CN110165110A - 具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱及其防火隔离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱及其防火隔离方法，该锂电池储能集装箱内部设有储能单元；所述储能单元包括多个可密闭电池柜、空调制冷系统及消防控制系统；所述消防控制系统包括设置在电池柜顶部的防爆阀、用于消防液投放的消防液喷淋装置、灭火剂喷淋装置及烟雾探测器，以及设置在电池柜底部的消防液排出管道，消防液的投放及排出均通过消防系统根据烟雾探测器的信号控制对应的电磁阀来实现；所述空调系统用于控制电池柜的温度。本发明对每个电池柜分别监控及消防处理，提高了监控准确度，且通过将发生火灾的单个电池柜进行消防处理及物理隔离，可有效抑制电池热失控蔓延。

Description

具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱及其防火隔离方法
技术领域
本发明涉及储能技术，尤其涉及一种具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱及其防火隔离方法。
背景技术
锂离子电池作为新能源电池不仅更加环保而且性能更加优越，其广泛应用于储能电站。但是锂离子电池在储存过程中可能会因为自身化学反应放热积聚或外界热源影响发生热失控，严重影响储能电站的安全性能。
目前的技术主要通过以下方式实现对储能电站的预警及消防:在储能电站箱体的顶部设置多个不同类型的火灾探测器(感温、感烟或烟温一体型)来监控储能电站的运行情况，并安装气体灭火装置及灭火剂输送管道，当发生火情时，利用惰性气体灭火。
在现有技术中，一种方案是对储能柜的整体进行监控，准确度不够高，当单体电池发生热失控时可能检测不到或检测迟缓，当检测到火情时，在整个储能站空间内喷射灭火剂，不能针对发生火灾的电池柜进行灭火，对电池的消防灭火效果不太明显，不能快速、有效、安全地灭绝火源。另外，由于电池热失控是连锁反应，电池起火易复燃，传统灭火手段由于灭火剂剂量有限，只能暂时抑制电池热失控蔓延，短时抑制火灾，一旦电池复燃，会造成巨大危险和财产损失。且灭火剂储存时间长易失效，需定期更换；另一种方案是对每一个电池箱进行监控及消防处理，但该方案成本过高，经济性不够，且一旦电池柜中的单个电池箱发生火情，该电池柜中的其他电池箱都将受到附带影响，存在安全隐患，不能再继续使用。
专利CN 107359373 A公开了一种自带预警及消防系统的储能电站，通过一种电池箱弹出装置，当发生火情时，将封闭式电池箱弹出至电站内部的一个蓄水池中进行灭火。该方法操作复杂，实际不可行。
专利CN 107185133 A公开了一种储能电站预警及消防系统，通过对储能站中的电池组分别监控，发生火情时通过对发生热失控的电池组进行灭火，使用水淋系统作为二级防护，希望通过源源不断的水带走电池热失控产生的热量，从而有效控制火情。该方法监控及消防方式不实用，因为一旦电池柜中的单个电池箱发生火情，该电池柜中的其他电池箱都将受到附带影响，存在安全隐患，不能再继续使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱及其防火隔离方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，集装箱内部设有储能单元；
所述储能单元包括多个可密闭电池柜、空调制冷系统及消防控制系统；
所述消防控制系统包括设置在电池柜顶部的防爆阀、用于消防液投放的消防液喷淋装置、灭火剂喷淋装置及烟雾探测器，以及设置在电池柜底部的消防液排出管道，消防液的投放及排出均通过消防系统根据烟雾探测器的信号控制对应的电磁阀来实现；
所述空调系统用于控制电池柜的温度。
按上述方案，所述集装箱内部由绝缘隔离板分隔为两部分，两部分均设有储能单元，两部分中的储能单元背靠布置，储能单元中的电池柜采用前部维护，维护面与隔离板反向。
按上述方案，所述可密闭电池柜内部设有两层或多层开放式电池箱，每层开放式电池箱上下端面上分别设有通风通道。
按上述方案，所述可密闭电池柜内部设有多层开放式电池箱,电池箱前后与可密闭电池柜之间留有空调进出风通道。
按上述方案，所述空调制冷系统通过设置在电池柜上部的电动格栅进气风扇和排气风扇、以及电池箱前部和后部的空调进出风通道以及每层电池箱上下端面设置的通风通道进行气体循环。
按上述方案，所述消防控制系统还包括用于消防防火排放烟雾的排气扇。
按上述方案，所述消防液喷淋装置投放的消防液为具有绝缘阻燃特性的冷却液。
一种具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱的防火隔离方法，包括以下步骤：
对每个电池柜进行监控，当烟雾探测器监测到有起火信号发生时，消防控制系统首先控制电池柜对应空调系统关闭，并关闭空调系统中的排气扇及进气扇，然后开启与外界连通的排气扇，接着控制喷淋装置向电池柜内部释放消防液及灭火剂，当电池柜内部温度或者气压达到极限设定值时，消防控制系统控制防爆阀开启，电池柜内燃烧产生的高温烟雾通过排气扇、防爆阀及排入外界空气中；当火情消除，控制系统控制电池柜下部的排水管道开启，消防液通过排水管道排出到电站外部。
本发明产生的有益效果是：
1、对每个电池柜分别监控及消防处理，提高了监控准确度，又避免了对每个电池箱进行监控及消防处理造成的措施过度且成本过高；
2、通过将发生火灾的单个电池柜进行消防处理及物理隔离，可有效抑制电池热失控蔓延，解决了因单个电池柜起火而发生连锁失控反应，造成整个储能系统起火甚至爆炸。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的结构示意图；
图中：1-绝缘隔离板；2-带电动格栅的排气扇；3-排气管道；4-带电动格栅的排气扇；5-空调系统；6-带电动格栅的排气扇；7-进气管道；8-带电动格栅的进气扇；9-电池柜；10-消防液管道；11-排水管道；12-消防电气柜；13-集装箱；14-防爆阀；15-开放式电池箱；16-灭火剂管道。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，一种具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，集装箱内部设有储能单元；
所述储能单元包括多个可密闭电池柜、控制柜、空调制冷系统及消防控制系统；
集装箱内部由绝缘隔离板分隔为两部分，两部分均设有储能单元，两部分中的储能单元背靠布置，储能单元中的电池柜采用前部维护，维护面与隔离板反向；
所述消防控制系统包括设置在电池柜顶部的防爆阀、用于消防液投放的消防液喷淋装置、灭火剂喷淋装置及烟雾探测器，以及设置在电池柜底部的消防液排出管道，消防液的投放及排出均通过消防系统根据烟雾探测器的信号控制对应的电磁阀来实现；消防液为具有一定绝缘阻燃特性的冷却液，包括水、硅油等，灭火剂为七氟丙烷等；
所述空调系统用于控制电池柜的温度；可密闭电池柜内部设有两层或多层开放式电池箱，每层开放式电池箱上下端面上分别设有通风通道且电池箱前后与可密闭电池柜之间留有空调进出风通道，空调系统通过设置在电池柜上部的电动格栅进气风扇4/6和排气风扇8、以及电池柜前部和后部的空调进出风通道进行气体循环。
所述控制柜，用于放置控制设备。
在正常工作模式下，带电动格栅的排气扇2处于关闭状态，排气管道与外界大气不连通，带电动格栅的排气扇6/4及带电动格栅的进气扇8均处于开启状态，空调系统生成的恒温气流通过进气管道、进气扇、电池柜内部空间、排气扇4及排气管道、排气扇6形成一个密闭循环空间，从而实现对电池柜的温度控制。
工作的同时，对每个电池柜进行监控，当烟雾探测器监测到有起火信号发生时，消防控制系统首先控制电池柜对应空调系统关闭，并关闭空调系统中的排气扇及进气扇，然后开启与外界连通的排气扇2，接着控制喷淋装置向电池柜内部释放消防液及灭火剂，当电池柜内部温度或者气压达到极限设定值时，消防控制系统控制防爆阀开启，电池柜内燃烧产生的高温烟雾通过排气扇、防爆阀及排入外界空气中；当火情消除，控制系统控制电池柜下部的排水管道开启，消防液通过排水管道排出到电站外部。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，集装箱内部设有储能单元；其特征在于，
所述储能单元包括多个可密闭电池柜、空调制冷系统及消防控制系统；
所述消防控制系统包括设置在电池柜顶部的防爆阀、用于消防液投放的消防液喷淋装置、灭火剂喷淋装置及烟雾探测器，以及设置在电池柜底部的消防液排出管道，消防液的投放及排出均通过消防控制系统根据烟雾探测器的信号控制对应的电磁阀来实现；
所述空调制冷系统用于控制电池柜的温度。
2.根据权利要求1所述的具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，其特征在于，所述集装箱内部由绝缘隔离板分隔为两部分，两部分均设有储能单元，两部分中的储能单元背靠布置，储能单元中的电池柜采用前部维护，维护面与隔离板反向。
3.根据权利要求1所述的具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，其特征在于，所述可密闭电池柜内部设有两层或多层开放式电池箱，每层开放式电池箱上下端面上分别设有通风通道。
4.根据权利要求1或3所述的具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，其特征在于，所述可密闭电池柜内部设有多层开放式电池箱,电池箱前后与可密闭电池柜之间留有空调进出风通道。
5.根据权利要求4所述的具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，其特征在于，所述空调制冷系统通过设置在电池柜上部的电动格栅进气风扇和排气风扇、以及电池箱前部和后部的空调进出风通道以及每层电池箱上下端面设置的通风通道进行气体循环。
6.根据权利要求1所述的具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，其特征在于，所述消防控制系统还包括用于消防防火排放烟雾的排气扇。
7.根据权利要求1所述的具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱，其特征在于，所述消防液喷淋装置投放的消防液为具有绝缘阻燃特性的冷却液。
8.一种基于权利要求1至6任一所述的具有防火隔离功能的锂电池储能集装箱的防火隔离方法，包括以下步骤：
对每个电池柜进行监控，当烟雾探测器监测到有起火信号发生时，消防控制系统首先控制电池柜对应空调系统关闭，并关闭空调系统中的排气扇及进气扇，然后开启与外界连通的排气扇，接着控制喷淋装置向电池柜内部释放消防液及灭火剂，当电池柜内部温度或者气压达到极限设定值时，消防控制系统控制防爆阀开启，电池柜内燃烧产生的高温烟雾通过排气扇、防爆阀及排入外界空气中；当火情消除，控制系统控制电池柜下部的排水管道开启，消防液通过排水管道排出到电站外部。
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