液冷***的管路循环释放消防剂，彻底解决火灾隐患，且大大降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及储能***领域，具体地涉及一种电池储能***的液冷消防***以及一种电池储能***的消防方法。
背景技术
储能***是将大量储能锂电池存放在集装箱或机柜内，进行削峰填谷、调频等功能的新能源设备。目前的储能***通常采用空调或风机等设备通过强制风冷来对电池进行散热，这种风冷形式制冷效果差，电池出现热失控的风险较大，在采取消防措施时还需在喷放消防剂之前联动空调或风机先执行停机动作，这种方式会影响结构密封性导致消防抑制时间缩短；而且风机断电后不会立即静止，仍会转动一段时间，这段时间会影响气体消防剂的扩散效果，导致灭火效果不佳。
目前储能***大多采用气体消防手段，采用自动控制和手动控制结合的形式，当遇到极端火灾情况可能导致控制回路失效，消防药剂无法正常释放，导致火灾扩散不可控。此外，现有储能***消防(如以电池模组为单位进行消防检测及消防处理)需要大量的探测设备及复杂的消防剂管路、喷头，成本非常高。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池储能***的液冷消防***及消防方法，以解决上述的储能消防***灭火效果差、成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种电池储能***的液冷消防***，包括液冷***和消防***，所述液冷***包括液冷管以及用于向所述液冷管内循环泵送制冷液的泵机；所述液冷管由热敏感材料制成，用于在软化温度条件下软化破裂致使制冷液从所述液冷管的破口流出导致其内部的液压力降低；所述消防***包括控制器、压力检测器以及消防剂储存装置，所述控制器与所述压力检测器和所述消防剂储存装置信号连接，所述消防剂储存装置的消防剂释放通道与所述液冷管内部连通；所述压力检测器用于实时检测所述液冷管内部的液压力；所述控制器用于在所述压力检测器检测到所述液冷管内的液压力降低到预设阈值时控制所述消防剂储存装置释放消防剂。
可选的，所述液冷***还包括液冷板，所述液冷管贴近所述液冷板设置，所述液冷板设置于电池的电芯之间或电池的壳体与电芯之间。
可选的，所述消防剂包括气体灭火剂和抑制剂，所述消防剂储存装置包括灭火剂瓶、抑制剂瓶以及电磁阀组；所述控制器与所述电池阀组信号连接，通过所述电池阀组控制所述灭火剂瓶释放气体灭火剂以及控制所述抑制剂瓶释放抑制剂。
可选的，所述电池阀组包括第一电磁阀和第二电磁阀；所述第一电磁阀作为所述灭火剂瓶的开关，用于根据所述控制器发出的第一控制指令打开所述灭火剂瓶；所述第二电磁阀作为所述抑制剂瓶的开关，用于根据所述控制器发出的第二控制指令打开所述抑制剂瓶。
可选的，所述第一电磁阀的工作口和所述第二电磁阀的工作口均与所述液冷管连通。
可选的，所述抑制剂瓶内盛装的抑制剂为沸点高于200℃的绝缘液体。
可选的，所述液冷管的软化温度为90-180℃。
本发明实施例还提供一种电池储能***的消防方法，基于上述的电池储能***的液冷消防***，所述方法包括：
所述压力检测器实时检测液冷管内部的液压力，并将液压力值反馈到控制器；
所述控制器在确定所述液压力值降低到预设阈值时控制消防剂储存装置释放消防剂，所述消防剂在泵机的泵送作用下流经所述液冷管，从所述液冷管的破口喷出；
其中在电池的电芯温度达到所述液冷管的软化温度的情况下，所述液冷管软化破裂致使制冷液从所述液冷管的破口流出，导致所述液冷管内部的液压力降低。
进一步地，所述控制器在确定所述液压力值降低到预设阈值时控制消防剂储存装置释放消防剂，包括：
所述控制器发送第一控制指令到第一电磁阀，开启所述第一电磁阀的工作通道，灭火剂瓶开始释放气体灭火剂；
在预设时间后所述控制器发送第二控制指令到第二电磁阀，开启所述第二电磁阀的工作通道，抑制剂瓶开始释放抑制剂。
进一步地，所述方法还包括：所述控制器在确定所述液压力值降低到预设阈值时向上级控制***发出火灾预警信号。
本发明提供的电池储能***的液冷消防***及消防方法，将液冷***和消防***相结合，在电池正常工作时通过液冷***液冷降温；在电池发生热失控时通过液冷管内的压降触发消防***，并利用液冷***的管路循环释放消防剂，实现对电池火灾的有效灭火和长效抑制，彻底解决火灾隐患问题。此外，本发明的消防***无需探测设备和复杂的消防剂管路，大大降低了成本。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的电池储能***的液冷消防***的示意图；
图2是本发明实施例提供的电池储能***的消防方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
在本发明实施例中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本文所述的“信号连接”用于表述两个部件之间的信号连接，例如控制信号和反馈信号；“连接”可以是两个部件之间的直接连接，也可以是通过第三个部件实现的间接连接。
图1是本发明实施例提供的电池储能***的液冷消防***的示意图。如图1所示，本实施例提供一种电池储能***的液冷消防***，包括液冷***和消防***，所述液冷***包括液冷管、液冷板以及用于向所述液冷管内循环泵送制冷液的泵机，所述液冷管贴近所述液冷板设置，所述液冷板设置于电池的电芯之间或电池的壳体与电芯之间。所述液冷管由热敏感材料制成，能够在电池发生热失控时的高温条件下软化破裂致使制冷液从液冷管的破口流出导致其内部的液压力降低。所述消防***包括控制器、压力检测器以及消防剂储存装置，所述控制器与所述压力检测器和所述消防剂储存装置信号连接，所述消防剂储存装置的消防剂释放通道与所述液冷管内部连通。所述压力检测器用于实时检测所述液冷管内部的液压力。所述控制器用于在所述压力检测器检测到所述液冷管内的液压力降低到预设阈值时控制所述消防剂储存装置释放消防剂。具体的，所述消防剂包括气体灭火剂和抑制剂，所述消防剂储存装置包括灭火剂瓶、抑制剂瓶以及电磁阀组，所述控制器与所述电池阀组信号连接，通过所述电池阀组控制所述灭火剂瓶释放气体灭火剂以及控制所述抑制剂瓶释放抑制剂。
本实施例中，所述电池阀组包括第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀安装在灭火剂瓶的释放口，第二电磁阀安装在抑制剂瓶的释放口。所述第一电磁阀作为所述灭火剂瓶的开关，用于根据所述控制器发出的第一控制指令打开所述灭火剂瓶。所述第二电磁阀作为所述抑制剂瓶的开关，用于根据所述控制器发出的第二控制指令打开所述抑制剂瓶。
优选的，所述抑制剂瓶内盛装的抑制剂为沸点高于200℃的绝缘液体，所述抑制剂的比热容越大抑制复燃的效果越好。所述第一电磁阀的工作口和所述第二电磁阀的工作口均与所述液冷管连通，即所述灭火剂瓶的出口和所述抑制剂瓶的出口均与所述液冷管连通，使得灭火剂瓶释放的气体灭火剂和抑制剂瓶释放的液体抑制剂能够在液冷管内循环。
优选的，所述液冷管的软化温度为90-180℃。正常情况下，电池的电芯温度不超过50度，当电池发生热失控时，电芯温度会达到90℃甚至超过90℃，电芯产生的高温通过液冷板传导至液冷管，高温部位的液冷管软化破裂形成喇叭口，液冷管内部的制冷剂流出，管内液压力降低。压力检测器检测到液压力降低，反馈到控制器，控制器判断液压力降低到预设阈值时发出指令控制第一电磁阀和第二电磁阀先后开启，气体灭火剂沿液冷管流动，由喇叭口处喷出，给电池降温并灭掉明火；然后，抑制剂瓶释放液体抑制剂，液体抑制剂浸没电池，使电池完全与空气隔绝并吸收电池产生的热量，保证电池长时间不复燃，热失控不扩散。
本发明实施例提供的电池储能***的液冷消防***，将液冷***和消防***相结合，在电池正常工作时通过液冷***液冷降温；在电池发生热失控时通过液冷管内的压降触发消防***，并利用液冷***的管路循环释放消防剂，实现对电池火灾的有效灭火和长效抑制，彻底解决火灾隐患问题。此外，本发明的消防***无需探测设备和复杂的消防剂管路，大大降低了成本。
图2是本发明实施例提供的电池储能***的消防方法的流程图。图2所示，本实施例提供一种电池储能***的消防方法，基于上述的电池储能***的液冷消防***，所述方法包括：
S1、液冷管在电池发生热失控时的高温条件下软化破裂致使制冷液流出。
电池正常工作时，液冷管内的制冷剂循环流动制冷，为电池降温。当电池发生热失控时，电芯温度会达到90℃甚至超过90℃，电芯产生的高温通过液冷板传导至液冷管，高温部位的液冷管软化破裂形成喇叭口，液冷管内部的制冷剂流出，管内液压力降低。
S2、所述压力检测器在检测到液冷管内部的液压力发生变化时，将液压力值反馈到控制器。
S3、所述控制器在确定所述液压力值降低到预设阈值时控制消防剂储存装置释放消防剂。
具体为，所述控制器发送第一控制指令到第一电磁阀，开启所述第一电磁阀的工作通道，灭火剂瓶开始释放气体灭火剂；在预设时间后(例如30秒后)，所述控制器发送第二控制指令到第二电磁阀，开启所述第二电磁阀的工作通道，抑制剂瓶开始释放抑制剂。
S4、所述消防剂在泵机的泵送作用下流经所述液冷管，从所述液冷管的破口喷出。
由于第一电磁阀的工作口和第二电磁阀的工作口均与液冷管连通，灭火剂瓶和抑制剂瓶打开时，灭火剂瓶释放的气体灭火剂和抑制剂瓶释放的液体抑制剂能够在液冷管内循环，通过液冷管的破口(喇叭口)喷出。灭火剂瓶首先打开，气体灭火剂沿液冷管流动，由喇叭口处喷出，给电池降温并灭掉明火；然后抑制剂瓶打开，释放的液体抑制剂浸没电池，使电池完全与空气隔绝并吸收电池产生的热量，保证电池长时间不复燃，热失控不扩散。
在一种优选实施方式中，所述控制器在确定所述液压力值降低到预设阈值时向上级控制***发出火灾预警信号，以利于上级控制***作出消防决策。
本发明实施例提供的电池储能***的液冷消防方法，在电池发生热失控时通过液冷管内的压降触发消防***，并利用液冷***的管路循环释放消防剂，实现对电池火灾的有效灭火和长效抑制，彻底解决火灾隐患问题。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池储能***的液冷消防***，包括液冷***和消防***，其特征在于，所述液冷***包括液冷管以及用于向所述液冷管内循环泵送制冷液的泵机；
所述液冷管由热敏感材料制成，用于在软化温度条件下软化破裂致使制冷液从所述液冷管的破口流出导致其内部的液压力降低；
所述消防***包括控制器、压力检测器以及消防剂储存装置，所述控制器与所述压力检测器和所述消防剂储存装置信号连接，所述消防剂储存装置的消防剂释放通道与所述液冷管内部连通；
所述压力检测器用于实时检测所述液冷管内部的液压力；
所述控制器用于在所述压力检测器检测到所述液冷管内的液压力降低到预设阈值时控制所述消防剂储存装置释放消防剂。
2.根据权利要求1所述的电池储能***的液冷消防***，其特征在于，所述液冷***还包括液冷板，所述液冷管贴近所述液冷板设置，所述液冷板设置于电池的电芯之间或电池的壳体与电芯之间。
3.根据权利要求1所述的电池储能***的液冷消防***，其特征在于，所述消防剂包括气体灭火剂和抑制剂，所述消防剂储存装置包括灭火剂瓶、抑制剂瓶以及电磁阀组；
所述控制器与所述电池阀组信号连接，通过所述电池阀组控制所述灭火剂瓶释放气体灭火剂以及控制所述抑制剂瓶释放抑制剂。
4.根据权利要求3所述的电池储能***的液冷消防***，其特征在于，所述电池阀组包括第一电磁阀和第二电磁阀；
所述第一电磁阀作为所述灭火剂瓶的开关，用于根据所述控制器发出的第一控制指令打开所述灭火剂瓶；
所述第二电磁阀作为所述抑制剂瓶的开关，用于根据所述控制器发出的第二控制指令打开所述抑制剂瓶。
5.根据权利要求4所述的电池储能***的液冷消防***，其特征在于，所述第一电磁阀的工作口和所述第二电磁阀的工作口均与所述液冷管连通。
6.根据权利要求4所述的电池储能***的液冷消防***，其特征在于，所述抑制剂瓶内盛装的抑制剂为沸点高于200℃的绝缘液体。
7.根据权利要求1所述的电池储能***的液冷消防***，其特征在于，所述液冷管的软化温度为90-180℃。
8.一种电池储能***的消防方法，基于权利要求1-7中任一项所述的电池储能***的液冷消防***，其特征在于，所述方法包括：
所述压力检测器实时检测液冷管内部的液压力，并将液压力值反馈到控制器；
所述控制器在确定所述液压力值降低到预设阈值时控制消防剂储存装置释放消防剂，所述消防剂在泵机的泵送作用下流经所述液冷管，从所述液冷管的破口喷出；
其中在电池的电芯温度达到所述液冷管的软化温度的情况下，所述液冷管软化破裂致使制冷液从所述液冷管的破口流出，导致所述液冷管内部的液压力降低。
9.根据权利要求8所述的电池储能***的消防方法，其特征在于，所述控制器在确定所述液压力值降低到预设阈值时控制消防剂储存装置释放消防剂，包括：
所述控制器发送第一控制指令到第一电磁阀，开启所述第一电磁阀的工作通道，灭火剂瓶开始释放气体灭火剂；
在预设时间后所述控制器发送第二控制指令到第二电磁阀，开启所述第二电磁阀的工作通道，抑制剂瓶开始释放抑制剂。
10.根据权利要求8所述的电池储能***的消防方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述控制器在确定所述液压力值降低到预设阈值时向上级控制***发出火灾预警信号。
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