CN111228689A - 一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统,局部控制模块通过实时分析温度探测器、电池PACK内BMS信号的温度数据,当出现锂电池是出现热失控、明火时，局部控制模块发出启动指令给PACK对应喷嘴的局部电磁阀，同时发送报警指令给预警控制系统，致使预警控制系统发送启动指令给局部电磁主阀，从而实现启动灭火装置的局部点对点喷放启动，PACK中穿插设置有探火管。本发明直接式探火管实施点对点喷放灭火剂快速形成局部保护的优点，同时增加了对防护区快速全淹没防护，实现快速灭火，从BMS系统中引入局部模组温度失控信号，通过预紧控制系统快速做出局部点对点喷射灭火剂，实现小范围内多次启动灭火。
Description
技术领域
本发明涉及灭火装置领域，具体涉及一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统。
背景技术
近年来，随着锂电池具有能量密度大、输出功率高、充放电寿命长等诸多优点，在交通动力领域、电力储能领域、移动通信领域等得到广泛的应用，已发展成为我国能源战略性新兴产业的一部分。然而随着锂电池在工程上的深入应用，其火灾安全问题也日益突出，由于锂电池是含能物质，特别是当其发生过热、短路、挤压等情况下，都会产生大量的热，引发内部电极材料和电解液的链式反应，进而发生热失控并发展成为大规模火灾、爆炸事故。
当前，针对锂电池储能系统的消防安全设计，缺乏对锂电池火灾的特性进行分析、缺乏消防系统设计与储能系统的布局特征相结合，大部分仍采用了传统的电气火灾现场特征针对性进行设计，采用柜式气体灭火装置和直接式探火管灭火装置。
经过工程应用调研以及灭火试验分析，发现现有装置存在以下几点明显的不足：传统烟感+温感探测方式,严重滞后,不利于第一时间探测锂电池爆炸式的迅猛火灾，导致灭火装置启动响应慢；传统柜式、探火管等灭火装置的保护半径有限，针对锂电池集装箱储能其狭长的场合，存在保护死角，且其喷放的气体灭火剂，不能及时到达pack箱内，而锂电池火灾蔓延迅猛，极易引发大面积火灾，因而存在严重的安全隐患。
针对现有市场情况，研发一种能点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，针对锂电池储能系统火灾特性、集装箱储能系统里面布局的不确定性，等状况颇为需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，可以快速探测锂电池热失控，提高预警响应速度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统,局部控制模块通过实时分析温度探测器、电池PACK内BMS信号的温度数据,当出现锂电池是出现热失控、明火时，局部控制模块发出启动指令给PACK对应喷嘴的局部电磁阀，同时发送报警指令给预警控制系统，致使预警控制系统发送启动指令给局部电磁主阀，从而实现启动灭火装置的局部点对点喷放启动，PACK中穿插设置有探火管。
作为一种改进，所述灭火装置，可以通过打开局部电磁主阀，实现灭火剂瓶组内的灭火剂释放进入局部主管道，从而进入各分配阀，通过局部电磁阀，对应选择将灭火剂输送到局部管道，从喷嘴喷出灭火剂实现点对点保护附近pack；当烟感探测器、温感探测器探测到火灾信号时，信号传输给预警控制系统，预警控制系统发送启动指令，启动电池驱动装置，从而打开容器阀的主通道，实现灭火剂瓶组内的灭火剂从主管道经雾化喷嘴一次性均匀喷放至集装箱内。
作为一种改进，所述局部控制模块，通过RS485、CAN总线通讯模式与BMS、热电偶进行数据交互，并实时分析温度数据，判断其是否存在热失控、是否出现明火，并发送相应的指令给预警控制系统，发送pack对应点位喷嘴所在的局部管道上局部电磁阀。
作为一种改进，所述预警控制系统，主要通过接收各局部控制模块、烟感探测器、温感探测器的启动信号，同时设有手动一键紧急启动按钮，用以控制报警信号输出、电磁驱动装置启停、局部电磁主阀启停。
作为一种改进，所述局部电磁主阀、局部电磁阀为耐高压大通径电磁阀，可以通过电源直接控制其开启与闭合，从而可以直接通过电信号控制局部管道的喷放时间节点，实现局部喷嘴根据火灾信号进行多次喷放。实现对锂电池易复燃的问题进行长期稳定控制。
作为一种改进，所述探火管是一种达到设定温度会出现破口的软管，一端沿着pack的周围进行布置，另一端连接在稳压阀上，当探火管率先达到指定温度出现破口时，探火管内的压力会从破口处泄压，从而打破容器阀原有的平衡状态而启动，此时灭火剂瓶组内的灭火剂一部分会从探火管经破口处泄放，实现快速定点喷放，同时另一部分灭火剂会从高压软管经主管道末端的雾化喷嘴进行全淹没防护。
作为一种改进，所述稳压阀一端安装在容器阀上，另一端设有多个探火管连接头。其主要实现控制探火管内的压力稳定再一定的范围内，例如0.8MPa～1.4MPa，便于控制其内有一个稳定的压力，从而实现探火管在一个稳定的温度范围内爆破。
本发明创造的有益效果在于：本发明结合了直接式探火管实施点对点喷放灭火剂快速形成局部保护的优点，同时增加了对防护区快速全淹没防护，实现快速灭火，整体防护的功能；从BMS系统中引入局部模组温度失控信号，通过预紧控制系统快速做出局部点对点喷射灭火剂，实现小范围内多次启动灭火，抑制锂电池火灾，同时避免了传统大范围内大量喷放灭火剂，对其他电池模组造成污染；从BMS系统中提取温度信号的同时，增设了温度传感器，提高系统工作的可靠性；以电池簇为管理单位，进行模块化探测、数据处理，局部控制模块与预警控制系统分工明确，提高系统的数据处理能力，同时根据每个储能系统的电池簇数量不同、只需增加局部控制模块即可，系统通用性更强。
附图说明：
图1.本装置在锂电池集装箱储能系统中的安装结构示意图；
图2.图2为图1中灭火剂瓶局部结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示的一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统,局部控制模块17通过实时分析温度探测器20、电池PACK22内BMS信号的温度数据,当出现锂电池是出现热失控、明火时，局部控制模块17发出启动指令给PACK22对应喷嘴15的局部电磁阀13，同时发送报警指令给预警控制系统1，致使预警控制系统1发送启动指令给局部电磁主阀16，从而实现启动灭火装置2的局部点对点喷放启动。
该实施例中，所述灭火装置2，可以通过打开局部电磁主阀16，实现灭火剂瓶组3内的灭火剂释放进入局部主管道10，从而进入各分配阀12，通过局部电磁阀13，对应选择将灭火剂输送到局部管道21，从喷嘴15喷出灭火剂实现点对点保护附近pack；当烟感探测器18、温感探测器19探测到火灾信号时，信号传输给预警控制系统1，预警控制系统1发送启动指令，启动电池驱动装置5，从而打开容器阀4的主通道，实现灭火剂瓶组3内的灭火剂从主管道11经雾化喷嘴14一次性均匀喷放至集装箱内。
该实施例中，所述局部控制模块17，通过RS485、CAN总线通讯模式与BMS、热电偶进行数据交互，并实时分析温度数据，判断其是否存在热失控、是否出现明火，并发送相应的指令给预警控制系统1，发送pack22对应点位喷嘴15所在的局部管道上局部电磁阀13。
该实施例中，所述预警控制系统1，主要通过接收各局部控制模块17、烟感探测器18、温感探测器19的启动信号，同时设有手动一键紧急启动按钮，用以控制报警信号输出、电磁驱动装置5启停、局部电磁主阀16启停。
该实施例中，所述局部电磁主阀16、局部电磁阀13为耐高压大通径电磁阀，可以通过电源直接控制其开启与闭合，从而可以直接通过电信号控制局部管道的喷放时间节点，实现局部喷嘴15根据火灾信号进行多次喷放。实现对锂电池易复燃的问题进行长期稳定控制；
该实施例中，所述探火管9是一种达到设定温度会出现破口的软管，一端沿着pack22的周围进行布置，另一端连接在稳压阀7上，当探火管9率先达到指定温度出现破口时，探火管9内的压力会从破口处泄压，从而打破容器阀4原有的平衡状态而启动，此时灭火剂瓶组3内的灭火剂一部分会从探火管9经破口处泄放，实现快速定点喷放，同时另一部分灭火剂会从高压软管6经主管道11末端的雾化喷嘴14进行全淹没防护。
该实施例中，所述稳压阀7一端安装在容器阀4上，另一端设有多个探火管连接头。
其主要实现控制探火管内的压力稳定再一定的范围内，例如0.8MPa～1.4MPa，便于控制其内有一个稳定的压力，从而实现探火管在一个稳定的温度范围内爆破。
除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明做出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
Claims (7)
1.一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统,其特征在于：局部控制模块(17)通过实时分析温度探测器(20)、电池PACK(22)内BMS信号的温度数据,当出现锂电池是出现热失控、明火时，局部控制模块(17)发出启动指令给PACK(22)对应喷嘴(15)的局部电磁阀(13)，同时发送报警指令给预警控制系统(1)，致使预警控制系统(1)发送启动指令给局部电磁主阀(16)，从而实现启动灭火装置(2)的局部点对点喷放启动，PACK(22)中穿插设置有探火管(9)。
2.根据权利要求1所述的一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，其特征在于：所述灭火装置(2)，可以通过打开局部电磁主阀(16)，实现灭火剂瓶组(3)内的灭火剂释放进入局部主管道(10)，从而进入各分配阀(12)，通过局部电磁阀(13)，对应选择将灭火剂输送到局部管道(21)，从喷嘴(15)喷出灭火剂实现点对点保护附近pack；当烟感探测器(18)、温感探测器(19)探测到火灾信号时，信号传输给预警控制系统(1)，预警控制系统(1)发送启动指令，启动电池驱动装置(5)，从而打开容器阀(4)的主通道，实现灭火剂瓶组(3)内的灭火剂从主管道(11)经雾化喷嘴(14)一次性均匀喷放至集装箱内。
3.根据权利要求1所述的一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，其特征在于：所述局部控制模块(17)，通过RS485、CAN总线通讯模式与BMS、热电偶进行数据交互，并实时分析温度数据，判断其是否存在热失控、是否出现明火，并发送相应的指令给预警控制系统(1)，发送pack(22)对应点位喷嘴(15)所在的局部管道上局部电磁阀(13)。
4.根据权利要求1所述的一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，其特征在于：所述预警控制系统(1)，主要通过接收各局部控制模块(17)、烟感探测器(18)、温感探测器(19)的启动信号，同时设有手动一键紧急启动按钮，用以控制报警信号输出、电磁驱动装置(5)启停、局部电磁主阀(16)启停。
5.根据权利要求1或2所述的一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，其特征在于：所述局部电磁主阀(16)、局部电磁阀(13)为耐高压大通径电磁阀，可以通过电源直接控制其开启与闭合，从而可以直接通过电信号控制局部管道的喷放时间节点，实现局部喷嘴(15)根据火灾信号进行多次喷放。
6.根据权利要求1所述的一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，其特征在于：所述探火管(9)是一种达到设定温度会出现破口的软管，一端沿着pack(22)的周围进行布置，另一端连接在稳压阀(7)上，当探火管(9)率先达到指定温度出现破口时，探火管(9)内的压力会从破口处泄压，从而打破容器阀(4)原有的平衡状态而启动，此时灭火剂瓶组(3)内的灭火剂一部分会从探火管(9)经破口处泄放，实现快速定点喷放，同时另一部分灭火剂会从高压软管(6)经主管道(11)末端的雾化喷嘴(14)进行全淹没防护。
7.根据权利要求6所述的一种点对点反复快速响应的锂电池储能消防灭火系统，其特征在于：所述稳压阀(7)一端安装在容器阀(4)上，另一端设有多个探火管连接头。
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