CN213642915U - 一种用于储能集装箱的消防***及储能集装箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于储能集装箱消防领域，提供了一种用于储能集装箱的消防***及储能集装箱，消防***包括控制器、灭火***和电池管理***，电池管理***用于采集储能集装箱内各个电池簇的电压和温度信息，灭火***包括用于检测每个电池簇内可燃气体浓度的可燃气体探测器、喷头、储存组件和消防主机，电池管理***、消防主机分别与控制器通信连接，喷头与储存组件之间通过消防管道连接，且消防管道设置有选择阀，选择阀与电池管理***电连接，消防主机用于将可燃气体浓度变化信息传递给控制器并根据控制器反馈回的信号控制储存组件动作。本实用新型所提供的一种用于储能集装箱的消防***及储能集装箱，其可提高对储能集装箱热失控故障检测的准确率。
Description
技术领域
本实用新型属于储能集装箱消防领域，尤其涉及一种用于储能集装箱的消防***及储能集装箱。
背景技术
为降低对化石能源依赖和促进全球能源安全，各国都在积极推动太阳能、风能、水电等可再生能源使之逐渐成为主导能源；尽管可再生能源发展潜力巨大，但其不稳定性制约了大规模发展，储能可有效地调节可再生能源发电引起的电网电压、频率及相位变化，储能的使用成为促进可再生能源大规模发电、并入常规电网的必要条件；储能集装箱作为一种集成度相对较高的储能装备，近几年来在新能源领域中得到广泛应用；储能集装箱内置的储能单元是锂电池，电池在充放电过程中存在热失控的风险；为了预防火灾，现有集装箱式锂电储能都配置了相关的消防装置：一类是内置手提式灭火器，这种配置较简单，能够实现就近灭火，但此配置的及时性和便捷性不够好；另一类是靠内置感应报警装置控制灭火器材动作，仅靠传感器的探测无法确保检测的准确率，容易引起消防装置动作从而造成不必要的损失。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种用于储能集装箱的消防***及储能集装箱，其可提高对储能集装箱热失控故障检测的准确率。
本实用新型的技术方案是：一种用于储能集装箱的消防***，包括控制器、灭火***和电池管理***，所述电池管理***用于采集储能集装箱内各个电池簇的电压和温度信息并在所述电池簇的电压或/和温度信息发生异常时切断与主回路的连接，所述灭火***包括消防主机、用于检测每个所述电池簇内可燃气体浓度的可燃气体探测器、设于每个所述电池簇内的喷头和用于为所述喷头提供灭火介质的储存组件，所述电池管理***、所述消防主机分别与所述控制器通信连接，所述喷头与所述储存组件之间通过消防管道连接，且消防管道设置有选择阀，所述电池管理***在确认所述电池簇的电压或/和温度信息发生异常时控制对应的所述选择阀开启，所述消防主机用于将所述可燃气体探测器检测到的可燃气体浓度变化信息传递给所述控制器并根据所述控制器反馈的热失控报警信号控制所述储存组件动作。
可选地，所述灭火介质为消防水，所述灭火***还包括设于每个所述电池簇内的水位传感器，所述水位传感器与所述选择阀电连接；或者，
所述灭火介质为消防气体，所述灭火***还包括设于每个所述电池簇内的气体传感器，所述气体传感器与所述选择阀电连接。
可选地，所述电池簇内的每一个电池模组均设置有所述可燃气体探测器、所述喷头和所述水位传感器；或者，
所述电池簇内的每一个电池模组均设置有所述可燃气体探测器、所述喷头和所述气体传感器。
可选地，所述消防管道包括主管道和若干根支管道，所述主管道与所述储存组件的出口连接，若干所述支管道的一端分别与所述主管道连接，若干所述支管道的另一端均连接有所述喷头连接，且所述选择阀安装于所述支管道。
可选地，所述主管道与所述储存组件的出口之间设置有调节阀，所述主管道内设置有流量计，所述流量计和所述调节阀分别与所述消防主机电连接。
可选地，所述主管道内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述调节阀电连接。
可选地，所述灭火***还包括感烟探测器、感温探测器或火焰探测器中的至少一种。
可选地，所述灭火***还包括警铃、声光报警器或放气指示灯中的至少一种。
可选地，所述消防***还包括设于相邻电池簇之间或/和相邻电池模组之间的隔热层。
本实用新型还提供了一种储能集装箱，包括集装箱体，还包括上述的消防***。
本实用新型所提供的一种用于储能集装箱的消防***及储能集装箱，通过电池管理***来采集和整理各电池簇电压和温度的实时信息，通过可燃气体探测器来检测各电池簇内可燃气体的浓度，当任意电池簇的电压或/和温度信息发生异常变化时，电池管理***则会切断该电池簇与主回路的连接，并打开与该电池簇对应喷头的选择阀，同时电池管理***将该电池簇的电压或/和温度异常信息上传至控制器，当消防主机接收到任意电池簇内的可燃气体浓度发生变化时，消防主机将该电池簇的可燃气体浓度异常信息上传至控制器，当控制器接收到电压或/和温度异常信息和可燃气体浓度异常信息时，控制器先确定这两种异常信息是否发生在同一个电池簇内，若是发生在同一个电池簇内，则控制器将该电池簇定义为火灾隐患电池簇，并向消防主机发出热失控报警信号，消防主机控制储存组件向喷头提供灭火介质，对该火灾隐患电池簇进行灭火。本实用新型通过将电池管理***采集信息作为判断电池簇发生热失控的依据，结合可燃气体探测器检测的可燃气体的浓度来判断电池簇是否存在火灾隐患，可有效地提高了火灾隐患检测的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例1中提供的一种用于储能集装箱的消防***的结构示意图；
图2是本实用新型实施例2提供的一种用于储能集装箱的消防***的结构示意图的结构示意图；
图3是本实用新型实施例1的工作流程图。
图中，1-控制器，2-灭火***，21-可燃气体探测器，22-喷头，23-储存组件，24-消防主机，25-消防管道，251-主管道，252-支管道，26-选择阀，27- 调节阀，28-流量计，3-电池管理***，4-电池簇，41-电池模组，411-电芯， 5-水位传感器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、安装、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。
另外，本实用新型实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
实施例1
如图1所示，本实用新型实施例提供的本实用新型实施例提供的一种用于储能集装箱的消防***，包括控制器1、灭火***2和电池管理***3，电池管理***3用于采集储能集装箱内各个电池簇4的电压信息和温度信息、并在电池簇4的电压信息或/和温度信息发生异常变化时切断该电池簇4与主回路的连接，以保护其电池簇4的正常运行，即无论储能集装箱内有多少个电池簇4出现电压信息或/和温度信息异常变化，电池管理***3都会将出现电压信息或/ 和温度信息异常变化的电池簇4切断与主回路的连接。灭火***2包括可燃气体探测器21、喷头22、储存组件23和消防主机24，当电池簇4发生热失控时，其电芯411会释放出大量可燃气体，其中氢气和一氧化碳占比约为70％，可燃气体探测器21可用于检测每个电池簇4内可燃气体浓度信息，来确认可燃气体的浓度是否变化、每个电池簇4内均可设置有喷头22、储存组件23用于为喷头22提供灭火介质，电池管理***3、消防主机24分别与控制器1通信连接，喷头22与储存组件23之间通过消防管道25连接，且消防管道25设置有选择阀26，选择阀26与电池管理***3电连接，即当电池管理***3在确认有电池簇4的电压或/和温度信息发生异常时，电池管理***3控制对应电池簇4 的选择阀26开启，消防主机24用于将可燃气体探测器21检测到的可燃气体浓度变化信息传递给控制器1、并根据控制器1反馈回的热失控报警信号控制储存组件23动作。
如图3所示，本实施例1所提供的消防***的具体工作流程如下：
电池管理***3和灭火***2上电运行，电池管理***3采集电池簇4的电压信息和温度的实时信息，并整理汇总后上传至控制器1以便于连接各电池簇4的工作情况，当电池管理***3检测到有电池簇4的电压或/和温度信息发生异常变化时(即电压或温度的至少其中一个发生异常变化时)，电池管理***3判断该电池簇4存在有热失控的风险，电池管理***3则会切断该电池簇4 与主回路的连接，将该电池簇4单独隔离出来，避免影响周围正常电池簇4，同时打开与该电池簇4对应喷头22的选择阀26，并向控制器1发出电压或/和温度异常报警，当消防主机24接收到有电池簇4的可燃气体浓度发生变化时，消防主机24向控制器1发出可燃气体浓度异常报警，当控制器1接收到电压或 /和温度异常报警和可燃气体浓度异常报警时，控制器1先确定这两种异常报警是否发生在同一个电池簇4内，若是发生在同一个电池簇4内，则控制器1将该电池簇4定义为火灾隐患电池簇，即只有当控制器1接收到同一个电池簇4 的电压或/和温度异常报警和可燃气体浓度异常报警时，才会将该电池簇4定义为火灾隐患电池簇，此时，控制器1向消防主机24发出热失控报警信号，消防主机24控制储存组件23向喷头22提供灭火介质，对火灾隐患电池簇进行灭火。实际应用中，若控制器1判断两种异常报警未发生在同一个电池簇4时，控制器1则会通知工作员人对对应电池簇4进行检查，排除相应的故障。其中，若在设定反应时间内控制器1没有将存在电压或/和温度异常的电池簇4定义为火灾隐患电池簇，则电池管理***3控制选择阀26关闭，或者，在工作员人对对应电池簇4进行检查时手动关闭该选择阀26。
本实施例通过将电池管理***3采集信息作为判断电池簇4发生热失控的依据，可在第一时间发现电池簇4内部异常，并结合可燃气体探测器21检测到可燃气体的浓度变化来进一步确定该电池簇4是否存在火灾隐患，可以有效地提高火灾隐患检测的准确率，避免因单一异常诱发灭火***2运行，导致电池簇4受损；同时还便于及时应对，将火灾控制在较小范围内，确保***运行的可靠性。
本实施例中电压信息的异常变化是指电压骤降，温度信息的异常变化是指温度升高，可燃气体浓度变化是指可燃气体的浓度增大。具体地，如图1所示，电池簇4是指由多个电池模组41并联组成的储能单元，而电池模组41又由多个电芯411组成，因此，电池管理***3实际采集的是各电芯411的实时电压和温度信息。电池管理***3可为BMS电池管理***。
具体地，由于每个电池簇4内可包含多个电池模组41，电池簇4占地面积相对较大，为了避免因可燃气体探测器21距离实际故障电池模组41太远导致无法及时检测到电池簇4内可燃气体浓度的变化情况，因此，可根据电池簇4 的内部空间大小来设定可燃气体探测器21的数量。例如，在长方体结构的电池簇4中，可燃气体探测器21可设置有5个，分别位于长方体结构电池簇4的四个角以及中间位置，可燃气体探测器21的探测范围能有效覆盖电池簇4内空间，来及时检测到电池簇4内可燃气体浓度的变化情况，使得消防***能够及时应对控制灾情。可以理解地，可燃气体探测器21的布置方式还可以为其他结构，例如，关于长方体结构电池簇4的两端相对设置或者同侧设置等等，只需确保可燃气体探测器21的探测范围能有效覆盖电池簇4内空间即可。
可选地，灭火介质可为消防水，如图1所示，灭火***2还包括设于每个电池簇4内的水位传感器5，水位传感器5与选择阀26电连接，通过设置水位传感器5，来监控灭火时注入火灾隐患电池簇内消防水的水位情况，当火灾隐患电池簇内消防水触及水位传感器5时，水位传感器5向选择阀26发出信号，选择阀26关闭。这样，在确保火灾隐患电池簇内部充满消防水、可进行有效灭火的前提下，可防止消防水从火灾隐患电池簇溢出，蔓延至其他正常电池簇4，从而干扰其他电池簇4正常运行以及污染储能集装箱内的环境。具体地，该消防水可为纯水。
作为另一种实施方式，灭火介质可为消防气体，灭火***2还包括设于每个电池簇4内的气体传感器，气体传感器与选择阀26电连接，通过设置气体传感器，来监控灭火时注入火灾隐患电池簇内消防气体的量，当气体传感器检测到火灾隐患电池簇内充满消防气体时，气体传感器向选择阀26发出信号，选择阀26关闭。这样，在确保有效灭火的前提下，防止消防气体的浪费。
可选地，如图1所示，消防管道25包括主管道251和若干根支管道252，主管道251与储存组件23的出口连接，若干支管道252的一端分别与主管道251连接，即若干支管道252并联于主管道251，若干支管道252的另一端均连接有喷头22，且选择阀26安装于支管道252，每个喷头22对应一个电池簇4，将若干支管路并联到主管路上，使得各个喷头22的管路之间相互独立、互不干扰，当电池管理***3检测到有电池簇4电压信息或/和温度信息出现异常变化时，电池管理***3控制与该电池簇4喷头22对应的选择阀26开启，使得管路连通，为灭火做准备，而其他选择阀26未打开，因此不用担心消防水进入其他电池簇4内部，从而保证了灭火***2运行的可靠性。
具体地，选择阀26可为电磁选择阀。
可选地，如图1所示，主管道251与储存组件23的出口之间可设置有调节阀27，主管道251内可设置有流量计28，流量计28和调节阀27分别与消防主机24电连接，当消防主机24接收到热失控报警信号后，会控制调节阀27开启，流量计28用于计算主管道251内灭火介质的流量，并将检测到流经主管道251 内灭火介质的流量信息上传给消防主机24，消防主机24根据主管道251内灭火介质的流量来调节阀27的阀门大小，从而确保主管道251和支管道252内具有足够的压力，使得喷头22可以正常喷出灭火介质，进一步确保灭火***2 运行的可靠性。
具体地，调节阀27可选用气动调节阀或电动调节阀。
可选地，主管道251内可设置有压力传感器(图中未示出)，压力传感器与调节阀27电连接，压力传感器用于检测主管道251和支管道252内压力。当所有选择阀26均关闭或管道堵塞时，如果灭火***2持续运行，则会使管道的内部压力升高，当压力传感器将检测到的管道内的压力达到阈值时，压力传感器将信号传递至调节阀27，控制调节阀27关闭，防止压力持续上升导致管道损坏。
可选地，灭火***2还可包括感烟探测器、感温探测器或火焰探测器中的至少一种，通过多种探测器组合的方式，可进一步地提高故障检测的准确率。
可选地，灭火***2还可包括警铃、声光报警器或放气指示灯中的至少一种，通过从视觉和听觉上来发出报警信号，更容易引起工作人员注意，及时应对。
可选地，消防***还可包括设于相邻电池簇4之间的隔热层(图中未示出)，通过设置隔热层，防止火灾隐患电池簇4热失控时产生的大量热量传递至周围的电池簇4，导致正常的电池簇4出现热失控的风险，从而将火灾隐患控制在单个电池簇4内部；隔热层还可用于隔绝消防水，避免正常的电池簇4因进水损坏。
具体地，隔热层可为云母片或者隔热胶。
具体地，以消防介质为消防水为例，储存组件23可包括水箱(图中未示出) 和水泵(图中未示出)，消防主机24控制储存组件23工作时，水泵将水箱内的消防水泵入主管道251内，以确保消防管道内的压力，使得喷头可快速出水。
实施例2
本实施例2与实施例1的区别在于，在实施例2中，如图2所示，将可燃气体探测器21、喷头22和水位传感器5设置在电池模组41内，且相邻电池模组41或/和相邻电池簇4之间均设置有隔热层。这样，可精确的将火灾隐患点定位到更小一级的电池模组41上，当电池簇4发生热失控起火时，只需要对起火的电池模组41进行灭火，即可消除危险，避免该电池簇4内其他正常电池模组41因进水损坏，从而造成不必要的损失。且通过水位传感器5可防止注入故障电池模组41内的消防水溢出，避免消防水蔓延至其他正常电池模组41，从而干扰其他电池模组41正常运行以及污染电池簇4内的环境。本实施例2的具体工作流程与实施例1相同。
本实施例2中，根据电池模组41的内部空间大小，可燃气体探测器21的数量可设置有一个、两个、三个等等，使得可燃气体探测器21的探测范围能有效覆盖电池模组41内的空间，以及时检测到电池模组41内可燃气体浓度的变化情况。
实施例3
本实用新型还提供了一种储能集装箱，包括集装箱体，还包括上述的消防***。根据电池管理***3检测到电压后/和温度信息的异常变化、结合可燃气体探测器21检测可燃气体浓度的变化，一方面可确保储能集装箱内火灾隐患检测的准确率，便于及时应对，将火灾控制在较小范围内，保障储能集装箱安全，另一方面可避免因单一异常诱发灭火***2运行，导致电池簇4进水受损。
本实用新型实施例所提供的一种用于储能集装箱的消防***及储能集装箱，通过电池管理***3来采集和整理各电池簇4电压和温度的实时信息，通过可燃气体探测器21来检测各电池簇4内可燃气体的浓度，当任意电池簇4 的电压或/和温度信息发生异常变化时，电池管理***3则会切断该电池簇4 与主回路的连接，并打开与该电池簇4对应喷头22的选择阀26，同时电池管理***3将该电池簇4的异常信息上传至控制器1，当消防主机24接收到有电池簇4内的可燃气体浓度发生变化时，消防主机24将该电池簇4的可燃气体浓度异常信息上传至控制器1，当控制器1接收到电压或/和温度异常信息和可燃气体浓度异常信息时，控制器1先确定这两种异常信息是否发生在同一个电池簇4内，若是发生在同一个电池簇4内，则控制器1将该电池簇4定义为火灾隐患电池簇，并向消防主机24发出热失控报警信号，消防主机24控制储存组件23向喷头22提供灭火介质，对该火灾隐患电池簇进行灭火。本实用新型通过将电池管理***3采集信息作为判断电池簇4发生热失控的依据，结合可燃气体探测器21检测的可燃气体的浓度来进一步判断电池簇4是否存在火灾隐患，可有效地提高了火灾隐患检测的准确率，便于及时应对，将火灾控制在较小范围内，保障储能集装箱安全。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，包括控制器、灭火***和电池管理***，所述电池管理***用于采集储能集装箱内各个电池簇的电压和温度信息并在所述电池簇的电压或/和温度信息发生异常时切断与主回路的连接，所述灭火***包括消防主机、用于检测每个所述电池簇内可燃气体浓度的可燃气体探测器、设于每个所述电池簇内的喷头和用于为所述喷头提供灭火介质的储存组件，所述电池管理***、所述消防主机分别与所述控制器通信连接，各所述喷头与所述储存组件之间通过消防管道连接，且消防管道设置有选择阀，所述电池管理***在确认所述电池簇的电压或/和温度信息发生异常时控制对应的所述选择阀开启，所述消防主机用于将所述可燃气体探测器检测到的可燃气体浓度变化信息传递给所述控制器并根据所述控制器反馈的热失控报警信号控制所述储存组件动作。
2.如权利要求1所述的一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，所述灭火介质为消防水，所述灭火***还包括设于每个所述电池簇内的水位传感器，所述水位传感器与所述选择阀电连接；或者，
所述灭火介质为消防气体，所述灭火***还包括设于每个所述电池簇内的气体传感器，所述气体传感器与所述选择阀电连接。
3.如权利要求2所述的一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，所述电池簇内的每一个电池模组均设置有所述可燃气体探测器、所述喷头和所述水位传感器；或者，
所述电池簇内的每一个电池模组均设置有所述可燃气体探测器、所述喷头和所述气体传感器。
4.如权利要求1所述的一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，所述消防管道包括主管道和若干根支管道，所述主管道与所述储存组件的出口连接，若干所述支管道的一端分别与所述主管道连接，若干所述支管道的另一端均连接有所述喷头连接，且所述选择阀安装于所述支管道。
5.如权利要求4所述的一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，所述主管道与所述储存组件的出口之间设置有调节阀，所述主管道内设置有流量计，所述流量计和所述调节阀分别与所述消防主机电连接。
6.如权利要求5所述的一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，所述主管道内设置有压力传感器，所述压力传感器与所述调节阀电连接。
7.如权利要求1至6中任一项所述的一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，所述灭火***还包括感烟探测器、感温探测器或火焰探测器中的至少一种。
8.如权利要求1至6中任一项所述的一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，所述灭火***还包括警铃、声光报警器或放气指示灯中的至少一种。
9.如权利要求3至6中任一项所述的一种用于储能集装箱的消防***，其特征在于，所述消防***还包括设于相邻电池簇之间或/和相邻电池模组之间的隔热层。
10.一种储能集装箱，包括集装箱体，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的消防***。
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