CN113856106A - 储能系统 - Google Patents

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张男
李飞
尹国旺
赵世清
王艳侠
齐健铭
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Zephyr Intelligent System Shanghai Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种储能系统，储能系统包括：多个电池柜、多个检测装置和消防装置；每个电池柜包括多个相互隔离且密闭的容置腔，每个容置腔用于容纳一个电池箱；每个容置腔对应设置有一个检测装置，检测装置用于监测容置腔内的电池箱的工作状态；消防装置用于向容置腔内输送灭火抑制剂；解决了现有技术中电池柜中的电池箱失控而发生火灾时，只能对电池柜整体喷射灭火抑制剂，造成正常电池箱被污染干扰，损失较大的技术问题；实现了精确定位失控电池箱，快速抑制其失火爆炸的技术效果，也避免了失控电池箱影响其它电池箱而造成巨大损失。

Description

储能系统
技术领域
本发明涉及储能电站技术领域，特别涉及一种储能系统。
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，对储能柜的整体进行监控，当检测到火情时，无法确定发生火情的电池箱的位置，只能在整个储能站空间内喷射灭火剂，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，同样也会使得未发生火情的电池箱被污染甚至损坏。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够精确定位失控电池箱，并对失控电池箱所在空间喷射灭火抑制剂的储能系统。
本发明一实施例提供一种储能系统，所述储能系统包括：多个电池柜、多个检测装置和消防装置；
每个所述电池柜包括多个相互隔离且密闭的容置腔，每个所述容置腔用于容纳一个电池箱；
每个所述容置腔对应设置有一个所述检测装置，所述检测装置用于监测所述容置腔内的电池箱的工作状态；
所述消防装置用于向所述容置腔内输送灭火抑制剂；
当所述电池箱处于正常工作状态时，所述检测装置与容置腔连通以监测所述容置腔内电池箱的工作状态，且所述消防装置与容置腔的连接断开；
当所述检测装置监测到所述容置腔内的电池箱失控时，所述检测装置与容置腔的连接断开，所述消防装置与失控电池箱所在容置腔连通并输送所述灭火抑制剂。
在一种实施方式中，所述消防装置包括：存储罐、输送管道和阀门组件；
所述存储罐用于存储所述灭火抑制剂；
所述存储罐通过所述输送管道与每个所述电池柜中的各个所述容置腔连接，所述存储罐可通过所述输送管道将所述灭火抑制剂输送到所述容置腔内；
所述输送管道上设置有所述阀门组件，所述阀门组件用于控制所述输送管道的通断，以控制所述存储罐向所述容置腔内输送所述灭火抑制剂。
在一种实施方式中，所述输送管道包括出料管、多个第一支路管道和多个第二支路管道；
所述出料管连通所述存储罐和每个所述第一支路管道；
每个所述第一支路管道连通所述出料管和所述第二支路管道；
每个所述第二支路管道的一端与所述容置腔连通，另一端通过所述第一支路管道与所述出料管连通；
其中，所述存储罐内存储的所述灭火抑制剂通过所述出料管、所述第一支路管道和所述第二支路管道进入所述容置腔。
在一种实施方式中，所述阀门组件包括第一阀门、多个第二阀门和多个第三阀门；
所述第一阀门设置在所述出料管上，用于控制所述存储罐内所述灭火抑制剂的流出；
每个所述第一支路管道上设有一个所述第二阀门，用于控制所述出料管内的所述灭火抑制剂流出到所述第一支路管道内；
每个所述第二支路管道上设有一个所述第三阀门，用于控制所述第一支路管道内的所述灭火抑制剂流出到所述第二支路管道内。
在一种实施方式中，所述储能系统还包括多个检测管道，且每个所述检测管道对应一个所述检测装置；
所述检测管道连通所述检测装置和所述容置腔，所述检测装置通过所述检测管道监测所述容置腔内的所述电池箱内的工作状态。
在一种实施方式中，所述储能系统还包括多个第四阀门，每个所述检测管道上设置有一个所述第四阀门；
所述第四阀门用于控制所述检测装置与所述容置腔的连通与断开，当检测装置对所述容置腔内的电池箱进行监测时，所述第四阀门打开，所述第三阀门关闭；当所述容置腔内的电池箱失控时，所述第四阀门关闭，所述第三阀门打开。
在一种实施方式中，所述检测装置设置于所述电池柜外部。
在一种实施方式中，所述储能系统还包括温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述容置腔内的温度。
在一种实施方式中，所述灭火抑制剂包括水、全氟己酮、七氟丙烷中的一种或多种。
在一种实施方式中，所述检测装置包括气体探测器、烟雾探测器、压力探测器中的一种或多种。
本发明提供的一种储能系统，通过储能系统包括：多个电池柜、多个检测装置和消防装置；每个所述电池柜包括多个相互隔离且密闭的容置腔，每个所述容置腔用于容纳一个电池箱；每个所述容置腔对应设置有一个所述检测装置，所述检测装置用于监测所述容置腔内的电池箱的工作状态；所述消防装置用于向所述容置腔内输送灭火抑制剂；当所述电池箱处于正常工作状态时，所述检测装置与容置腔连通以监测所述容置腔内电池箱的工作状态，且所述消防装置与容置腔的连接断开；当所述检测装置监测到所述容置腔内的电池箱失控时，所述检测装置与容置腔的连接断开，所述消防装置与失控电池箱所在容置腔连通并输送所述灭火抑制剂；解决了现有技术中电池柜中的电池箱失控而发生火灾时，只能对电池柜整体喷射灭火抑制剂，造成正常电池箱被污染干扰，损失较大的技术问题；实现了精确定位失控电池箱，快速抑制其失火爆炸的技术效果，也避免了失控电池箱影响其它电池箱而造成巨大损失。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述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发明的一些实施例，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为本发明一种实施例中储能系统的结构示意图；
图2为本发明另一个实施例中储能系统的结构示意图；
图3为本发明一种实施例中储能系统的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参考图1，本发明提供一种储能系统，该储能系统包括多个电池柜10、多个检测装置300和消防装置200。
每个电池柜10包括多个相互隔离且密闭的容置腔100，每个容置腔100 用于容纳一个电池箱。
每个容置腔100对应设置有一个检测装置300，检测装置300用于监测容置腔100内的电池箱的工作状态。消防装置200分别与每个电池柜10连通，可向每个电池柜10输送灭火抑制剂。进一步的，消防装置200与每个电池柜10内的每个容置腔100连通，当容置腔100内的电池箱失控时，消防装置200 用于向容置腔100内输送灭火抑制剂。
可选的，容置腔100的设置为以下形式，电池柜10为分列、分层结构，列之间、层之间均为密闭结构，则每个容置腔100为一个最小防护单元，电池箱放在每个容置腔100内与外部空气隔绝。在本发明中，每个最小防护单元内放置一个电池箱，电池箱为敞开式电池组结构或封闭式电池包结构。
在本发明实施例中，电池箱通常具有两个状态，分别为正常工作状态和失控状态。电池箱处于正常工作状态时可向外部用电设备供电，电池箱处于失控状态时易造成火灾甚至爆炸。
当电池箱处于正常工作状态时，检测装置300与容置腔100连通以监测容置腔100内电池箱的工作状态，且消防装置200与容置腔100的连接断开。
当检测装置300监测到容置腔100内的电池箱失控时，检测装置300与容置腔100的连接断开，消防装置200与失控电池箱所在容置腔100连通并输送灭火抑制剂。
综上，通过上述储能系统，对每个容置腔100专门设置有一个检测装置 300对容置腔100内的电池箱的工作状态进行监测，可在电池箱失控时准确快速的定位到失控电池箱所在的容置腔100，随后消防装置200向失控电池箱所在的容置腔100输送灭火抑制剂，防止失控电池箱燃烧或爆炸，整个过程快速灵敏，解决了现有技术中池柜中的电池箱失控而发生火灾时，只能对电池柜整体喷射灭火抑制剂灭火，灭火效率太低的技术问题；实现了精确定位失控电池箱，快速抑制其失火爆炸的技术效果。
此外，各个容置腔100相互隔离且密闭，在快速抑制失控电池爆炸起火的同时，也避免了灭火抑制剂流入其它容置腔100内，污染其它电池箱而造成巨大损失。
在本发明实施例中，消防装置200包括存储罐210、输送管道220和阀门组件(图中未示出)。存储罐210用于存储灭火抑制剂，存储罐210通过输送管道220与每个电池柜10中的各个容置腔100连接，存储罐210可通过输送管道220将灭火抑制剂输送到容置腔100内。
输送管道220上设置有阀门组件，阀门组件用于控制输送管道220的通断，以控制存储罐210向容置腔内输送灭火抑制剂。
由于本发明实施例提供的储能系统具有多个电池柜10，阀门组件可控制存储罐210内灭火抑制剂的流向，通过连通存储罐210和失控电池箱所在电池柜10，进而引导灭火抑制剂流向失控电池箱所处的电池柜10，而其它电池柜10则与存储罐210断开连接。
进一步的，结合参考图2，输送管道220包括出料管221、多个第一支路管道222和多个第二支路管道223。出料管221连通存储罐210和每个第一支路管道222，每个第一支路管道222连通出料管221和第二支路管道223。每个第二支路管道223的一端与容置腔100连通，另一端通过第一支路管道 222与出料管221连通。
其中，存储罐210内存储的灭火抑制剂通过出料管221、第一支路管道 222和第二支路管道223进入容置腔100。
在本发明实施例中，存储罐210通过出料管221将灭火抑制剂向存储罐 210外部输出。多个第一支路管道222将出料管221内的灭火抑制剂导流到各个电池柜10。多个第二支路管道223连通第一支路管道222和容置腔100，以将灭火抑制剂输送至各个容置腔100内。当容置腔100内的电池箱失控时，存储罐210内的灭火抑制剂通过出料管221、第一支路管道222和第二支路管道223进入容置腔100。
在一种实施方式中，阀门组件包括第一阀门K1、多个第二阀门K2和多个第三阀门K3。第一阀门K1设置在出料管221上，用于控制存储罐210内灭火抑制剂的流出。当需要将存储罐210内的灭火抑制剂输送到容置腔100 内时，将第一阀门K1打开；当不需要输送灭火抑制剂时，将第一阀门K1关闭。
每个第一支路管道222上设有一个第二阀门K2，用于控制出料管221内的灭火抑制剂流出到第一支路管道222内。由于存储罐210用于向多个电池柜10提供灭火抑制剂，每个第二阀门K2设置在第一支路管道222上可控制存储罐210向电池柜10输送灭火抑制剂。当需要对多个电池柜10中的一个输送灭火抑制剂时，只需要打开与该电池柜10连通的第一支路管道222上的第二阀门K2即可。换句话说，第二阀门K2用于控制灭火抑制剂流入电池柜 10。
每个第二支路管道223上设有一个第三阀门K3，用于控制第一支路管道 222内的灭火抑制剂流出到第二支路管道223内。通过在第二支路管道223 上设置第三阀门K3，利用第三阀门K3将灭火抑制剂导入失控电池所在的容置腔100，实现了在准确定位失控电池箱的同时，针对性的输送灭火抑制剂进行抑制的技术效果，避免对其他正常的电池箱造成影响。
在一种实施方式中，储能系统还包括多个检测管道310，且每个检测管道310对应一个检测装置300。检测管道310连通检测装置300和容置腔100，检测装置300通过检测管道310监测容置腔内的电池箱内的工作状态。在本发明实施例中，容置腔100内的电池箱失控时，可能会产生一些气体、烟雾，电池箱失控产生的气体或烟雾便会从容置腔100内溢出进入检测管道310，而与检测管道310连通的检测装置300便能够检测到这些气体或烟雾，以判断容置腔100内的电池箱是否失控。
进一步的，储能系统还包括多个第四阀门K4，每个检测管道310上设置有一个第四阀门K4。第四阀门K4用于控制检测装置300与容置腔100的连通与断开。当检测装置300对容置腔100内的电池箱进行监测时，第四阀门 K4打开，第三阀门K3关闭；当容置腔100内的电池箱失控时，第四阀门K4 关闭，第三阀门K3打开。通过设置在检测管道310上设置第四阀门K4，在容置腔100的电池箱处于正常状态时，无需向容置腔100内输送灭火抑制剂，因此第三阀门K3关闭，避免灭火抑制剂流入没有失控的容置腔100内。与此同时打开第四阀门K4，建立检测装置300和容置腔100的连接，使得检测装置300能够监测容置腔100内电池箱的工作状态。
当容置腔100内的电池箱失控时，电池箱产生的烟雾或气体会通过检测管道310流向检测装置300，检测装置300检测到烟雾或气体后判断电池箱失控。此时，第四阀门K4关闭，失控电池箱所在容置腔100对应的第三阀门 K3打开，灭火抑制剂迅速输送至失控电池箱所在容置腔100，对电池箱进行抑制，防止其进一步燃烧或爆炸。而由于第四阀门K4关闭，灭火抑制剂无法通过检测管道进入检测装置300中，可以防止灭火抑制剂对检测装置300造成损坏，减少器材损坏而造成的损失。
在本发明实施例中，检测装置300设置在电池柜10外部，检测装置300 在电池柜10外部通过检测管道310检测容置腔100的工作状态。通过这样设置，当检测装置300检测容置腔100内的电池箱时，第四阀门K4打开，检测装置300与容置腔100连通。当容置腔100内的电池箱失控时，第四阀门K4 关闭，检测装置300与容置腔100相互隔绝，并不会受到失控电池箱燃烧或者爆炸的影响。相比于将检测装置300设置在容置腔100内部而言，检测装置300设置在电池柜外部更加安全，不容易发生损坏，在一定程度上节约了器材消耗。
可选的，在本发明实施例中，储能系统还包括温度检测装置110，所述温度检测装置110设置于容置腔100内，且所述温度检测装置110用于检测所述容置腔内的温度。当温度检测装置110检测到容置腔100的温度大于预设温度时，可发出警报信息，警报信息包括亮灯闪烁、鸣笛中的至少一种。
进一步的，在本发明实施例中，灭火抑制剂包括水、全氟己酮、七氟丙烷中的一种或多种。当采用水作为灭火抑制剂时，若向失控的电池箱输送水，则在电池箱被抑制之后需要更换输送管道220。当采用全氟己酮或七氟丙烷作为灭火抑制剂时，在电池箱被抑制后，只需要更换存储罐210或者向存储罐210内补充新的灭火抑制剂即可。主要原因是水会影响到系统内的电气元件，而全氟己酮或七氟丙烷易挥发，则对系统内的电器元件不会造成影响。
需要说明的一点是，在本发明实施例中检测装置300包括气体探测器、烟雾探测器、压力探测器中的一种或多种。可根据实际使用需求选择合适的检测装置300监测容置腔100内电池箱的工作状态。
此外，第一阀门K1、第二阀门K2、第三阀门K3和第四阀门K4可采用电磁阀、球阀、角阀等阀门，只要能实现输送管道220的打开和闭合即可，本发明对此不做限定。
结合参考图3，下面对本发明实施例中储能系统工作流程进行介绍：
1、第一阀门K1、各个第二阀门K2、各个第三阀门关闭，各个第四阀门 K4打开；
2、检测装置300对容置腔100内电池箱的工作状态进行监测；
3、若检测到电池箱失控，则关闭失控电池箱所在容置腔100对应的第四阀门K4，打开第一阀门K1和失控电池箱所在容置腔100对应的第二阀门K2 和第三阀门K3。
4、存储罐210向失控电池箱所在容置腔100输送灭火抑制剂。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征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描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种储能系统，其特征在于，所述储能系统包括：多个电池柜、多个检测装置和消防装置；
每个所述电池柜包括多个相互隔离且密闭的容置腔，每个所述容置腔用于容纳一个电池箱；
每个所述容置腔对应设置有一个所述检测装置，所述检测装置用于监测所述容置腔内的电池箱的工作状态；
所述消防装置用于向所述容置腔内输送灭火抑制剂；
当所述电池箱处于正常工作状态时，所述检测装置与容置腔连通以监测所述容置腔内电池箱的工作状态，且所述消防装置与容置腔的连接断开；
当所述检测装置监测到所述容置腔内的电池箱失控时，所述检测装置与容置腔的连接断开，所述消防装置与失控电池箱所在容置腔连通并输送所述灭火抑制剂。
2.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述消防装置包括：存储罐、输送管道和阀门组件；
所述存储罐用于存储所述灭火抑制剂；
所述存储罐通过所述输送管道与每个所述电池柜中的各个所述容置腔连接，所述存储罐可通过所述输送管道将所述灭火抑制剂输送到所述容置腔内；
所述输送管道上设置有所述阀门组件，所述阀门组件用于控制所述输送管道的通断，以控制所述存储罐向所述容置腔内输送所述灭火抑制剂。
3.根据权利要求2所述的储能系统，其特征在于，所述输送管道包括出料管、多个第一支路管道和多个第二支路管道；
所述出料管连通所述存储罐和每个所述第一支路管道；
每个所述第一支路管道连通所述出料管和所述第二支路管道；
每个所述第二支路管道的一端与所述容置腔连通，另一端通过所述第一支路管道与所述出料管连通；
其中，所述存储罐内存储的所述灭火抑制剂通过所述出料管、所述第一支路管道和所述第二支路管道进入所述容置腔。
4.根据权利要求3所述的储能系统，其特征在于，所述阀门组件包括第一阀门、多个第二阀门和多个第三阀门；
所述第一阀门设置在所述出料管上，用于控制所述存储罐内所述灭火抑制剂的流出；
每个所述第一支路管道上设有一个所述第二阀门，用于控制所述出料管内的所述灭火抑制剂流出到所述第一支路管道内；
每个所述第二支路管道上设有一个所述第三阀门，用于控制所述第一支路管道内的所述灭火抑制剂流出到所述第二支路管道内。
5.根据权利要求4所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括多个检测管道，且每个所述检测管道对应一个所述检测装置；
所述检测管道连通所述检测装置和所述容置腔，所述检测装置通过所述检测管道监测所述容置腔内的所述电池箱内的工作状态。
6.根据权利要求5所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括多个第四阀门，每个所述检测管道上设置有一个所述第四阀门；
所述第四阀门用于控制所述检测装置与所述容置腔的连通与断开，当检测装置对所述容置腔内的电池箱进行监测时，所述第四阀门打开，所述第三阀门关闭；当所述容置腔内的电池箱失控时，所述第四阀门关闭，所述第三阀门打开。
7.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述检测装置设置于所述电池柜外部。
8.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述储能系统还包括温度检测装置，所述温度检测装置用于检测所述容置腔内的温度。
9.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述灭火抑制剂包括水、全氟己酮、七氟丙烷中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的储能系统，其特征在于，所述检测装置包括气体探测器、烟雾探测器、压力探测器中的一种或多种。
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CN116617604A (zh) * 2023-05-23 2023-08-22 厦门海辰储能科技股份有限公司 储能系统及用电设备

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