CN114995208A - 储能安全系统及储能安全系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种储能安全系统及储能安全系统的控制方法，该储能安全系统的控制方法，通过获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度，之后在实时温度大于第一预警温度、和/或气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，最后向报警器发送第一预警信号。该方法中，从可燃气体的气体浓度和储能箱内的实时温度出发，解决了电池热失控预警不及时，无法准确判断电池热失控，无法阻止电池热失控的发生，以及报警信号链条过长等问题。

Description

储能安全系统及储能安全系统的控制方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种储能安全系统及储能安全系统的控制方法。

背景技术

以锂离子电池为主的电化学储能系统已广泛应用于电力系统各个环节，由于其固有特性，使得锂电池本身具有诸多潜在的热失控风险。锂电池热失控本质是由于电池的生热速率高于散热速率，且热量大量累积而未及时散发出去所引起的，锂电池热失控过程是锂电池温度逐步升高并伴随气体喷发最终起火燃烧，从而造成财产损失、甚至人员安全被威胁的情况。

现有的锂电池储能安全系统，主要由温度传感器、烟雾传感器、灭火装置、气体灭火装置组成，重点在扑灭锂电池火灾。

然而，当起火后，锂电池已经发生了不可逆的变化，现有技术的安全系统无法做到及时防控，缺失对锂电池起火燃烧前的抑制措施，因此，如何对锂电池起火燃烧前进行抑制成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种储能安全系统及储能安全系统的控制方法，用以解决如何对锂电池起火燃烧前进行抑制的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种储能安全系统，包括：监测模块、预警模块和报警器；

所述预警模块分别与所述监测模块和所述报警器连接，

所述监测模块监测电池储能系统中储能箱内的实时温度和所述电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；

所述预警模块在所述实时温度大于第一预警温度、和/或所述气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，所述第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开所述电池储能系统中高压盒电池侧电路；

所述报警器在收到所述第一预警信号后发出第一警报，所述第一警报用于提示用户所述电池有发生热失控的趋势。

在第一方面一种可能的设计中，所述系统还包括：散热模块；

所述散热模块与所述预警模块连接；

所述散热模块在接收到所述第一预警信号后，为所述电池储能系统中的电池进行散热。

可选的，所述第一预警浓度为所述监测模块的探测精度；

所述第一预警温度为所述储能箱受太阳辐射影响和所述储能箱内电池产热影响的加权温度值。

在第一方面另一种可能的设计中，所述系统还包括：灭火装置；

所述灭火装置与所述预警模块连接；

所述灭火装置在收到第二预警信号对所述电池储能系统进行消防处理，所述消防处理包括灭火、和/或灭烟，所述第二预警信号是所述预警模块在所述实时温度大于第二预警温度、和/或所述气体浓度大于第二预警浓度时生成的，所述第二预警温度大于所述第一预警温度，所述第二预警浓度大于所述第一预警浓度；

所述报警器在收到所述第二预警信号后发出第二警报，所述第二警报用于提示用户所述电池热失控已不可抑制。

可选的，所述第二预警浓度为所述可燃气体的爆炸下限浓度；

所述第二预警温度为所述电池限制充放电温度和箱内电池产热影响的加权温度值。

在该种可能的设计中，所述灭火装置包括：气体灭火的一级灭火装置，所述一级灭火装置包括：第一电磁阀、气体灭火罐、第一管道；

所述第一电磁阀安装在所述气体灭火罐上，所述第一管道与所述气体灭火罐连接；

所述第一电磁阀在接收到所述第二预警信号后控制所述气体灭火罐中的气体灭火剂通过所述第一管道喷洒在所述电池上。

可选的，所述灭火装置还包括：水灭火的二级灭火装置，所述二级灭火装置包括：供水单元、第二电磁阀、温控喷头、第二管道；

所述第二电磁阀安装在所述供水单元和所述第二管道的一端，所述温控喷头与所述第二管道的另一端连接；

所述第二电磁阀在接收到所述第二预警信号后控制所述供水单元中的水通过所述第二管道的另一端处的所述温控喷头喷向所述电池上。

第二方面，本申请实施例提供一种储能安全系统的控制方法，应用于第一方面及各种可能的设计的系统中的预警模块，所述方法包括：

获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和所述电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；

在所述实时温度大于第一预警温度、和/或所述气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，所述第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开所述电池储能系统中高压盒电池侧电路；

向报警器发送所述第一预警信号，所述第一预警信号还用于指示所述报警器发出第一警报，所述第一警报用于提示用户所述电池有发生热失控的趋势。

在第二方面一种可能的设计中，在所述获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和所述电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度之后，所述方法还包括：

在所述实时温度大于第二预警温度、和/或所述气体浓度大于第二预警浓度时，生成第二预警信号，所述第二预警温度大于所述第一预警温度，所述第二预警浓度大于所述第一预警浓度；

根据所述第二预警信号，控制灭火装置对所述电池进行灭火；

向报警器发送所述第二预警信号，所述第二预警信号用于指示所述报警器发出第二警报，所述第二警报用于提示用户所述电池热失控已不可抑制。

第三方面，本申请实施例提供一种储能安全系统的控制装置，应用于第一方面及各种可能的设计的系统中的预警模块，所述装置包括：

获取模块，用于获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和所述电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；

处理模块，用于在所述实时温度大于第一预警温度、和/或所述气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，所述第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开所述电池储能系统中高压盒电池侧电路；

发送模块，用于向报警器发送所述第一预警信号，所述第一预警信号还用于指示所述报警器发出第一警报，所述第一警报用于提示用户所述电池有发生热失控的趋势。

在第三方面一种可能的设计中，所述处理模块，还用于在所述实时温度大于第二预警温度、和/或所述气体浓度大于第二预警浓度时，生成第二预警信号，并根据所述第二预警信号，控制灭火装置对所述电池进行灭火，所述第二预警温度大于所述第一预警温度，所述第二预警浓度大于所述第一预警浓度；

发送模块，还用于向报警器发送所述第二预警信号，所述第二预警信号用于指示所述报警器发出第二警报，所述第二警报用于提示用户所述电池热失控已不可抑制。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器、存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述处理器执行所述计算机执行指令，使得所述计算机设备执行如上述第二方面及各种可能的设计中所述的储能安全系统的控制方法。

第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如上述第二方面及各种可能的设计中所述的储能安全系统的控制方法。

第六方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现如上述第二方面及各种可能的设计中所述的储能安全系统的控制方法。

本申请实施例提供的储能安全系统及储能安全系统的控制方法，该储能安全系统中，包括：监测模块、预警模块和报警器，该预警模块分别与监测模块和报警器连接，监测模块监测电池储能系统中储能箱内的实时温度和电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；预警模块在实时温度大于第一预警温度、和/或气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开电池储能系统中高压盒电池侧电路；报警器在收到第一预警信号后发出第一警报，第一警报用于提示用户电池有发生热失控的趋势。该技术方案中，解决了电池热失控预警不及时，无法准确判断电池热失控，无法阻止电池热失控的发生，报警信号链条过长等问题。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本申请实施例提供的储能安全系统的结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的储能安全系统的结构示意图二；

图3为本申请实施例提供的储能安全系统的结构示意图三；

图4为本申请实施例提供的储能安全系统的结构示意图四；

图5为本申请实施例提供的储能安全系统的控制方法的流程示意图一；

图6为本申请实施例提供的储能安全系统的控制方法的流程示意图二；

图7为本申请实施例提供的储能安全系统的控制装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在介绍本申请的实施例之前，首先对本申请的背景技术进行解释说明：

随着碳达峰、碳中和目标的确立，储能产品市场需求旺盛，以锂离子电池为主的电化学储能系统已广泛应用于电力系统各个环节，锂电池由于其固有的特性，使得锂电池本身具有诸多潜在的热失控风险，国内外均发生过严重的储能电站火灾事故。

锂电池热失控本质是由于电池的生热速率高于散热速率，且热量大量累积而未及时散发出去所引起的，锂电池热失控过程是锂电池温度逐步升高并伴随气体喷发最终起火燃烧的过程。

现有的储能安全系统主要由温度传感器、烟雾传感器、灭火装置、气体灭火装置(七氟丙烷/全氟己酮)组成，重点在扑灭锂电池火灾，缺失对锂电池起火燃烧前的抑制措施，只有当电池热失控起火冒烟后，温度传感器监测到箱内空气温度异常和烟雾传感器监测到箱内出现烟雾后发出报警，并将报警信号传输至灭火装置，灭火装置进行判断后启动气体灭火装置进行灭火。

在现有技术中，存在以下问题：

1)，现有技术方案采用在电池箱内布置数个温度传感器监测箱内空气温度和数个烟雾传感器监测箱内空气烟雾浓度，此种方式只能在电池起火燃烧产生大量的热量造成箱内空气温度升高和烟雾后温度传感器、烟雾传感器才能监测到相应信号，进行报警，无法及时的监测电池热失控；

2)，现有技术方案热失控监控是通过监测箱内空气温度来间接监测电池温度，无法准确的监测电池温度来判断是否发生热失控；

3)，现有技术方案只能被动等待电池起火燃烧后进行相应动作，无法阻止热失控的发生；

4)，现有技术方案监测到电池热失控后将报警信号传输至灭火装置，灭火装置再发出相应信号至能量管理系统(Energy Management System，EMS)， EMS再指令储能变流器(Power Conversion System，PCS)、电气控制柜、电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)进行系统断电，信号传输链条过长无法及时执行系统断电；

5)，现有技术方案监测到电池热失控后将报警信号传输至灭火装置，灭火装置指令气体灭火装置释放气体进行灭火，信号传输链条单一，无法有效杜绝误报，误报后直接启动气体灭火装置释放气体造成浪费；

6)，现有技术方案配置气体灭火装置只能在电池起火燃烧后进行一次灭火，电池复燃后无法有效扑灭火灾。

本申请针对上述技术问题，发明人的技术构思过程如下：存在电池热失控的情况时，在起火前后，电池箱中的氢气、一氧化碳、挥发性有机化合物 (Volatile OrganicCompounds，VOC)等电池热失控释放的可燃气体和电解液挥发气体，以及此时，电池箱的电池温度也会存在变化，基于此，如果能够以气体和温度作为电池热失控所处阶段的判断标准，发出不同的预警信息以提示工作人员，并且，在不同气体浓度和电池温度下，控制电池侧总电路、高压盒电池侧电路断开等，可以有效的抑制、且减小可能发生的起火情况，从而解决上述可能存在的技术问题。

具体的，本申请实施例提供的储能安全系统及储能安全系统的控制方法可以有以下优点：

1、储能安全系统可直接监测储能箱内电池温度、空气温度、可燃气体浓度，能及时准确监测、判断电池是否发生热失控，防止误报；

2、储能安全系统分级预警，在电池有发生热失控前兆的情况下，能直接切断电气控制柜电池侧总电路和高压盒电池侧每簇分电路，及时阻止电池充放电，同时启动散热装置对电池散热，抑制电池热失控的触发；

3、储能安全系统最少仅需配置一个气体探测器和一个温度探测器，硬件结构简洁，节省成本；

4、报警器的分级报警电池热失控的不同阶段，根据报警信息，灭火救援人员能对储能系统做出不同的措施，保护资产的同时保护自身安全；

5、储能安全系统根据电池热失控的不同阶段采取不同的措施：断电散热、气体灭火、水灭火，减少经济损失；

6、当判断电池热失控不可抑制后，储能安全系统能对PCS、电气控制柜、 BMS、散热装置进行断电，防止电化学火灾引发电气火灾；

7、灭火装置分级灭火，具备电池复燃后再机械式自启动灭火的能力，无需额外驱动源，可靠性高。

下面通过具体实施例对本申请的技术方案进行详细说明。需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图1为本申请实施例提供的储能安全系统的结构示意图一。如图1所示，该储能安全系统包括：监测模块11、预警模块12和报警器13；

在本方案中，储能安全系统为电池储能系统提供安全防护，具体为检测电池储能系统中的各项指标，根据各项指标以实现对电池储能系统可能存在的热失控进行预防和补救，具体如下述实施例所示：

可选的，该储能安全系统中预警模块12分别与监测模块11和报警器13 连接。

可选的，监测模块11监测电池储能系统中储能箱内的实时温度和电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度。

在一种可能的实现中，监测模块11可以包括至少一个气体探测器和至少一个温度探测器，即在电池储能系统中储能箱内设置至少一个气体探测器和至少一个温度探测器。

具体的，气体探测器能探测氢气、一氧化碳、VOC等电池热失控释放的可燃气体和电解液挥发气体，以及微量气体成分，即实现可燃气体的气体浓度的探测；温度探测器能探测储能箱内的实时温度。

可选的，预警模块12在实时温度大于第一预警温度、和/或气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号。

在一种可能的实现中，监测模块11将获取到的实时温度和气体浓度转变为电信号输出给预警模块12，也即预警模块12可以包括信号接收器、信号处理器、信号发送器。

进一步地，预警模块12的信号接收器接收监测模块11发出的信号，信号处理器对信号进行分析处理，信号发送器根据分析结果生成不同的预警信号。

具体的，当任意一个气体探测器监测到的气体信息大于预先标定设置的第一预警浓度时，预警模块12生成第一预警信号，该气体信息可以是气体浓度，第一预警浓度为气体探测器的探测精度，如1PPM。

具体的，当任意一个温度探测器监测到的实时温度大于预先标定设置的第一预警温度时，预警模块12生成第一预警信号，该实时温度可以是温度数值或温升速率值，第一预警温度为储能箱受太阳辐射的影响和箱内电池产热影响的加权温度值，如48℃、5℃/min等。

此外，第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开电池储能系统中高压盒电池侧电路。

在一种可能的实现中，预警模块12将第一预警信号分别传输至电气控制柜、BMS。在电气控制柜收到第一预警信号后，断开电气控制柜电池侧总电路，对电池进行断电保护；BMS收到第一预警信号后，断开高压盒电池侧电路，对电池进行断电保护。

可选的，报警器13在收到第一预警信号后发出第一警报，该第一警报用于提示用户电池有发生热失控的趋势。

在一种可能的实现中，报警器13包括本地声光报警器、云端后台报警等，当报警器13为声光报警器时，该第一警报可以是发出黄光和短促蜂鸣声，告知值守人员储能电池有发生热失控的趋势，但电池还没有热失控。

此外，该储能安全系统还包括：散热模块14。

可选的，散热模块14与预警模块12连接，散热模块14在接收到第一预警信号后，为电池储能系统中的电池进行散热。

在一种可能的实现中，散热模块14与储能的热管理系统相结合，用于给电池散热，不从电池箱内的电池中取电，采用外部供电的方式，散热模块14 收到第一预警信号后，对电池进行散热降温，以抑制电池热失控。

本申请实施例提供的储能安全系统，该储能安全系统包括：监测模块、预警模块和报警器，该预警模块分别与监测模块和报警器连接，监测模块监测电池储能系统中储能箱内的实时温度和电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；预警模块在实时温度大于第一预警温度、和/或气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开电池储能系统中高压盒电池侧电路；报警器在收到第一预警信号后发出第一警报。该技术方案中，解决了电池热失控预警不及时，无法准确判断电池热失控，无法阻止电池热失控的发生，报警信号链条过长等问题。

在图1的基础上，图2为本申请实施例提供的储能安全系统的结构示意图二。如图2所示，该储能安全系统还包括：灭火装置15；

其中，灭火装置15与预警模块12连接。

在本方案中，灭火装置15主要是基于电池热失控已不可抑制的情况下触发，即需要对电池进行灭火和或灭烟。

可选的，灭火装置15在收到第二预警信号对电池储能系统进行消防处理，所述消防处理包括灭火、和/或灭烟，第二预警信号是预警模块12在实时温度大于第二预警温度、和/或气体浓度大于第二预警浓度时生成的。

其中，第二预警温度大于第一预警温度，第二预警浓度大于第一预警浓度。

具体的，当任意一个气体探测器监测到的气体信息大于预先标定设置的第二预警浓度时，预警模块12生成第二预警信号，该气体信息可以是气体浓度，第二预警浓度可依据可燃气体的爆炸下限浓度设置，如5％的爆炸下限浓度。

具体的，当任意一个温度探测器监测到的实时温度大于预先标定设置的第二预警温度时，预警模块12生成第二预警信号，该实时温度可以是温度数值或温升速率值，第二预警温度为电池限制充放电温度和箱内电池产热影响的加权温度值，如65℃、5℃/s等。

可选的，报警器13在收到第二预警信号后发出第二警报，该第二警报用于提示用户电池热失控已不可抑制。

在一种可能的实现中，报警器13包括本地声光报警器、云端后台报警等，当报警器13为声光报警器时，声光报警器发出红光和不间断长蜂鸣声，告知值守人员储能电池热失控已经不可抑制，有燃烧爆炸的风险。

可选的，灭火装置15还与EMS相通讯，灭火装置15生成灭火信号的同时还生成主断电控制信号，主断电控制信号用于EMS控制断开PCS、电气控制柜、BMS、散热装置的一次电力系统供电。

此外，灭火装置15还可以设置如下触发：

灭火装置15只收到一级预警信号不生成灭火信号；灭火装置15收到第一预警信号和收到的EMS监测的电池温度信号大于预先设置的温度阈值时生成灭火信号；灭火装置15只收到EMS监测的电池温度信号大于预先设置的温度阈值时不生成灭火信号；灭火装置15收到第二预警信号生成灭火信号；灭火装置15收到第二预警信号和收到的EMS监测的电池温度信号大于预先设置的温度阈值时生成灭火信号；

其中，灭火装置15预先设置的EMS温度阀值为电池热失控触发温度和采样点的加权温度，如115℃。

此外，EMS收到灭火信号后，指令PCS、电气控制柜、BMS、散热装置进行断电。

进一步地，在实际的设计中，本申请实施例提供的储能安全系统可以如图4所示，图4为本申请实施例提供的储能安全系统的结构示意图四。

具体的，该储能安全系统包括：监测模块11、预警模块12、报警器13、散热模块14、灭火装置15、EMS 16和至少一个电池簇17。

在一种可能的实现中，监测模块11用于监测储能箱内的气体信息和温度信息，并将实时监测到的气体信息和温度信息转化为电信号传输给预警模块 12，预警模块12对监测模块11发出的信号进行分析处理，根据分析结果生成不同的预警信号，预警信号包括第一预警信号和第二预警信号，第一预警信号用于控制散热模块14开启和报警器13发出第一警报，第二预警信号用于报警器13发出第二警报和控制灭火装置15发出灭火信号，灭火装置15还接收EMS 16采集的电池簇17的电池温度信息，结合预警模块12发出的第一预警信号分析判断是否发出灭火信号，灭火装置15发出的灭火信号用于控制报警器13发出第二警报和开启进行灭火。

本申请实施例提供的储能安全系统，该储能安全系统还包括灭火装置，该灭火装置与预警模块连接，该灭火装置在收到第二预警信号对电池储能系统进行消防处理，所述消防处理包括灭火、和/或灭烟，第二预警信号是预警模块在实时温度大于第二预警温度、和/或气体浓度大于第二预警浓度时生成的，第二预警温度大于第一预警温度，第二预警浓度大于第一预警浓度，报警器在收到第二预警信号后发出第二警报，第二警报用于提示用户电池热失控已不可抑制。该方法中，对电池热失控出现的火情进行及时扑灭、并提示工作人员。

在上述实施例的基础上，图3为本申请实施例提供的储能安全系统的结构示意图三。如图3所示，该灭火装置15包括：气体灭火的一级灭火装置 21，一级灭火装置21包括：第一电磁阀211、气体灭火罐212、第一管道213。

可选的，第一电磁阀211安装在气体灭火罐212上，第一管道213与气体灭火罐212连接，第一电磁阀211在接收到第二预警信号后控制气体灭火罐212中的气体灭火剂通过第一管道213喷洒在电池上。

在一种可能的实现中，一级灭火装置21为气体灭火，包括第一电磁阀 211、气体灭火罐212、第一管道213，气体灭火剂采用七氟丙烷或全氟己酮，第一管道213上安装有喷嘴，喷嘴置于电池簇附近，每个电池簇对应一个喷嘴。

进而，一级灭火装置21的第一电磁阀211安装在气体灭火罐212上，一级灭火装置21收到灭火信号后此第一电磁阀211开启，气体灭火剂从气体灭火罐212内喷出，经第一管道213流通，从喷嘴喷出至各个电池簇，进行气体灭火。

进一步地，灭火装置15还包括：水灭火的二级灭火装置22，二级灭火装置22包括：供水单元221、第二电磁阀222、温控喷头223、第二管道224；

可选的，第二电磁阀222安装在供水单元221和第二管道224的一端，温控喷头223与第二管道224的另一端连接，第二电磁阀222在接收到第二预警信号后控制供水单元221中的水通过第二管道224的另一端处的温控喷头223喷向电池上。

在一种可能的实现中，二级灭火装置22为水灭火包括：供水单元221、第二电磁阀222、温控喷头223、第二管道224，温控喷头223采用外部消防供水，第二管道224上安装有温控喷头223，温控喷头223置于电池箱上，每个电池箱对应一个温控喷头223，温控喷头223为机械式温控自启动喷头.

进而，二级灭火装置22的第二电磁阀222安装在进水总管道上，二级灭火装置22收到灭火信号后此第二电磁阀222开启，外部消防水进入第二管道 224，温控喷头223达到温度阀值后开启，对电池箱进行水喷淋灭火。

此外，在一种可能的实现中，灭火装置15包括信号接收器、信号处理器、信号发送器，灭火装置15的信号接收器接收预警模块12发出的信号和EMS 监测的电池温度信号，信号处理器对信号进行分析处理，信号发送器根据分析结果生成灭火信号，灭火信号分别传输至EMS、报警器、灭火装置。

应理解，在设计上，灭火装置15可以是包含灭火控制器的装置，在灭火控制器收到预警模块12发来预警信号后，控制二级灭火装置22和一级灭火装置21动作。

此外，本申请实施例不对供水单元221、第二电磁阀222、温控喷头223、第二管道224、第一电磁阀211、气体灭火罐212、第一管道213各自的数量做限制，根据实际情况而定。

本申请实施例提供的储能安全系统，该系统中的灭火装置包括：气体灭火的一级灭火装置，该一级灭火装置包括：第一电磁阀、气体灭火罐、第一管，第一电磁阀安装在气体灭火罐上，第一管道与气体灭火罐连接，第一电磁阀在接收到第二预警信号后控制气体灭火罐中的气体灭火剂通过第一管道喷洒在电池上；该一级灭火装置还包括：水灭火的二级灭火装置，二级灭火装置包括：供水单元、第二电磁阀、温控喷头、第二管道，该第二电磁阀安装在供水单元和第二管道的一端，温控喷头与第二管道的另一端连接，第二电磁阀在接收到第二预警信号后控制供水单元中的水通过第二管道的另一端处的所述温控喷头喷向电池上。该方案中实现了灭火和灭烟，有效扑灭火灾以及避免了可能存在的复燃情况。

在上述系统实施例的基础上，图5为本申请实施例提供的储能安全系统的控制方法的流程示意图一。如图5所示，该储能安全系统的控制方法应用于上述实施例中的储能安全系统，具体执行主体为预警模块，可以是下述实施例中的电子设备，该方法包括如下步骤：

步骤51、获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度。

在本步骤中，电池储能系统中储能箱内的实时温度和电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度可以通过上述的监测模块测出，并传输给预警模块。

在一种可能的实现中，监测模块可以包括至少一个气体探测器和至少一个温度探测器，至少一个气体探测器用于采集储能箱内气体信息(即电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度)并转化为电信号传输给预警装置，至少一个温度探测器用于采集储能箱内温度信息(储能箱内的实时温度)并转化为电信号传输给预警装置。

其中，气体探测器能探测氢气、一氧化碳、VOC等电池热失控释放的可燃气体和电解液挥发气体，以及微量气体成分，即实现可燃气体的气体浓度的探测；温度探测器能探测储能箱内的实时温度。

可选的，监测模块与预警模块的连接关系可以是物理连接。

步骤52、在实时温度大于第一预警温度、和/或气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号。

其中，第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开电池储能系统中高压盒电池侧电路。

在本步骤中，第一预警信号指示储能电池有发生热失控的趋势，但电池还没有热失控，也即在实时温度和气体浓度的判断时，设置有对应的预警阈值，即第一预警温度和第一预警浓度。

在一种可能的实现中，该步骤如下所示：

具体的，当任意一个气体探测器监测到的气体信息大于预先标定设置的第一预警浓度时，预警模块生成第一预警信号，该气体信息可以是气体浓度，第一预警浓度为气体探测器的探测精度，如1PPM。

具体的，当任意一个温度探测器监测到的实时温度大于预先标定设置的第一预警温度时，预警模块生成第一预警信号，该实时温度可以是温度数值或温升速率值，第一预警温度为储能箱受太阳辐射的影响和箱内电池产热影响的加权温度值，如48℃、5℃/min等。

此外，在一种可能的实现中，将第一预警信号分别传输至电气控制柜、BMS。在电气控制柜收到第一预警信号后，断开电气控制柜电池侧总电路，对电池进行断电保护；BMS收到第一预警信号后，断开高压盒电池侧电路，对电池进行断电保护。

步骤53、向报警器发送第一预警信号。

其中，第一预警信号还用于指示报警器发出第一警报，该第一警报用于提示用户电池有发生热失控的趋势。

在本步骤中，预警模块在生成第一预警信号后，向报警器发送该第一预警信号，报警器接收该第一预警信号后，提示用户电池有发生热失控的趋势。

在一种可能的实现中，报警器包括本地声光报警器、云端后台报警等，当报警器为声光报警器时，该第一警报可以是发出黄光和短促蜂鸣声，即指示值守人员储能电池有发生热失控的趋势，但电池还没有热失控。

本申请实施例提供的储能安全系统的控制方法，通过获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度，之后在实时温度大于第一预警温度、和/或气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，最后向报警器发送第一预警信号。该方法中，从可燃气体的气体浓度和储能箱内的实时温度出发，解决了电池热失控预警不及时，无法准确判断电池热失控，无法阻止电池热失控的发生，以及报警信号链条过长等问题。

在图5的基础上，图6为本申请实施例提供的储能安全系统的控制方法的流程示意图二。如图6所示，该储能安全系统的控制方法在上述步骤51之后，还可以包括如下步骤：

步骤61、在实时温度大于第二预警温度、和/或气体浓度大于第二预警浓度时，生成第二预警信号。

在本步骤中，第二预警信号指示储能电池热失控已经不可抑制，有燃烧爆炸的风险，也即在实时温度和气体浓度的判断时，设置有温度和气体浓度更高的预警阈值，即第二预警温度大于第一预警温度，第二预警浓度大于第一预警浓度。

在一种可能的实现中，该步骤如下所示：

具体的，当任意一个气体探测器监测到的气体信息大于预先标定设置的第二预警浓度时，预警模块生成第二预警信号，该气体信息可以是气体浓度，第二预警浓度可依据可燃气体的爆炸下限浓度设置，如5％的爆炸下限浓度。

具体的，当任意一个温度探测器监测到的实时温度大于预先标定设置的第二预警温度时，预警模块生成第二预警信号，该实时温度可以是温度数值或温升速率值，第二预警温度为电池限制充放电温度和箱内电池产热影响的加权温度值，如65℃、5℃/s等。

步骤62、根据第二预警信号，控制灭火装置对电池进行消防处理。

其中，消防处理包括灭火、和/或灭烟。

在本步骤中，灭火装置主要是基于电池热失控已不可抑制的情况下触发，即需要对电池进行灭火和或灭烟，作为一种触发方式，灭火装置收到预警模块发送的第二预警信号。

可选的，灭火装置对电池进行消防处理的方式可以包括如下两种：

1、灭火装置包括气体灭火的一级灭火装置，包括第一电磁阀、气体灭火罐、第一管道，气体灭火剂采用七氟丙烷或全氟己酮，第一管道上安装有喷嘴，喷嘴置于电池簇附近，每个电池簇对应一个喷嘴。

进而，一级灭火装置的第一电磁阀安装在气体灭火罐上，一级灭火装置收到灭火信号后此第一电磁阀开启，气体灭火剂从气体灭火罐内喷出，经第一管道流通，从喷嘴喷出至各个电池簇，进行气体灭火。

2、灭火装置包括水灭火的二级灭火装置，包括：供水单元、第二电磁阀、温控喷头、第二管道，温控喷头采用外部消防供水，第二管道上安装有温控喷头，温控喷头置于电池箱上，每个电池箱对应一个温控喷头，温控喷头为机械式温控自启动喷头.

进而，二级灭火装置的第二电磁阀安装在进水总管道上，二级灭火装置收到灭火信号后此第二电磁阀开启，外部消防水进入第二管道，温控喷头达到温度阀值后开启，对电池箱进行水喷淋灭火。

步骤63、向报警器发送第二预警信号。

其中，第二预警信号用于指示报警器发出第二警报，该第二警报用于提示用户电池热失控已不可抑制。

在本步骤中，预警模块在生成第二预警信号后，向报警器发送该第二预警信号，报警器接收该第二预警信号后，提示用户储能电池热失控已经不可抑制，有燃烧爆炸的风险。

进一步地，报警器在收到第二预警信号后发出第二警报，该第二警报用于提示用户电池热失控已不可抑制。

在一种可能的实现中，报警器包括本地声光报警器、云端后台报警等，当报警器为声光报警器时，声光报警器发出红光和不间断长蜂鸣声，告知值守人员储能电池热失控已经不可抑制，有燃烧爆炸的风险。

本申请实施例提供的储能安全系统的控制方法，通过在实时温度大于第二预警温度、和/或气体浓度大于第二预警浓度时，生成第二预警信号，之后根据第二预警信号，控制灭火装置对电池进行消防处理，最后向报警器发送第二预警信号，该第二预警信号用于指示报警器发出第二警报，该第二警报用于提示用户电池热失控已不可抑制。该方法中，从可燃气体的气体浓度和储能箱内的实时温度出发，从而实现了有效扑灭电池热失控产生的火灾。

在上述方法实施例的基础上，图7为本申请实施例提供的储能安全系统的控制装置的结构示意图。如图7所示，该控制装置包括：

获取模块71，用于获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；

处理模块72，用于在实时温度大于第一预警温度、和/或气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，该第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开电池储能系统中高压盒电池侧电路；

发送模块73，用于向报警器发送第一预警信号，第一预警信号还用于指示报警器发出第一警报，该第一警报用于提示用户电池有发生热失控的趋势。

在本申请实施例一种可能的设计中，处理模块72，还用于在实时温度大于第二预警温度、和/或气体浓度大于第二预警浓度时，生成第二预警信号，并根据第二预警信号，控制灭火装置对电池进行消防处理，该消防处理包括灭火、和/或灭烟，第二预警温度大于第一预警温度，第二预警浓度大于第一预警浓度；

发送模块73，还用于向报警器发送第二预警信号，该第二预警信号用于指示报警器发出第二警报，该第二警报用于提示用户电池热失控已不可抑制。

本申请实施例提供的储能安全系统的控制装置，可用于执行上述实施例中储能安全系统的控制方法对应的技术方案，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

图8为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。如图8所示，该电子设备可以包括：处理器80、存储器81及存储在该存储器81上并可在处理器80上运行的计算机程序指令。

其中，该电子设备可以是上述实施例中的预警模块12。

处理器80执行存储器81存储的计算机执行指令，使得处理器80执行上述实施例中的方案。处理器80可以是通用处理器，包括中央处理器CPU、网络处理器(networkprocessor，NP)等；还可以是数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可选的，该电子设备还可以包括：收发器82。存储器81和收发器82通过系统总线与处理器80连接并完成相互间的通信，存储器81用于存储计算机程序指令。

收发器82用于和其他设备进行通信，该收发器82构成通信接口。

可选的，在硬件实现上，上述图7所示实施例中的获取模块71和发送模块72对应于本实施例中的收发器82。

系统总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，EISA) 总线等。系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

本申请实施例提供的电子设备，可用于执行上述实施例中储能安全系统的控制方法对应的技术方案，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行上述实施例中储能安全系统的控制方法的技术方案。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机指令，当该计算机指令在计算机设备上运行时，使得计算机设备执行上述实施例中储能安全系统的控制方法的技术方案。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于执行上述实施例中储能安全系统的控制方法的技术方案。

上述的计算机可读存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。可读存储介质可以是通用或专用计算机设备能够存取的任何可用介质。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种储能安全系统，其特征在于，包括：监测模块、预警模块和报警器；

所述预警模块分别与所述监测模块和所述报警器连接，

所述监测模块监测电池储能系统中储能箱内的实时温度和所述电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；

所述预警模块在所述实时温度大于第一预警温度、和/或所述气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，所述第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开所述电池储能系统中高压盒电池侧电路；

所述报警器在收到所述第一预警信号后发出第一警报，所述第一警报用于提示用户所述电池有发生热失控的趋势。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：散热模块；

所述散热模块与所述预警模块连接；

所述散热模块在接收到所述第一预警信号后，为所述电池储能系统中的电池进行散热。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一预警浓度为所述监测模块的探测精度；

所述第一预警温度为所述储能箱受太阳辐射影响和所述储能箱内电池产热影响的加权温度值。

4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：灭火装置；

所述灭火装置与所述预警模块连接；

所述灭火装置在收到第二预警信号对所述电池储能系统进行消防处理，所述消防处理包括灭火、和/或灭烟，所述第二预警信号是所述预警模块在所述实时温度大于第二预警温度、和/或所述气体浓度大于第二预警浓度时生成的，所述第二预警温度大于所述第一预警温度，所述第二预警浓度大于所述第一预警浓度；

所述报警器在收到所述第二预警信号后发出第二警报，所述第二警报用于提示用户所述电池热失控已不可抑制。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二预警浓度为所述可燃气体的爆炸下限浓度；

所述第二预警温度为所述电池限制充放电温度和箱内电池产热影响的加权温度值。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述灭火装置包括：气体灭火的一级灭火装置，所述一级灭火装置包括：第一电磁阀、气体灭火罐、第一管道；

所述第一电磁阀安装在所述气体灭火罐上，所述第一管道与所述气体灭火罐连接；

所述第一电磁阀在接收到所述第二预警信号后控制所述气体灭火罐中的气体灭火剂通过所述第一管道喷洒在所述电池上。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述灭火装置还包括：水灭火的二级灭火装置，所述二级灭火装置包括：供水单元、第二电磁阀、温控喷头、第二管道；

所述第二电磁阀安装在所述供水单元和所述第二管道的一端，所述温控喷头与所述第二管道的另一端连接；

所述第二电磁阀在接收到所述第二预警信号后控制所述供水单元中的水通过所述第二管道的另一端处的所述温控喷头喷向所述电池上。

8.一种储能安全系统的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的系统中的预警模块，所述方法包括：

获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和所述电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；

在所述实时温度大于第一预警温度、和/或所述气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，所述第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开所述电池储能系统中高压盒电池侧电路；

向报警器发送所述第一预警信号，所述第一预警信号还用于指示所述报警器发出第一警报，所述第一警报用于提示用户所述电池有发生热失控的趋势。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和所述电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度之后，所述方法还包括：

在所述实时温度大于第二预警温度、和/或所述气体浓度大于第二预警浓度时，生成第二预警信号，所述第二预警温度大于所述第一预警温度，所述第二预警浓度大于所述第一预警浓度；

根据所述第二预警信号，控制灭火装置对所述电池进行消防处理，所述消防处理包括灭火、和/或灭烟；

向报警器发送所述第二预警信号，所述第二预警信号用于指示所述报警器发出第二警报，所述第二警报用于提示用户所述电池热失控已不可抑制。

10.一种储能安全系统的控制装置，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的系统中的预警模块，所述装置包括：

获取模块，用于获取电池储能系统中储能箱内的实时温度和所述电池储能系统中电池热失控释放的可燃气体的气体浓度；

处理模块，用于在所述实时温度大于第一预警温度、和/或所述气体浓度大于第一预警浓度时，生成第一预警信号，所述第一预警信号用于指示断开电气控制柜中电池侧总电路、以及指示断开所述电池储能系统中高压盒电池侧电路；

发送模块，用于向报警器发送所述第一预警信号，所述第一预警信号还用于指示所述报警器发出第一警报，所述第一警报用于提示用户所述电池有发生热失控的趋势。

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