CN114870293A - 储能电池消防系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种储能电池消防系统及其控制方法，包括：多个温度感应器和多个烟雾感应器，一组所述温度感应器和所述烟雾感应器，通过输入输出交错分布形成两路信号回路。用于控制储能电池消防系统的方法包括如下步骤：获取当前烟雾量以判断是否进入热失控状态；当判断进入到热失控状态的概率高于预设值，则触发所述消防系统进行灭火降温以阻断所述热失控；所述预设值的发生阶段处于热失控蔓延发生之前。本方法通过精准判断的机制提前介入并触发灭火，实现在热失控状态进入前迅速释放灭火气体，精准有效的介入，实现电池降温，阻断热失控及热失控蔓延，同时隔离氧气，阻断明火发生。减少电池热失控时造成的燃爆风险和达到精准消防的技术优势。

Description

储能电池消防系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及储能电池领域，尤其指一种储能电池消防系统及其控制方法。
背景技术
储能电池是目前衣食住行不可或缺的能源储备介质，其配备有消防系统作为救济体系，为保证消防系统可靠启停，需要从烟雾和温度两个维度判断火警是否触发。
参考图1，现有消防系统，有两路信号，不论布置多少温度感应器和烟雾感应器，所有温度感应器串联至一个信号回路，所有烟雾感应器串联至另一个信号回路。仅当两个信号回路同时触发，即分别检测到烟雾和明火，消防系统才会启动灭火。锂离子电池的热失控过程，一般分为三个阶段，第一阶段是温度提升，然后开阀；第二阶段温度进一步上升导致隔膜收缩和内部短路，最后即为热失控，此时温度急剧抬升。在第二阶段，即会产生大量烟雾，主要成分为燃爆气体。此事，灭火系统的烟雾感应器装置可探测到。而此时，由于电池在Pack内部，消防系统的温度感应器是无法探测到的，因此，消防系统只会告警，不会灭火。在第二阶段后，第三阶段前，仍有一段时间，如果温度没有得到抑制，则会进入第三阶段，隔膜收缩，内部短路，并最终进入第四阶段热失控。
一旦进入第四阶段，电池热失控后，则可能存在热失控蔓延，并发生燃爆，此时，消防系统成果灭火的概率不足10％，同时，无论灭火是否成果，整个电池系统烧毁，大大提高危险程度、环境危害等，存在复燃复爆的可能。同时，烧损程度越高，事后调查的难度越大。
发明内容
本发明目的在于提供一种储能电池消防系统及其控制方法，以实现减少电池热失控时造成的燃爆风险和调查难度的技术优势。
为了达到上述目的，本发明公开了如下技术方案：
一种储能电池消防系统，多个温度感应器和多个烟雾感应器，一组所述温度感应器和所述烟雾感应器，通过输入输出交错分布形成两路信号回路。
一种储能电池消防系统的控制方法，用于所述储能电池消防系统，所包括如下步骤：
获取当前烟雾量以判断是否进入热失控状态；
当判断进入到热失控状态的概率高于预设值，则触发所述消防系统进行灭火降温以阻断所述热失控；
所述预设值的发生阶段处于热失控蔓延发生之前。
优选地，当判断进入到热失控状态的概率高于预设值，则触发所述消防系统进行灭火降温以阻断所述热失控，具体实现为：
判断所述烟雾量大于300L，火险所在区域及相邻区域的烟雾感应器触发火警报警，同时通过输入输出交错分布形成两组信号回路，以触发灭火动作。
优选地，还包括：
当所述烟雾量大于300L，且出现明火时，火险所在区域及相邻区域的烟雾感应器和温度传感器触发火警报警，同时通过输入输出交错分布形成两组信号回路，以触发灭火动作。
优选地，还包括：
当所述烟雾量小于300L，火险所在区域的烟雾感应器触发火警报警。
优选地，灭火动作具体为：
所述灭火动作时间为火警报警后30s后。
优选地，所述消防系统采用的灭火介质包括：七氟丙烷和/或全氟己酮气体。
一种储能设备，配置所述储能电池消防系统，以及，运用上述的储能电池消防系统的控制方法。
一种计算设备，嵌入储能电池消防系统的控制方法。
一种储能集装箱，配置所述储能电池消防系统，以及，运用以上储能电池消防系统的控制方法。
本发明的技术效果在于：通过判断进入到热失控状态的概率高于预设值，则触发所述消防系统进行灭火降温以阻断所述热失控。并且通过多个温度感应器和多个烟雾感应器，一组所述温度感应器和所述烟雾感应器，通过输入输出交错分布形成两路信号回路。本方法通过精准判断的机制提前介入并触发灭火，实现在热失控状态进入前迅速释放灭火气体，精准有效的介入，实现电池降温，阻断热失控及热失控蔓延，同时隔离氧气，阻断明火发生。减少电池热失控时造成的燃爆风险和达到精准消防的技术优势。
附图说明
图1为现有技术中的储能电池消防系统的结构图；
图2为本发明实施例的储能电池消防系统的结构图；
图3为本发明实施例的储能电池消防系统的控制方法的流程图；
图4为本发明实施例的储能电池消防系统的控制方法的流程图；
图5为本发明实施例的的储能电池消防系统的控制方法的流程图；
图6为本发明实施例的计算设备的结构示意图；
图7为本发明实施例的储能集装箱的结构示意图。
具体实施方式
本发明具体实施方式涉及一种储能电池消防系统及其控制方法，以实现节省部署成本及充分利用现有设备资源的技术优势。
具体实施方式中涉及的技术术语做如下说明：
在本发明中的储能电池消防系统，特别适合于储能集装箱，现有消防系统，参考图1有两路信号，不论布置多少温度感应器和烟雾感应器，所有温度感应器串联至一个信号回路，所有烟雾感应器串联至另一个信号回路，仅当两个信号回路同时触发，即分别检测到烟雾和明火，消防系统才会启动灭火。
如图2所示，结合附图说明本发明实施例的一种储能电池消防系统，多个温度感应器21和多个烟雾感应器22，一组所述温度感应器和所述烟雾感应器，通过输入输出交错分布形成两路信号回路。
如图所示，整体上结构为菊花链布置方式，假设一个集装箱(空间)内，六个位置均匀分布六组温度感应器和所述烟雾感应器，两路信号回路的链接方式，更为具体地，也就是采用拧麻花式的菊花链方案，即同一个信号回路交错布置温度感应器和所述烟雾感应器。
参考图3，一种储能电池消防系统的控制方法，用于所述储能电池消防系统，所包括如
下步骤：
S31:获取当前烟雾量以判断是否进入热失控状态；
S32:当判断进入到热失控状态的概率高于预设值，则触发所述消防系统进行灭火降温以阻断所述热失控；
所述预设值的发生阶段处于热失控蔓延发生之前。
所述热失控蔓延发生之前指的是：大量烟雾，则说明热失控前期的情况剧烈，开阀后烟雾量大于300L，此时可能进一步演化成热失控，也可能自行终止，但热失控的概率远大于少量烟雾的情况。
作为判断的具体情况：
判断所述烟雾量大于300L，火险所在区域及相邻区域的烟雾感应器触发火警报警，同时通过输入输出交错分布形成两组信号回路，以触发灭火动作。
在热失控蔓延前，即：最危险最有效的介入点，及时触发灭火系统，需要改变监测机制，精准地启动报警并触发灭火的动作。
参考图4，在既有烟雾，又有明火的情况下，可知此时已经热失控的流程，包括：
S41:获取当前烟雾量以判断是否进入热失控状态；
S42:当所述烟雾量大于300L，且出现明火时，火险所在区域及相邻区域的烟雾感应器和温度传感器触发火警报警；
S43:通过输入输出交错分布形成两组信号回路，以触发灭火动作。
提前介入并触发灭火，实现在情况B阶段2之后迅速释放灭火气体，在这个最危险最有效的介入，实现电池降温，阻断热失控及热失控蔓延，同时隔离氧气，阻断明火发生。所述灭火动作时间为火警报警后30s后。
还包括：在有烟雾的情况下触发火警具体实现为：
当所述烟雾量小于300L，火险所在区域的烟雾感应器触发火警报警。
优选地，所述消防系统采用的灭火介质包括：七氟丙烷和/或全氟己酮气体。
这些介质具有降温和隔离氧气的作用，以实现灭火。
参考图5，示出了一种储能设备，配置所述储能电池消防系统，以及，运用上述的储能电池消防系统的控制方法。
所述储能设备可以是电池储能集装箱装备，其包含消防控制器，烟雾传感器和温度传感器，室内警铃，室外声光告警，放气指示灯，气灭钢瓶，气灭管道等自动气灭系统。通过运用上述的储能电池消防系统的控制方法，提前介入并触发灭火，实现电池降温，阻断热失控及热失控蔓延，同时隔离氧气，阻断明火发生。
作为举例，通过如下步骤完成：
S51.当可燃气体探测器检测到可燃气体浓度达到20％LEL以上，排气风扇和警铃会开始启动；
S52.当一个烟雾感应器告警的时候，排气风扇和警铃也会开始启动；可燃气体只有在电芯热失控的时候会产生，烟雾越大，可燃气体产出量越多。同时，烟雾感应器的探测范围非常广，可即时探测到集装箱内烟雾情况。
以上两步是处于非严重的热失控状态，没有火灾，没有热失控蔓延，因此不会触发消防气体喷发灭火。
S53.如果2个或2个以上的烟雾感应器告警，复合告警(Multi Alarm)会启动，相应会触发集装箱急停系统，声光告警系统，同时消防气体会在30s的延迟时间后喷发。因为电芯集成在模组内部，受模组框，电池机柜保护，热失控产生的热量很难快速被安装于集装箱顶部的温度感应器探测器探测到，基于烟雾越大，火灾风险越高，消防气体灭火系统会在2个烟雾感应器同时告警的时候被触发。
S54.如果烟雾感应器(≥1)，同时温度感应器(≥1)告警，消防灭火流程同步骤S53；
S55.按下“消防紧急启动按钮”后，消防灭火流程同步骤S53；
S56.按下“消防紧急停止按钮”后，当倒计时时间到10s时消防灭火流程停止，如果倒计时时间已经小于10s，则会回到10s同时消防灭火流程停止；
S57.当消防气体喷发后，排气风扇会停止运行。
参考图6，一种计算设备，嵌入储能电池消防系统的控制方法。
所述计算设备可以是嵌入储能电池消防系统的控制方法的控制模块，比如消防控制器至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如储能电池消防系统的控制方法。
参考图7，一种储能集装箱，配置所述储能电池消防系统，以及，运用以上储能电池消防系统的控制方法。
综上所述：
本发明储能电池消防系统及其控制方法，通过判断进入到热失控状态的概率高于预设值，则触发所述消防系统进行灭火降温以阻断所述热失控。并且通过多个温度感应器和多个烟雾感应器，一组所述温度感应器和所述烟雾感应器，通过输入输出交错分布形成两路信号回路。本方法通过精准判断的机制提前介入并触发灭火，实现在热失控状态进入前迅速释放灭火气体，精准有效的介入，实现电池降温，阻断热失控及热失控蔓延，同时隔离氧气，阻断明火发生。减少电池热失控时造成的燃爆风险和达到精准消防的技术优势。
应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种储能电池消防系统，其特征在于，包括：多个温度感应器和多个烟雾感应器，一组所述温度感应器和所述烟雾感应器，通过输入输出交错分布形成两路信号回路。
2.一种储能电池消防系统的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求的1储能电池消防系统，所包括如下步骤：
获取当前烟雾量以判断是否进入热失控状态；
当判断进入到热失控状态的概率高于预设值，则触发所述消防系统进行灭火降温以阻断所述热失控；
所述预设值的发生阶段处于热失控蔓延发生之前。
3.根据权利要求1中所述的储能电池消防系统的控制方法，其特征在于，当判断进入到热失控状态的概率高于预设值，则触发所述消防系统进行灭火降温以阻断所述热失控，具体实现为：
判断所述烟雾量大于300L，火险所在区域及相邻区域的烟雾感应器触发火警报警，同时通过输入输出交错分布形成两组信号回路，以触发灭火动作。
4.根据权利要求3所述的储能电池消防系统的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述烟雾量大于300L，且出现明火时，火险所在区域及相邻区域的烟雾感应器和温度传感器触发火警报警，同时通过输入输出交错分布形成两组信号回路，以触发灭火动作。
5.根据权利要求2所述的储能电池消防系统的控制方法，其特征在于，还包括：
当所述烟雾量小于300L，火险所在区域的烟雾感应器触发火警报警。
6.根据权利要求4中所述储能电池消防系统的控制方法，其特征在于，灭火动作具体为：
所述灭火动作时间为火警报警后30s后。
7.根据权利要求2中所述储能电池消防系统的控制方法，其特征在于，所述消防系统采用的灭火介质包括：七氟丙烷和/或全氟己酮气体。
8.一种储能设备，其特征在于，配置权利要求1所述储能电池消防系统，以及，运用权利要求2-7所述的储能电池消防系统的控制方法。
9.一种计算设备，其特征在于，嵌入权利要求2-7所述的储能电池消防系统的控制方法。
10.一种储能集装箱，配置权利要求1所述储能电池消防系统，以及，运用权利要求2-7所述的储能电池消防系统的控制方法。
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