CN113663250A - 储能系统的消防控制方法、消防控制装置和储能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能系统的消防控制方法、消防控制装置和储能系统,储能系统包括多个储电模块,每个储电模块包括第一独立外壳、电池组、检测单元、灭火单元和冷却单元,控制方法包括以下步骤:获取目标储电模块的电池组的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度;根据电池组的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度确定火情等级;根据火情等级控制冷却单元和灭火单元的工作状态。根据本发明实施例的储能系统的消防控制方法,具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判等优点。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域,具体而言,涉及一种储能系统的消防控制方法、储能系统的消防控制装置和储能系统。
背景技术
相关技术中,储能系统是微电网、孤岛电网、分布式发电系统及新能源汽车快速充电技术发展必不可少的基础措施。储能系统在电力系统中的运用,实现了需求侧管理、削峰填谷、平滑负荷、快速调整电网频率,提高了电网运行稳定性和可靠性,降低了光伏和风力等瞬时变化大的新能源发电系统对电网的冲击。但在现有技术中,储能系统一般为集装箱式整体结构,检测装置分布在集装箱内室中,由于集装箱室内大空间的稀释,个别电池组在初期发生热失控时无法被检测装置感应,只有当电池组的火灾达到一定情况时才能触发检测装置,从而造成检测装置发出火警信息的延迟。
并且,由于整个系统的电池组放置在同一个空间中,当进行浸没式消防时,需要较多的消防介质将整个空间填充满才能起到灭火作用,这样导致消防响应速度慢、消防材料利用率极低、消防成本高。同时,由于所有的电池组在同一个空间,消防后正常的电池组也将被浸没损坏而造成极度的浪费。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种储能系统的消防控制方法,该储能系统的消防控制方法具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判等优点。
本发明还提出一种所述储能系统的消防控制装置。
本发明还提出一种计算机可读存储介质。
本发明还提出一种储能系统。
为实现上述目的,根据本发明的第一方面的实施例提出一种储能系统的消防控制方法,所述储能系统包括多个储电模块,每个所述储电模块包括第一独立外壳、电池组、检测单元、灭火单元和冷却单元,所述第一独立外壳具有独立密封空间,所述电池组、所述检测单元、所述灭火单元和所述冷却单元设于所述独立密封空间内,相邻的所述储电模块的所述第一独立外壳彼此独立,所述控制方法包括以下步骤:获取目标储电模块的所述电池组的工作温度、所述独立密封空间的CO浓度、所述独立密封空间的电解液气化物浓度和所述独立密封空间的O2浓度;根据所述电池组的工作温度、所述独立密封空间的CO浓度、所述独立密封空间的电解液气化物浓度和所述独立密封空间的O2浓度确定火情等级;根据所述火情等级控制所述冷却单元和所述灭火单元的工作状态。
根据本发明实施例的储能系统的消防控制方法,具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判等优点。
另外,根据本发明上述实施例的储能系统的消防控制方法还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一些实施例,所述根据所述电池组的工作温度、所述独立密封空间的CO浓度、所述独立密封空间的电解液气化物浓度和所述独立密封空间的O2浓度确定所述火情等级,包括:根据所述电池组的工作温度确定温度报警值;根据所述独立密封空间的CO浓度确定CO报警值;根据所述独立密封空间的电解液气化物浓度确定电解液报警值;根据所述独立密封空间的O2浓度确定O2报警值;根据所述温度报警值、所述CO报警值、所述电解液报警值和所述O2报警值确定所述火情等级。
根据本发明的一些实施例,所述消防控制方法包括:根据火情公式确定火情系数,其中,所述火情公式:α=MCCO×μCCO+Melec×μelec+MT×μT+MO×μO,α为火情系数,MCCO为CO报警值,Melec为电解液报警值,MT为温度报警值,MO为O2报警值,μCCO+μelec+μT+μO=1;根据火情系数确定火情等级。
根据本发明的一些实施例,所述根据火情系数确定火情等级,包括:若所述火情系数小于或等于50,确定所述火情等级为一级,所述目标储电模块正常运行;若所述火情系数大于50且小于或等于70,确定所述火情等级为二级,所述目标储电模块存在起火隐患;若所述火情系数大于70且小于或等于100,确定所述火情等级为三级,所述目标储电模块起火。
根据本发明的一些实施例,μCCO=μelec=μT=μO=0.25。
根据本发明的一些实施例,若所述独立密封空间的CO浓度小于40ppm,确定所述CO报警值为25;若所述独立密封空间的CO浓度大于或等于40ppm且小于150ppm,确定所述CO报警值为65;若所述独立密封空间的CO浓度大于或等于150且小于190ppm,确定所述CO报警值为85;若所述独立密封空间的CO浓度大于或等于190ppm,确定所述CO报警值为100。
根据本发明的一些实施例,若所述独立密封空间的电解液气化物浓度小于150ppm,确定所述电解液报警值为25;若所述独立密封空间的电解液气化物浓度大于或等于150ppm且小于200ppm,确定所述电解液报警值为80;若所述独立密封空间的电解液气化物浓度大于或等于200ppm,确定所述电解液报警值为100。
根据本发明的一些实施例,若所述独立密封空间的O2的比例小于15%,确定所述O2报警值为60;若所述独立密封空间的O2的比例大于或等于15%,确定所述O2报警值为100。
根据本发明的一些实施例,若所述电池组的工作温度小于90℃,确定所述温度报警值为20;若所述电池组的工作温度大于或等于90℃且小于150℃,确定所述温度报警值为50;若所述电池组的工作温度大于或等于150℃且小于300℃,确定所述温度报警值为70;若所述电池组的工作温度大于或等于300℃,确定所述温度报警值为100。
根据本发明的第二方面的实施例提出一种储能系统的消防控制装置,所述储能系统的消防控制装置包括:获取模块,用于获取目标储电模块的电池组的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度;确定模块,用于根据所述电池组的工作温度、所述独立密封空间的CO浓度、所述独立密封空间的电解液气化物浓度和所述独立密封空间的O2浓度确定火情等级;控制模块,用于根据所述火情等级控制所述冷却单元和所述灭火单元的工作状态。
根据本发明实施例的储能系统的消防控制装置,具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判等优点。
根据本发明的第三方面的实施例提出一种计算机可读存储介质,其上存储有储能系统的消防控制程序,该储能系统的消防控制程序被处理器执行时实现如本发明的第一方面的实施例所述的储能系统的消防控制方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质,存储的储能系统的消防控制程序,该储能系统的消防控制程序被处理器执行时实现第一方面的实施例所述的储能系统的消防控制方法,具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判等优点。
根据本发明的第四方面的实施例提出一种储能系统,所述储能系统包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的储能系统的消防控制程序,所述处理器执行所述储能系统的消防控制程序时,实现如本发明的第一方面的实施例所述的储能系统的消防控制方法。
根据本发明实施例的储能系统,通过处理器运行存储器上的储能系统的消防控制程序,实现根据本发明的第一方面的实施例所述的储能系统的消防控制方法,具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判等优点。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一些实施例的储能系统的消防控制方法的流程图。
图2是根据本发明另一些实施例的储能系统的消防控制方法的流程图。
图3是根据本发明实施例的储能系统的消防控制装置的结构示意图。
图4是根据本发明实施例的储能系统的结构示意图。
图5是根据本发明实施例的储能系统的结构示意图。
图6是图5中D处的放大图。
图7是根据本发明一些实施例的储能系统的结构示意图。
图8是根据本发明一些实施例的储能系统的结构示意图。
图9是图8中E处的放大图。
图10是根据本发明另一些实施例的储能系统的结构示意图。
图11是图10中F处的放大图。
图12是根据本发明一些实施例的储能系统的结构示意图。
图13是根据本发明一些实施例的储能系统的结构示意图。
图14是根据本发明实施例的储能系统的储电模块的结构示意图。
图15是根据本发明实施例的储能系统的控制模块的结构示意图。
附图标记:储能系统1、第一模块排11、第二模块排12、电连接部20、冷却连接部30、消防连接部40、水管系统41、气管系统42、通信连接部50、储电模块100、第一独立外壳110、第一外壳本体111、第一门体112、电池组120、接线端子130、灭火单元140、气体喷头141、水喷头142、检测单元150、防爆阀160、冷却单元170、控制模块200、第二独立外壳210、第二外壳本体211、第二门体212、消防接头213、储气罐214、连接管215、顶盖320、存储器101、处理器201、消防控制装置301、获取模块401、控制模块402、确定模块403。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述根据本发明实施例的储能系统的消防控制方法。储能系统1包括多个储电模块100。
如图5-图15所示,在一些实施例中,多个储电模块100沿设定方向排布,每个储电模块100包括第一独立外壳110、电池组120、检测单元150、灭火单元140和冷却单元170,第一独立外壳110具有独立封闭空间,相邻的储电模块100的第一独立外壳110彼此独立。电池组120、检测单元150、灭火单元140和冷却单元170设于独立封闭空间内。检测单元150用于检测所在储电模块100的火情信息,例如检测单元150为CO探测装置或烟雾探测装置。灭火单元140设置成向所在储电模块100喷射灭火介质且灭火介质被独立封闭空间所限制,从而阻止灭火介质向与所在储电模块100相邻的其它储电模块100扩散,例如灭火单元140喷射水或灭火气体。冷却单元170用于冷却电池组120,例如冷却单元170为液冷装置。
举例而言,多个储电模块100包括多个沿上下方向叠置的第一储能层,每个第一储能层内的储电模块100在水平方向内排布成特定的形状,第一储能层的形状可根据安装场地的实际地形情况确定。
这里需要理解的是,每个储电模块100的第一独立外壳110可以形成独立密封的独立封闭空间,电池组120设置在独立封闭空间内,其中电池组120可以为多个。例如,储电模块100包括长方体形状的第一独立外壳110,第一独立外壳110的高度方向沿上下延伸、长度方向沿前后延伸、宽度方向沿左右延伸(上下方向如图5所示,左右方向如图5所示,前后方向如图5所示,这里需要理解的是,上述方向限定仅为便于对附图进行描述,不会对储能系统1的实际设置位置和方向产生限定),第一独立外壳110包括第一外壳本体111和第一门体112,第一外壳本体111的前侧表面具有第一开口,第一门体112的一侧边沿可转动地设于第一外壳本体111以开闭该第一开口,在第一门体112关闭时,第一外壳本体111和第一门体112共同限定出独立封闭空间,独立封闭空间形成IP67以上的密封等级,多个电池组120沿上下方向间隔设置在独立封闭空间内。
根据本发明实施例的储能系统1,通过设置多个独立的储电模块100,可以根据安装场地的实际地形情况和用户的容量需求,将储电模块100排列成合适的形状,使储能系统1的设置更加灵活多变,可以与安装场地相适配,不仅便于降低对安装场地的要求,便于储能系统1的安装设置,而且便于应对用户不同的功率、容量需求。
并且,相比集装箱式储能系统,在集装箱内设置隔板形成多个电池组安装腔的方式。本发明可以根据容量需求灵活设置储电模块100的数量,避免因电池组120填装不满而造成集装箱内空间的浪费,便于提高储能系统1的能量密度,还可以降低储能系统1的成本,减小储能系统1占用空间。在多个储电模块100中的某个或某些发生故障时,可以针对性地进行维修和更换,降低储能系统1的维护成本,提高维护效率。
此外,目标储电模块100的检测单元150能够实时监测所属电池组120的工作温度,在电池组120的工作温度异常升高时,可以利用冷却单元170进行降温,避免电池组120的温度过高。当电池组120热失控而发生火灾时,目标储电模块100的检测单元150能够实时监测目标储电模块100的内部情况,以便于及时发现火情并发出报警信息,避免由于检测延迟而发生火情扩大的情况。同时,灭火单元140能够及时对目标储电模块100进行消防灭火操作,提高灭火的针对性和实效性,便于对火势进行有效控制,降低火灾所造成的损失。特别是在浸没式消防时,仅对发生火灾的目标储电模块100填充消防介质即可,消防响应速度快、消防材料利用率高、消防成本低。
进一步地,分别独立设置的储电模块100可以把火情隔离在目标储电模块100内,可以阻止火焰和灭火介质等物质向其他相邻的储电模块100扩散,进一步便于降低火灾所造成的损失。
在一些实施例中,如图1所示,该储能系统1的消防控制方法包括以下步骤:
S1,获取目标储电模块的电池组的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度。
可选地,检测单元170可以包括温度检测装置、CO检测装置、电解液气化物检测装置和O2检测装置。温度检测装置用于实时检测电池组120的工作温度。例如温度检测装置可以检测电池组120的壳体温度,并将温度信息发送到储能系统1的控制模块200。CO检测装置用于实时检测独立密封空间内CO的浓度,并将CO浓度信息发送到控制模块200。电解液气化物检测装置用于实时检测独立密封空间内电解液气化物的浓度,并将电解液气化物浓度信息发送到控制模块200。O2检测装置用于实时检测独立密封空间内O2的浓度,并将O2浓度信息发送到控制模块200。
S2,根据电池组的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度确定火情等级。
可选地,控制模块200对接收的温度信息、CO浓度信息、电解液气化物浓度信息和O2浓度信息进行综合分析,以确定火情等级。
S3,根据火情等级控制冷却单元和灭火单元的工作状态。
例如,火情等级可以分为一级、二级和三级,一级时目标储电模块100正常运行,冷却单元170可以在适当的功率下工作,灭火单元140不工作。二级时目标储电模块100存在起火隐患,冷却单元170可以全功率工作,灭火单元140不工作。三级时目标储电模块100起火,灭火单元140进行灭火操作。
由此,能够根据多个影响因素综合性判定火灾情况,能够降低火灾预警误判的发生,提高预警的准确性和可靠性,在发现目标储电模块100发生异常时可以根据火情等级作出相应的处理措施,尽量避免火灾的发生,且在发生火灾时能够及时、针对性地进行消防处理,以最大程度降低火灾的损失。
因此,根据本发明实施例的储能系统的消防控制方法具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判等优点。
下面参考附图描述根据本发明具体实施例的储能系统的消防控制方法。
在本发明的一些具体实施例中,根据电池组的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度确定火情等级,如图2所示,包括以下步骤:
S101,根据电池组的工作温度确定温度报警值。
S102,根据独立密封空间的CO浓度确定CO报警值。
S103,根据独立密封空间的电解液气化物浓度确定电解液报警值。
S104,根据独立密封空间的O2浓度确定O2报警值。
S105,根据温度报警值、CO报警值、电解液报警值和O2报警值确定火情等级。
这里需要理解的是,上述每个对象设置n(n≥1,且n为整数)个预警值E和n+1个报警值M(0≤M≤100),其中预警值E为参数范围的端点值。例如,电解液气化物浓度具有两个预警值E,分别为150ppm和200ppm,则说明电解液气化物浓度具有三个范围区间,并对应设有三个报警值M。当电解液气化物浓度小于150ppm时,电解液报警值为25;当独立密封空间的电解液气化物浓度大于或等于150ppm且小于200ppm,电解液报警值为80;当独立密封空间的电解液气化物浓度大于或等于200ppm,电解液报警值为100。
由此,根据检测到的参数值可以判断其所在的参数范围,从而确定对应的参数报警值。例如,根据检测到的电池组120的工作温度,可以判断其所在储电模块100的温度范围,从而确定对应的温度报警值。
可选地,消防控制方法包括以下步骤:
S201,根据火情公式确定火情系数。其中,火情公式:α=MCCO×μCCO+Melec×μelec+MT×μT+MO×μO,α为火情系数,MCCO为CO报警值,Melec为电解液报警值,MT为温度报警值,MO为O2报警值,μCCO+μelec+μT+μO=1。
S202,根据火情系数确定火情等级。
这样可以综合考虑电池组120的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度对火情等级的影响,从而准确可靠地确定火情等级。
进一步地,根据火情系数确定火情等级,包括以下步骤:
S301,若火情系数小于或等于50,确定火情等级为一级,目标储电模块正常运行。
S302,若火情系数大于50且小于或等于70,确定火情等级为二级,目标储电模块存在起火隐患。
S303,若火情系数大于70且小于或等于100,确定火情等级为三级,目标储电模块起火。
由此,可以根据火情等级针对性地采取不同的消防处理措施,以便于在发现目标储电模块100发生异常时可以尽量避免火灾的发生,在发生火灾时能够及时、针对性地进行消防,以最大程度降低火灾的损失。
在一些可选实施例中,μCCO=μelec=μT=μO=0.25。
在本发明的一些具体实施例中,消防控制方法包括以下步骤:
S401,若独立密封空间的CO浓度小于40ppm,确定CO报警值为25。
S402,若独立密封空间的CO浓度大于或等于40ppm且小于150ppm,确定CO报警值为65。
S403,若独立密封空间的CO浓度大于或等于150且小于190ppm,确定CO报警值为85。
S404,若独立密封空间的CO浓度大于或等于190ppm,确定CO报警值为100。
由此,根据检测到的独立密封空间的CO浓度,可以判断其所在的CO浓度范围,从而确定对应的CO报警值。
在本发明的另一些具体实施例中,消防控制方法包括以下步骤:
S501,若独立密封空间的电解液气化物浓度小于150ppm,确定电解液报警值为25。
S502,若独立密封空间的电解液气化物浓度大于或等于150ppm且小于200ppm,确定电解液报警值为80。
S503,若独立密封空间的电解液气化物浓度大于或等于200ppm,确定电解液报警值为100。
由此,根据检测到的独立密封空间的电解液气化物浓度,可以判断其所在的电解液气化物浓度范围,从而确定对应的电解液报警值。
在本发明的另一些具体实施例中,消防控制方法包括以下步骤:
S601,若独立密封空间的O2的比例小于15%,确定O2报警值为60。
S602,若独立密封空间的O2的比例大于或等于15%,确定O2报警值为100。
由此,根据检测到的独立密封空间的气体中O2的比例来判断O2的浓度,从而判断其所在的O2浓度范围,确定对应的O2报警值。
在本发明的另一些具体实施例中,消防控制方法包括以下步骤:
S701,若电池组的工作温度小于90℃,确定温度报警值为20;
S702,若电池组的工作温度大于或等于90℃且小于150℃,确定温度报警值为50。
S703,若电池组的工作温度大于或等于150℃且小于300℃,确定温度报警值为70。
S704,若电池组的工作温度大于或等于300℃,确定温度报警值为100。
由此,根据检测到的电池组的工作温度,可以判断其所在的工作温度范围,从而确定对应的温度报警值。
下面描述根据本发明实施例的储能系统1的消防控制装置301。如图3所示,根据本发明实施例的储能系统1的消防控制装置301包括:获取模块401,用于获取目标储电模块100的电池组120的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度;确定模块403,用于根据电池组120的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度确定火情等级;控制模块402,用于根据火情等级控制冷却单元170和灭火单元140的工作状态。
根据本发明实施例的储能系统的消防控制装置301,具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判等优点。
下面描述根据本发明实施例的计算机可读存储介质,其上存储有上述任一实施例的储能系统的消防控制程序,该储能系统的消防控制程序被处理器执行时实现如本发明上述实施例的储能系统的消防控制方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质,存储的储能系统的消防控制程序被处理器执行时实现根据本发明上述实施例的储能系统的消防控制方法,具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判。
下面描述根据本发明实施例的储能系统1。如图4所示,储能系统1包括存储器101、处理器201及存储在存储器101上并可在处理器201上运行的储能系统的消防控制程序,处理器201执行储能系统1的消防控制程序时,实现如本发明上述实施例的储能系统1的消防控制方法。
根据本发明实施例的储能系统1,通过处理器201运行存储在存储器101上的储能系统1的消防控制程序,实现如本发明上述实施例的储能系统1的消防控制方法,具有能够综合性判定火灾情况、降低火灾预警误判。
需要说明的是,前述对储能系统1的消防控制方法实施例的解释说明也适用于第二方面实施例的储能系统1的消防控制装置301以及第四方面实施例的储能系统1,此处不再赘述。
下面参考附图描述根据本发明具体实施例的储能系统1。
在本发明的一些具体实施例中,如图5-图15所示,根据本发明实施例的储能系统1包括多个储电模块100。
在本发明的一些实施例中,如图5所示,储能系统1还包括控制模块200,控制模块200与每个储电模块100连接,控制模块200包括第二独立外壳210,其中相邻的第一独立外壳110和第二独立外壳210彼此独立。例如,第二独立外壳210包括第二外壳本体211和第二门体212,在第二门体212关闭时,第二外壳本体211和第二门体212限定出电器安装空间,第二外壳本体211的前侧表面具有第二开口,第二门体212可转动地设于第二外壳本体211以开闭该第二开口。
这里需要理解的是,“控制模块200与储电模块100连接”至少包括通讯连接和电连接,控制模块200至少具有控制器和储能交流器,控制器根据储电模块100内检测单元150的检测结果,来控制储电模块100内灭火单元140的工作状态,多个储电模块100与储能交流器电连接,储能系统1可以通过储能交流器向外界供电。
这样,在目标储电模块100发生火灾时,控制模块200可以及时接收目标储电模块100的内部情况信息,控制储电模块100内的灭火单元140进行工作。这样通过控制模块200和储电模块100的通讯配合,消防响应快,避免造成火情扩大,而且独立的储电模块100可以把火情隔离在该储电模块100内,便于对该储电模块100进行消防灭火操作,提高灭火的针对性和实效性,还可以阻止火焰和灭火介质等物质向其他相邻的储电模块100扩散,便于降低火灾所造成的损失。
同时,相邻的第一独立外壳110和第二独立外壳210彼此独立,不仅可以对控制模块200内的零部件进行可靠防护,而且在与控制模块200相邻的储电模块100发生火灾时,火情可以被隔离在该储电模块100内,可以阻止火焰和灭火介质等物质向控制模块200扩散,便于降低火灾所造成的损失,对控制模块200进行保护,提高控制模块200的工作稳定性和可靠性。
在一些可选实施例中,检测单元150包括CO探测装置、烟雾探测装置、温度探测装置中的至少一种。具体而言,CO探测装置可以检测独立封闭空间内CO的含量,烟雾探测装置可以检测独立封闭空间内烟雾的浓度,温度探测装置可以检测独立封闭空间内的环境温度。这样可以利用检测单元150对第一独立外壳110内的环境情况进行监控,以便于在电池组120热失控时可以及时发现火情。
在一些可选实施例中,如图9和图11所示,检测单元150设于独立封闭空间的上部。由于烟雾和热空气会向上漂浮,将检测单元150设置在独立封闭空间的上部,有利于检测单元150及时、准确、可靠地对独立封闭空间内的情况进行检测。
在本发明的一些实施例中,如图5和图6所示,储能系统1还包括通信连接部50,通信连接部50以至少部分地配置在第一独立外壳110之外的方式与每个储电模块100的检测单元150连接。这样不仅可以利用通信连接部50传输检测单元150的检测信息,而且便于实现第一独立外壳110的密封设置,还可以避免通信连接部50占用过多第一独立外壳110内的空间,便于提高储电模块100的能量密度。
可选地,通信连接部50整体设置在第一独立外壳110的外侧,通信连接部50连接控制模块200和每个储电模块100,这样控制模块200可以和每个储电模块100进行通讯,便于控制模块200对每个储电模块100分别进行控制。
在一些具体实施例中,检测单元150设于独立封闭空间的顶壁,通信连接部50设于第一独立外壳110的上方。这样便于检测单元150与通信连接部50相连。
在本发明的一些实施例中,灭火单元140包括消防喷头,消防喷头包括气体喷头141、水喷头142中的至少一种。具体而言,气体喷头141可以向独立封闭空间喷射灭火气体,例如气体喷头141可以喷射七氟丙烷气体或一氧化碳气体,水喷头142可以向独立封闭空间喷水。这样在电池组120热失控发生火情时,可以利用消防喷头及时灭火以消除火情。
在一些可选实施例中,灭火单元140设于独立封闭空间的上部。这样便于灭火单元140从上方向独立封闭空间内喷射灭火介质,便于增大灭火介质的覆盖范围,提高灭火单元140的灭火效果。
在本发明的一些实施例中,如图5和图6所示,储能系统1还包括消防连接部40,消防连接部40以至少部分地配置在第一独立外壳110之外的方式与每个储电模块100的灭火单元140连接。这样可以利用消防连接部40向每个储电模块100提供灭火介质,从而可以对每个储电模块100准确、及时地进行针对性消防。同时,便于实现第一独立外壳110的密封设置,还可以避免消防连接部40占用过多第一独立外壳110内的空间,便于提高储电模块100的能量密度。
可选地,消防连接部40整体设置在第一独立外壳110的外侧,消防连接部40包括水管系统41和气管系统42,控制模块200内设有消防介质供给装置,例如,消防介质供给装置包括储气罐214和消防接头213,消防接头213可以与水源连通。消防连接部40连接控制模块200和每个储电模块100,这样消防连接部40可以将灭火介质从控制模块200输送到每个储电模块100,便于对每个储电模块100进行针对性消防。
在一些可选实施例中,灭火单元140设于独立封闭空间的顶壁,消防连接部40设于第一独立外壳110的上方。这样便于灭火单元140与消防连接部40相连。
在本发明的一些实施例中,如图5所示,储能系统1还包括顶盖320,顶盖320罩设于第一独立外壳110的上端。这样不仅可以利用顶盖320对设置在第一独立外壳110上方的通信连接部50和消防连接部40进行防护,而且可以利用顶盖320将多个储电模块100连接为一个整体。
在一些可选实施例中,第二独立外壳210具有消防接头213,消防接头213的一端通过连接管215与消防连接部40连接且另一端适于与外部水源连接。这样可以通过控制模块200实现储能系统1与水源的连接,再通过消防连接部40将水输送至每个储电模块100。
具体地,消防接头213设于第二独立外壳210的侧壁。具体而言,消防接头213穿设在第二独立外壳210的侧壁,消防接头213的第一端设于第二独立外壳210的内侧且与连接管215相连,消防接头213的第二端设于第二独立外壳210的外侧。在不连接水源时,第二端内可以设有密封堵头对其进行封堵,在连接水源时,第二端可以与消防栓或消防车进行连接。
可选地,消防接头213为快速连接消防接头,快速连接消防接头可与消防车、消防栓等消防设施进行快速连接。当消防员在灭火时,无需打开柜门,将消防设施与消防接头213对接即可进行注水消防。
在一些具体实施例中,消防接头213通过控制模块200连接进入储能系统1,消防接头213与消防连接部40连通,消防连接部40分成若干支路,若干支路与多个储电模块100一一对应,每个储电模块100设置有灭火单元140,灭火单元140包括水喷头142,水喷头142为感应消防喷头,当目标储电模块100发生热失控时,水喷头142在烟感、热感等作用下开始工作,玻璃水晶头发生破裂,消防连接部40中的水通过水喷头142对发生热失控的储电模块100进行靶向灭火。此时,由于其他储电模块100未发生热失控(火灾),对应的水喷头142不会工作。储能系统1只对有热失控的储电模块100进行灭火,避免了对其他正常储电模块100的泡水损伤。
同时,控制模块200设置有与外部连接的消防接头213。正常情况下,消防接头213与密封堵头进行密封配合。密封堵头设置有可拆卸螺母,当发生火情时,消防员可快速拆卸密封堵头,将带有水带的第二消防接头与消防接头213进行连接,完成与消防栓或消防车的连接。这样无需打开门体,即可完成向热失控的储电模块100进行靶向注水消防。避免了因打开门体导致电池在热失控时产生的高温可燃气体碰到空气而产生爆炸。
在本发明的一些实施例中,如图5和图6所示,储能系统1具有电连接部20,电连接部20以至少部分地配置在第一独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100。这样不仅便于将多个储电模块100进行电连接,以便于提供满足需要的电能,而且便于实现第一独立外壳110的密封设置,还可以避免电连接部20占用过多第一独立外壳110内的空间,便于提高储电模块100的能量密度。
在一些可选示例中,如图14所示,储电模块100包括从第一独立外壳110显露出的接线端子130,电连接部20整体位于第一独立外壳110之外并连接接线端子130。这样电连接部20可以通过接线端子130将多个储电模块100电连接在一起。
可选地,接线端子130为高压电连接结构,包括总正引出端和总负引出端,设置有快速插装装置。电连接部20依次与各个储电模块100的接线端子130连接。
在本发明的一些实施例中,如图14所示,第一独立外壳110的顶端设有防爆阀160,防爆阀160可作为储电模块100的卸压装置。
在本发明的一些实施例中,如图5和图6所示,储能系统1具有冷却连接部30,冷却连接部30以至少部分地配置在第一独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100,以对储电模块100进行冷却。这样不仅便于将多个储电模块100的冷却介质连通,使储能系统1形成为整体的冷却系统,而且便于实现第一独立外壳110的密封设置,还可以避免冷却连接部30占用过多第一独立外壳110内的空间,便于提高储电模块100的能量密度。
可选地,储电模块100包括冷却单元170,冷却单元170用于冷却电池组120,冷却单元170具有从第一独立外壳110显露出的冷却接口,冷却连接部30整体位于第一独立外壳110之外并连接冷却接口。这样冷却连接部30可以通过冷却接口将多个储电模块100的冷却单元170连接在一起,便于冷却介质在多个储电模块100之间进行循环流动。
具体而言,现有技术中的集装箱式储能系统,集装箱为半密封状态,当火灾发生时,燃烧后的烟雾会短时间内将集装箱透气系统堵塞,造成集装箱无法及时散热通风,为了有效进行灭火,消防员需打开柜门。当消防员打开柜门后,空气进入高温的集装箱后,高温可燃气体碰到空气会造发生爆炸,极易造成人员伤亡。
本发明的储能系统1中,每个储电模块100的冷却单元170为液冷方式,储电模块100内形成密封的独立封闭空间。相比风冷的方式,不仅可以避免火灾发生时燃烧后的烟雾将透气系统堵塞而使储电模块100无法及时散热通风,而且可以避免空气进入高温的独立封闭空间后高温可燃气体碰到空气而发生爆炸,避免造成人员伤亡。
在一些可选实施例中,储能系统1具有电连接部20,电连接部20以至少部分地配置在第一独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100。储能系统1具有冷却连接部30,冷却连接部30以至少部分地配置在第一独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100,以对储电模块100进行冷却。其中电连接部20配置在多个储电模块100的第一侧,冷却连接部30配置在多个储电模块100的第二侧,第一侧和第二侧为多个储电模块100的相邻侧或相对侧。这样可以使电连接部20和冷却连接部30分开设置,不仅可以提供足够的设置空间,而且可以避免两者接触而发生漏电等情况,提高储能系统1的工作可靠性和安全性。
在另一些可选实施例中,如图6所示,储能系统1具有电连接部20,电连接部20以至少部分地配置在第一独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100。储能系统1具有冷却连接部30,冷却连接部30以至少部分地配置在第一独立外壳110之外的方式连接至少两个储电模块100,以对储电模块100进行冷却。其中电连接部20和冷却连接部30配置在多个储电模块100的同一侧,但电连接部20和冷却连接部30彼此隔离开。这样同样可以使电连接部20和冷却连接部30分开设置,可以避免两者接触而发生漏电等情况,提高储能系统1的工作可靠性和安全性。同时,还便于对电连接部20和冷却连接部30进行防护,例如便于设置罩设在电连接部20和冷却连接部30外的防护罩,防护罩可以为顶盖320的至少一部分。
在本发明的一些实施例中,在第一储能层中,相邻的两个储电模块100彼此邻接。这样便于将多个储电模块100排布成特定的形状,使储能系统1更加的合理紧凑,尽量减小占用空间。
在一些具体示例中,如图5所示,在第一储能层中,相邻的两个储电模块100的第一独立外壳110的相邻侧壁贴合。这样可以进一步提高储能系统1的结构紧凑性,尽量减小占用空间,提高储能系统1的能量密度。
在另一些具体示例中,在第一储能层中,相邻的两个储电模块100的第一独立外壳110的相邻侧壁间隔开,且间隔距离不超过10cm。这样不仅便于多个储电模块100的排布,而且便于在特定的储电模块100发生损坏时对其进行维修和更换。
在本发明的一些实施例中,多个储电模块100以控制模块200为基准并沿设定方向线性排列在控制模块200的外周。这样不仅便于控制模块200与多个储电模块100进行连接,而且便于将多个储电模块100排布成特定的形状,使储能系统1更加的合理紧凑且与安装场地的形状适配,尽量减小占用空间,提高能量密度。
在一些具体实施例中,第一独立外壳110和第二独立外壳210的外廓尺寸相同。也就是说,第一独立外壳110和第二独立外壳210为外形尺寸相同的通用件,例如第一独立外壳110和第二独立外壳210均是长宽高相等的长方体外壳。这样便于第一独立外壳110和第二独立外壳210的加工制造,不仅便于提高加工效率、降低加工成本,而且可以使储能系统1的外形更加整齐美观。
这里需要理解的是,上述实施例忽略了在第一独立外壳110和第二独立外壳210的外表面加工连接孔等结构的情况,例如第一独立外壳110的外顶面可以具有多个连接孔,第二独立外壳210的外顶面可以完整无孔。
在一些可选实施例中,第一储能层中的多个储电模块100包括沿第一水平方向延伸第一模块排11,控制模块200设于第一模块排11长度方向上的中部或一端。也就是说,第一储能层内的多个储电模块100可以沿第一水平方向线性排布成第一模块排11。例如,6个储电模块100可以相互邻接,控制模块200位于第一模块排11的一端,或者,3个储电模块100相互邻接设于控制模块200的一侧且其余3个储电模块100相互邻接设于控制模块200的相对侧。这样便于将储能系统1设置在比较狭长的空间内。
在一些具体实施例中,控制模块200与第一模块排11形成第一控制组,第一控制组为两个,两个第一控制组沿第一水平方向对称设置。也就是说,一个控制模块200与一个第一模块排11组成第一控制组,两个第一控制组背对背设置,两个第一控制组相邻的一侧的侧壁彼此邻接且相对侧的侧壁彼此远离朝向外侧。例如,每个第一控制组包括由5个储电模块100组成的第一模块排11和位于第一模块排11一端的1个控制模块200,第一个第一控制组的5个储电模块100以及控制模块200分别与第二个第一控制组的5个储电模块100和控制模块200一一对应设置,其中每个储电模块100的第一独立外壳110的具有第一开口的侧壁朝向彼此远离的方向设置且对侧的侧壁与对应的储电模块100的侧壁贴合设置,控制模块200的第二独立外壳210的具有第二开口的侧壁朝向彼此远离的方向设置且对侧的侧壁与对应的控制模块200的侧壁贴合设置。
在另一些可选实施例中,如图13所示,第一储能层还包括沿第二水平方向延伸的第二模块排12,控制模块200分别与第一模块排11的一端和第二模块排12的一端相连,第一模块排11的长度方向和第二模块排12的长度方向之间的夹角大于0度且小于180度。也就是说,第一模块排11和第二模块排12连接为V型结构,控制模块200位于第一模块排11和第二模块排12的连接处,第一模块排11的长度方向和第二模块排12的长度方向之间的夹角可以为锐角、直角或钝角。
在本发明的另一些实施例中,第一储能层还包括沿第二水平方向延伸的第二模块排12,控制模块200设于第一模块排11的中部且与第二模块排12的一端相连。也就是说,第一模块排11和第二模块排12连接为T型结构,控制模块200位于第一模块排11和第二模块排12的连接处,第一模块排11的长度方向和第二模块排12的长度方向之间的夹角可以为锐角、直角或钝角。
在一些可选实施例中,控制模块200为邻接的两个,第二模块排12为两个,两个控制模块200分别与两个第二模块排12对应相连。这样不仅可以设置更多的储电模块100,而且可以保证每个储电模块100的门体112可以朝向外侧而顺畅打开。同时,一个控制模块200可以控制一个第二模块排12和第一模块排11的一部分,另一个控制模块200可以控制另一个第二模块排12和第一模块排11的另一部分,便于减少每个控制模块200的控制范围,提高储能系统1的工作稳定性和可靠性。
在本发明的另一些实施例中,第一储能层还包括沿第二水平方向延伸的第二模块排12,第一模块排11与第二模块排12垂直交叉,控制模块200设于第一模块排11与第二模块排12的连接处。也就是说,第一模块排11和第二模块排12连接为十字型结构,控制模块200位于第一模块排11和第二模块排12的连接处。具体地,将第一模块排11分为第一部分和第二部分,将第二模块排12分为第三部分和第四部分,其中第一部分、第二部分、第三部分和第四部分中每一个的一端分别与控制模块200相连且另一端线性延伸。
在本发明的另一些实施例中,第一储能层包括多个第一模块排11,多个第一模块排11彼此首尾相连为封闭的环形,控制模块200位于任意两个储能模块100之间。例如,第一储能层的多个第一模块排11可以形成为三角形或六边形,控制模块200位于三角形或六边形的一个顶点处。
在本发明的实施例中,第一储能层为多个,多个第一储能层沿竖直方向叠置。这样可以充分利用竖直方向的空间,便于在储能系统1中设置更多的储电模块100,提高储能系统1的储电量。
根据本发明实施例的储能系统1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的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发明的限制。此外,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (12)
1.一种储能系统的消防控制方法,其特征在于,所述储能系统包括多个储电模块,每个所述储电模块包括第一独立外壳、电池组、检测单元、灭火单元和冷却单元,所述第一独立外壳具有独立密封空间,所述电池组、所述检测单元、所述灭火单元和所述冷却单元设于所述独立密封空间内,相邻的所述储电模块的所述第一独立外壳彼此独立,所述控制方法包括以下步骤:
获取目标储电模块的所述电池组的工作温度、所述独立密封空间的CO浓度、所述独立密封空间的电解液气化物浓度和所述独立密封空间的O2浓度;
根据所述电池组的工作温度、所述独立密封空间的CO浓度、所述独立密封空间的电解液气化物浓度和所述独立密封空间的O2浓度确定火情等级;
根据所述火情等级控制所述冷却单元和所述灭火单元的工作状态。
2.根据权利要求1所述的储能系统的消防控制方法,其特征在于,所述根据所述电池组的工作温度、所述独立密封空间的CO浓度、所述独立密封空间的电解液气化物浓度和所述独立密封空间的O2浓度确定所述火情等级,包括:
根据所述电池组的工作温度确定温度报警值;
根据所述独立密封空间的CO浓度确定CO报警值;
根据所述独立密封空间的电解液气化物浓度确定电解液报警值;
根据所述独立密封空间的O2浓度确定O2报警值;
根据所述温度报警值、所述CO报警值、所述电解液报警值和所述O2报警值确定所述火情等级。
3.根据权利要求2所述的储能系统的消防控制方法,其特征在于,所述消防控制方法包括:
根据火情公式确定火情系数,其中,所述火情公式:α=MCCo×μCCo+Melec×μelec+MT×μT+MO×μO,α为火情系数,MCCO为CO报警值,Melec为电解液报警值,MT为温度报警值,MO为O2报警值,μCCO+μelec+μT+μO=1;
根据火情系数确定火情等级。
4.根据权利要求3所述的储能系统的消防控制方法,其特征在于,所述根据火情系数确定火情等级,包括:
若所述火情系数小于或等于50,确定所述火情等级为一级,所述目标储电模块正常运行;
若所述火情系数大于50且小于或等于70,确定所述火情等级为二级,所述目标储电模块存在起火隐患;
若所述火情系数大于70且小于或等于100,确定所述火情等级为三级,所述目标储电模块起火。
5.根据权利要求3所述的储能系统的消防控制方法,其特征在于,μCCO=μelec=μT=μO=0.25。
6.根据权利要求3所述的储能系统的消防控制方法,其特征在于,
若所述独立密封空间的CO浓度小于40ppm,确定所述CO报警值为25;
若所述独立密封空间的CO浓度大于或等于40ppm且小于150ppm,确定所述CO报警值为65;
若所述独立密封空间的CO浓度大于或等于150且小于190ppm,确定所述CO报警值为85;
若所述独立密封空间的CO浓度大于或等于190ppm,确定所述CO报警值为100。
7.根据权利要求3所述的储能系统的消防控制方法,其特征在于,
若所述独立密封空间的电解液气化物浓度小于150ppm,确定所述电解液报警值为25;
若所述独立密封空间的电解液气化物浓度大于或等于150ppm且小于200ppm,确定所述电解液报警值为80;
若所述独立密封空间的电解液气化物浓度大于或等于200ppm,确定所述电解液报警值为100。
8.根据权利要求3所述的储能系统的消防控制方法,其特征在于,
若所述独立密封空间的O2的比例小于15%,确定所述O2报警值为60;
若所述独立密封空间的O2的比例大于或等于15%,确定所述O2报警值为100。
9.根据权利要求3所述的储能系统的消防控制方法,其特征在于,
若所述电池组的工作温度小于90℃,确定所述温度报警值为20;
若所述电池组的工作温度大于或等于90℃且小于150℃,确定所述温度报警值为50;
若所述电池组的工作温度大于或等于150℃且小于300℃,确定所述温度报警值为70;
若所述电池组的工作温度大于或等于300℃,确定所述温度报警值为100。
10.一种储能系统的消防控制装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取目标储电模块的电池组的工作温度、独立密封空间的CO浓度、独立密封空间的电解液气化物浓度和独立密封空间的O2浓度;
确定模块,用于根据所述电池组的工作温度、所述独立密封空间的CO浓度、所述独立密封空间的电解液气化物浓度和所述独立密封空间的O2浓度确定火情等级;
控制模块,用于根据所述火情等级控制所述冷却单元和所述灭火单元的工作状态。
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有储能系统的消防控制程序,该储能系统的消防控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的储能系统的消防控制方法。
12.一种储能系统,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的储能系统的消防控制程序,所述处理器执行所述储能系统的消防控制程序时,实现如权利要求1-9中任一项所述的储能系统的消防控制方法。
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