CN221981435U - 一种储能集装箱消防***及储能集装箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能集装箱消防***及储能集装箱，涉及储能集装箱消防技术领域。该储能集装箱包括相互分隔的电池舱和电气舱，电池舱内设有由多个电池包组成的电池簇，消防***包括热失控探测报警***以及火灾抑制***；热失控探测报警***包括报警指示装置、用于探测电池包、电池舱和电气舱内温度和烟气浓度变化的探测装置和用于接收探测装置信号以控制报警指示装置和火灾抑制***进行工作的火灾报警控制装置；火灾抑制***包括点喷灭火装置、水喷淋灭火装置和通风装置。本实用新型可对储能集装箱内火情进行分级并对不同等级火情做出良好应对。

Description

一种储能集装箱消防***及储能集装箱

技术领域

本实用新型涉及储能集装箱消防技术领域，具体来说，涉及一种储能集装箱消防***及储能集装箱。

背景技术

电池作为电化学储能的核心部件，具有较大的热失控风险，当发生热失控时，会瞬间释放大量热量，迅速蔓延至邻近电池，引发电池组大面积热失控，造成严重的火灾或***事故。从安全性角度来看，做好电池的消防措施，对有效控制和解决热失控带来的火灾、***风险十分重要。

随着光伏发电、风力发电等大力发展，电池储能***也得到了广泛的应用，例如储能集装箱就是一种以集装箱作为良好的载体，更好地为各种设备提供不间断的电源的电池储能***。

为了提高储能集装箱使用安全性能，需为其配备储能集装箱消防措施，目前储能集装箱的消防方式通常采用整簇消防，当电池簇内电池包发生热失控时，消防***直接给整簇电池喷射全氟己酮或七氟丙烷等消防剂，使簇内其他没有故障的电池包不能正常使用。

实用新型内容

本实用新型针对背景技术中的不足，提供了一种储能集装箱消防***及储能集装箱，通过本实用新型可对储能集装箱内火情进行分级并对不同等级火情做出良好应对。

为实现上述目的，本实用新型提供如下第一种技术方案：一种储能集装箱消防***，所述储能集装箱包括相互分隔的电池舱和电气舱，所述电池舱内设有由多个电池包组成的电池簇，所述消防***包括热失控探测报警***以及火灾抑制***；

所述热失控探测报警***包括报警指示装置、用于探测电池包、电池舱和电气舱内温度和烟气浓度变化的探测装置和用于接收探测装置信号以控制报警指示装置和火灾抑制***进行工作的火灾报警控制装置；

所述火灾抑制***包括点喷灭火装置、水喷淋灭火装置和通风装置。

通过采用上述技术方案，探测装置可分别探测电池包、电池舱和电气舱内温度和烟气浓度变化并生成不同等级的火情信号传递给火灾报警控制装置：当电池包热失控产生的火情信号经探测装置传递给火灾报警控制装置，火灾报警控制装置命令报警指示装置发出信号通知相关人员同时启动点喷灭火装置开始对电池包点喷精准灭火，直接作用于失控电芯，有效避免热失控蔓延，由于不是直接给整簇电池喷射全氟己酮或七氟丙烷等消防剂，使簇内其他没有故障的电池包能够正常使用，同时全氟己酮或七氟丙烷具有优良的绝缘性，介电强度高达110KV，灭火后无残留，对电路没有腐蚀性，是锂电池热失控最佳的灭火介质；当整个电池舱内发生热失控后，探测装置产生更高一级的火情信号并传递给火灾报警控制装置，火灾报警控制装置命令报警指示装置发出信号通知相关人员同时启动点喷灭火装置进行持续的全淹没喷射防护，严防热失控蔓延和扩散，而当火情信号进一步升级产生火灾时，火灾报警控制装置启动水喷淋灭火装置，实现整舱降温灭火，达到前期无损精准灭火的同时保留最后安全底线；当探测装置探测到电池舱内只是发生温度升高而非热失控的较低级火情信号并传递给火灾报警控制装置时，火灾报警控制装置启动通风装置进行通风，以降低电池舱内温度；当探测装置探测到电气舱发生热失控后，探测装置产生火情信号并传递给火灾报警控制装置，火灾报警控制装置命令报警指示装置发出信号通知相关人员，电气舱作为一个与电池舱相互分隔的防护区配置单独的探测装置和手提式干粉灭火器，探测装置发出火情信号后，火灾报警控制装置并不启动火灾抑制***，而是由相关人员根据实际火情，手动打开手提式干粉灭火器进行手动灭火。

本实用新型进一步设置为：所述探测装置包括安装于电池包上实现早期探测报警的二合一复合探测器、安装于电池舱顶部用于检测电池舱火灾信号的五合一复合探测器和安装于电气舱顶部用于探测电气舱火灾信号的烟感报警器。安装于电池包上的二合一复合探测器用于探测电池包温度和一氧化碳参数变化，能够在极早期探测到电池包的热失控火情信号，及时处置并通知相关人员，将火灾扑灭在萌芽阶段；安装于电池舱顶部的五合一复合探测器用于探测整个电池舱的氢气、一氧化碳、烟雾和温度等参数变化，并将不同等级的火情信号发送给火灾报警控制装置以应对不同火情；安装于电气舱顶部的烟感报警器探测整个电气舱的烟雾参数变化并将火情信号发送给火灾报警控制装置。

本实用新型进一步设置为：所述报警指示装置包括设置在储能集装箱上提示火灾抑制***正在工作的放气勿入指示灯。当电池舱内发生火情，火灾报警控制装置收到火情信号后控制火灾抑制***工作并启动放气勿入指示灯提示相关人员请勿进入电池舱。

优选的，所述报警指示装置还包括设置在储能集装箱上对电气舱进行火灾预警的声光报警器。当电气舱发生火情，火灾报警控制装置收到火情信号后启动声光报警器声光提示相关人员处置火灾现场。

本实用新型进一步设置为：所述点喷灭火装置包括设置于电池包上的用于喷射灭火剂的消防喷嘴。每个电池包上均设置有消防喷嘴，针对不同等级火情信号，使用消防喷嘴对电池包点喷精准灭火或对电池舱进行全淹没喷射防护灭火。

优选的，所述点喷灭火装置还包括对电池舱内灭火剂进行释放的泄压窗。当电池舱内灭火剂喷放压力升高到一定值时，通过泄压窗将部分空气和灭火剂及时向舱体外释放，以保证电池舱整体结构的安全。

本实用新型进一步设置为：所述水喷淋灭火装置包括设置于电池舱顶部的水喷淋喷头，所述水喷淋喷头通过设置于电池舱舱壁的水消防接口与外界消防管网连接。当火灾不可控情况时，火灾报警控制装置收到火情信号启动水喷淋灭火装置，实现整舱降温灭火；水喷淋灭火装置的水源来自附近的消防管网，在舱体上设置一个水消防接口，在电池舱顶部均匀布置多个水喷淋喷头，并通过镀锌钢管连接至舱体预留的水消防接口处。

本实用新型进一步设置为：所述通风装置包括设置于储能集装箱上并对其进行通风的排烟风机和电动百叶窗。在储能集装箱上设置排烟风机和电动百叶窗，当火灾报警控制装置收到探测装置发送的较低级火情信号后，打开排烟风机和电动百叶窗进行通风降温，若储能集装箱内各参数值持续升高，火灾报警控制装置收到更高级的火情信号后，关停排烟风机和电动百叶窗，防止发生火灾助燃，为后续点喷灭火装置、水喷淋灭火装置工作做准备。

本实用新型进一步设置为：所述储能集装箱上还设有用于启动消防***的紧急启动按钮和用于发现火灾时通知人员进行疏散的手动火灾报警按钮。

为实现上述目的，本实用新型提供如下第二种技术方案：一种储能集装箱，包括前述储能集装箱消防***。

包括前述储能集装箱消防***的储能集装箱可对储能集装箱内火情信号进行分级，热失控探测报警***以及火灾抑制***相互配合可对不同等级火情做出良好应对以避免储能集装箱发生火灾。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.探测装置可分别探测电池包、电池舱和电气舱内温度和烟气浓度参数变化并生成不同等级的火情信号传递给火灾报警控制装置以控制报警指示装置发出报警信号，同时控制火灾抑制***进行精准点喷、全淹没喷射和水喷淋的多级式灭火。

2.点喷灭火装置在收到火灾报警控制装置信号后迅速响应，对电池包进行精准灭火，直接作用于失控电芯，有效避免热失控蔓延，比传统灭火方式更加高效，并且使用全氟己酮等灭火剂不会对电池及其它电气设备造成损伤。

3.在火情无法控制后，火灾报警控制装置启动水喷淋灭火装置，实现整舱降温灭火，达到前期无损精准灭火的同时保留最后安全底线。

附图说明

附图1是本实施例的储能集装箱消防***整体结构主视图；

附图2是本实施例的电池包整体结构主视图；

附图3是本实施例的储能集装箱消防***整体结构右视图；

附图4是本实施例的储能集装箱消防***整体结构左视图；

附图5是本实施例的储能集装箱消防***整体结构后视图；

图中各标号含义：1、二合一复合探测器；2、逻辑拓展模块；3、五合一复合探测器；4、火灾报警控制装置；5、水喷淋喷头；6、排烟风机；7、泄压窗；8、电动百叶窗；9、水消防接口；10、放气勿入指示灯；11、声光报警器；12、紧急启动按钮；13、手动火灾报警按钮；14、烟感报警器；15、消防喷嘴。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本实用新型，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本实用新型的范围。

一种储能集装箱消防***，采用该消防***的储能集装箱包括相互分隔的电池舱和电气舱，电池舱内设有由多个电池包组成的电池簇，消防***包括热失控探测报警***以及火灾抑制***；热失控探测报警***包括报警指示装置、用于探测电池包、电池舱和电气舱内温度和烟气浓度变化的探测装置和用于接收探测装置信号以控制报警指示装置和火灾抑制***进行工作的火灾报警控制装置4；火灾抑制***包括点喷灭火装置、水喷淋灭火装置和通风装置。

如图1、图2所示，电池舱内设有两个电池簇，每个电池簇包括竖直排列的八个电池包组成，每个电池包上安装一个二合一复合探测器1，共十六个。二合一复合探测器1集合了温度和一氧化碳两种信号的探测，能够实现早期的探测报警。

另外，以电池舱和电气舱作为防护单元，如图1所示，在电池舱顶部布置多个五合一复合探测器3，探测整个电池舱的氢气、一氧化碳、烟雾和温度等参数变化，得到整个电池舱的火灾信号等级同时将火灾信号发送给火灾报警控制装置4，负责火灾报警控制装置4的命令对外输入/输出的逻辑拓展模块2连接点喷灭火装置、水喷淋灭火装置和通风装置，并将点喷灭火装置、水喷淋灭火装置和通风装置的动作信息反馈到火灾报警控制装置4上，当火灾抑制***执行灭火工作时，如图4所示，火灾报警控制装置4联动打开设置在储能集装箱上的放气勿入指示灯10提示相关人员请勿进入电池舱。

如图3所示，在电池舱舱体净高2/3处设置泄压窗7，当防护区因灭火剂喷放压力升高到一定值时，通过泄压窗7将部分空气和灭火剂及时向舱体外释放，以保证防护区整体结构的安全。当电池舱内某个电池包上的二合一复合探测器1上传火情信号如三级热失控报警信号时，如图2所示，火灾报警控制装置4联动打开相应的簇级管路电磁阀以及灭火装置（该灭火装置与消防喷嘴15连接并输送灭火剂），点喷灭火装置执行灭火动作，消防喷嘴15对热失控电池包所在的电池簇进行三次喷放，达到持续降温、抑制火灾的作用。根据电池舱内热失控情况，若五合一复合探测器3上传三级热失控报警信号，火灾报警控制装置4可联动打开舱级管路电磁阀使得所有消防喷嘴15对整个电池舱进行全淹没喷射防护，严防热失控蔓延和扩散。

如图5所示，电气舱作为一个单独的防护区，配置烟感报警器14，当烟感报警器14发出火情信号时，如图4所示，火灾报警控制装置4联动打开设置在储能集装箱上的声光报警器11，进行声光提示，不启动火灾抑制***。现场人员可根据实际情况，手动打开手提式干粉灭火器进行手动灭火。

电池舱顶部安装水喷淋灭火装置，当火灾不可控情况时，火灾报警控制装置4开启水喷淋灭火装置，实现整舱持续降温灭火。水喷淋灭火装置的水源来自附近的消防管网，如图3所示，在舱体上设置一个DN65的水消防接口9，在电池舱顶部均匀布置两个K=80的水喷淋喷头5，均匀布置在舱体内并通过镀锌钢管连接至舱体预留的水消防接口9处。

如图3所示，在储能集装箱上设置两套排烟风机6和两套电动百叶窗8，并配套相应的风机电控柜吗，风机电控柜在收到火灾报警控制装置4的较低级火情信号如二级预警信号时打开排烟风机6和电动百叶窗8进行事故通风降温，若储能集装箱内各参数值持续升高，风机电控柜在收到火灾报警控制装置4的更高级的火情信号后，关停排烟风机6和电动百叶窗8，防止发生火灾助燃，为后续点喷灭火装置、水喷淋灭火装置工作做准备。

需要说明的是，储能集装箱消防***联动主要分为手动和自动两种形式。当有人员进入电池舱维护时，将消防***切换为手动控制状态，此时消防***不会自动启动，如图4所示，只有按下设置在储能集装箱上的紧急启动按钮12才可以启动消防***。当消防***处于自动控制模式时，火灾报警控制装置4对来自探测装置的数据进行分析处理并分级联动报警指示装置和火灾抑制***进行工作。另外，储能集装箱上还设置有用于发现火灾时通知人员进行疏散的手动火灾报警按钮13。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能集装箱消防***，所述储能集装箱包括相互分隔的电池舱和电气舱，所述电池舱内设有由多个电池包组成的电池簇，其特征在于，所述消防***包括热失控探测报警***以及火灾抑制***；

所述热失控探测报警***包括报警指示装置、用于探测电池包、电池舱和电气舱内温度和烟气浓度变化的探测装置和用于接收探测装置信号以控制报警指示装置和火灾抑制***进行工作的火灾报警控制装置（4）；

所述火灾抑制***包括点喷灭火装置、水喷淋灭火装置和通风装置。

2.根据权利要求1所述的储能集装箱消防***，其特征在于：所述探测装置包括安装于电池包上实现早期探测报警的二合一复合探测器（1）、安装于电池舱顶部用于检测电池舱火灾信号的五合一复合探测器（3）和安装于电气舱顶部用于探测电气舱火灾信号的烟感报警器（14）。

3.根据权利要求1所述的储能集装箱消防***，其特征在于：所述报警指示装置包括设置在储能集装箱上提示火灾抑制***正在工作的放气勿入指示灯（10）。

4.根据权利要求3所述的储能集装箱消防***，其特征在于：所述报警指示装置还包括设置在储能集装箱上对电气舱进行火灾预警的声光报警器（11）。

5.根据权利要求1所述的储能集装箱消防***，其特征在于：所述点喷灭火装置包括设置于电池包上的用于喷射灭火剂的消防喷嘴（15）。

6.根据权利要求5所述的储能集装箱消防***，其特征在于：所述点喷灭火装置还包括对电池舱内灭火剂进行释放的泄压窗（7）。

7.根据权利要求1所述的储能集装箱消防***，其特征在于：所述水喷淋灭火装置包括设置于电池舱顶部的水喷淋喷头（5），所述水喷淋喷头（5）通过设置于电池舱舱壁的水消防接口（9）与外界消防管网连接。

8.根据权利要求1所述的储能集装箱消防***，其特征在于：所述通风装置包括设置于储能集装箱上并对其进行通风的排烟风机（6）和电动百叶窗（8）。

9.根据权利要求1所述的储能集装箱消防***，其特征在于：所述储能集装箱上还设有用于启动消防***的紧急启动按钮（12）和用于发现火灾时通知人员进行疏散的手动火灾报警按钮（13）。

10.一种储能集装箱，其特征在于，包括如权利要求1~9任一项所述的储能集装箱消防***。