CN115154958A - 一种带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法,包括箱体,箱体通过隔板分为电池间和监控间,电池间内设置有若干的消防分区,消防分区内设置有电池簇;电池簇包括有若干的电池包,若干电池包与开关盒连接;电池包内设置有一级灭火系统,电池簇内设置二级灭火系统,若干的一级灭火系统和若干的二级灭火系统构成三级灭火系统。本发明提供的带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法,增加了电池仓的使用寿命,避免了电池仓内热量较大的问题,通过三级灭火系统、液冷机组的综合效果,使得热量排出,同时增强了预防效果,延长了带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法的使用寿命。

Description

一种带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法
技术领域
本发明属于电池技术领域,具体说是涉及一种带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法。
背景技术
电池储能系统作为新能源系统的重要组成部分,是新能源系统的关键子系统。通常情况下,电池储能系统是由大量的单体电池进行串联并联组合形成电池组模块,之后电池组模块放置在壳体内形成电池包,多个电池包构建成一个电池簇,多个电池簇并联后再进入PCS设备中,形成完整的电池储能系统,来实现一定规模电能的存储和释放的功能。
而电池簇在使用过程中,电池会不断的产生热量,电池之间会产生温度差,如果产生的热量不能及时排出,会导致电池的使用寿命,甚至会影响整个电池包、整个电池储能系统的使用寿命;此外,由于电池储能系统中具有较多的电池包和电池簇,电池包和电池簇的搬运和升降操作也是非常频繁的操作,费时费力。因此,本方案针对如何降低电池簇内各个电池包之间的温差这一技术问题进行解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法,解决了如何增加电池仓(电池储能系统)使用寿命的技术问题,避免了电池仓内热量较大的问题,通过三级灭火系统、液冷机组的综合效果,使得热量排出,同时增强了预防效果,延长了带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法的使用寿命。
一种带多重消防系统的储能集装箱,包括箱体,所述箱体通过隔板分为电池间和监控间,所述电池间内设置有若干的消防分区,所述消防分区内设置有电池簇,所述监控间内设置有消防柜、液冷机组、消防主机和配电室,若干的所述电池簇与所述配电室连接,所述配电室与外电网连接,与所述液冷机组连接的液冷管道穿设多个所述消防分区;
所述电池簇包括有若干的电池包,若干所述电池包与开关盒连接;
所述电池包内设置有一级灭火系统,所述电池簇内设置二级灭火系统,若干的所述一级灭火系统和所述若干的二级灭火系统构成三级灭火系统,所述一级灭火系统和所述二级灭火系统连接,所述一级灭火系统与所述消防柜、所述液冷机组、所述消防主机连接。
所述二级灭火系统包括气溶胶型灭火器二、传感器二、消防喷头二和电磁阀二,所述消防喷头二具有若干,且朝向若干的所述电池簇设置;
若干的消防喷头二均连接在消防管道二上,消防管道二上且靠近所述消防喷头二位置设置有电磁阀二,所述消防管道二与消防柜连接;
若干的所述传感器二分别连接在消防通讯线二上,所述消防通讯线二与消防主机连接,所述消防主机与消防柜连接。
所述箱体内还设置有监控系统。
所述箱体的底端设置有风扇一。
相邻的防火分区之间设置有防火岩棉或者夹套式结构,所述防火岩棉将每个簇隔离成独立的空间。
所述电池包包括外壳体、设置在所述外壳体中的若干电池组模块,所述电池组模块包括若干的相互并联或串联的电池组,所述电池组包括若干的电芯,两个所述电池组模块之间设置有间距,若干电池组堆垛形成多层结构,所述外壳体内部还设置有散热通道。
一种带多重消防系统的消防灭火方法,具体包括以下步骤:
步骤S1:将若干的电芯组合在一起形成电池组,若干个电池组形成电池组模块,若干个电池组模块形成电池包;
步骤S2:在每个电池包内布置有气溶胶型灭火器、传感器、消防喷头和电磁阀;
步骤S3:将多个电池包组合在一起,并使得若干电池包连接在开关盒上,形成一个电池簇;
电池簇设置有多个,多个电池簇分别设置在不同的消防分区中,形成电池系统;
步骤S4:在每个电池簇中设置有监控系统和灭火喷头;
所述步骤S2中,当遇到小火情时,启动单个电池包内的灭火系统;
所述步骤S3中,当电池簇遇到火情时,启动消防分区中的单簇灭火系统;
当电池系统遇到火情时,启动全部的灭火装置。
所述步骤S3中,多个消防分区中还分别穿设有液冷管道,液冷管道与液冷机组连接。
一种电池包/电池簇用的集装提升装置,包括竖直设置的固定架和转动架、分别设置在所述固定架和所述转动架底端的万向轮、竖直设置在所述转动架上的丝杠传动机构、水平设置在所述丝杠传动机构上的承接板,所述转动架的一侧顶端与所述固定架铰接,且另一侧的顶端与所述固定架可分离式的连接,所述固定架和所述转动架之间卡设有箱体的门板。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)精准监控、精准灭火:每个电池包布置有气溶胶型灭火器;每个电池簇设置监控及灭火喷头;可精准防护到每个电池箱。
(2)三级复合防护灭火:设置电池包、电池簇、电池系统三级防护策略;小火情启动单个电池包内的灭火系统;电池簇火情启动单簇灭火系统;电池系统火情启动全部的灭火装置。
(3)分区防护:以簇为单元进行消防分区;使用防火岩棉将每个簇隔离成独立的空间;即使单簇的电池包或整个簇出现火情不影响其他簇;可以有效隔离火情不蔓延。
(4)配合使用液冷机组对电池系统进行散热;加强散热效果,降低电池系统热失控的风险;
(5)本方案中设置有集装提升装置,主要是基于本方案中的储能集装箱中,具有较多的电池包和电池簇,将固定架和转动架设置在箱体门板的两侧,当需要将电池包或者电池簇升高到一定的高度时,将电池包或者电池簇设置在承接板上,在丝杠传动机构的作用下,带动承接板上升,通过箱体门板和转动架的转动过程,将电池包或者电池簇转动到箱体的内部,进行安装,方便快捷,省时省力。
附图说明
图1是本发明实施例中带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法的布置结构图。
图2是本发明实施例中储能电池包外壳体的主视图。
图3是本发明实施例中储能电池包的内部结构主视图。
图4是本发明实施例中集装提升装置的结构示意图。
图5是本发明实施例中集装提升装置的上端部结构示意图。
图6是本发明实施例中集装提升装置的下端部结构示意图。
图7是本发明实施例中集装提升装置的张开结构示意图。
其中,图中:1、防火隔板;2、液冷管道;3、电磁阀二;4、消防通讯线二;5、风扇一;6、消防主机;7、液冷机组;8、消防柜;9、传感器二;10、消防管道二;11、消防喷头二;12、灭火系统二;13、外壳体;14、散热板;15、接地座;16、电芯;17、风扇二;18、灭火器一;19、箱体;20、承接板;21、万向轮;22、门板;23、导柱;24、丝杠;25、转动架;251、固定柱;26、固定架;261、支杆一;262、支杆二;263、螺栓;27、电机。
具体实施方式
为了能更加清楚说明本方案的技术特点,下面通过具体实施方式,对本方案进行阐述。
参见图1,一种带多重消防系统的储能集装箱及其消防灭火方法,包括箱体,箱体通过隔板分为电池间和监控间,电池间内设置有若干的消防分区,消防分区内设置有电池簇,监控间内设置有消防柜8、液冷机组7、消防主机6和配电室,若干的电池簇与配电室连接,配电室与外电网连接,与液冷机组7连接的液冷管道2穿设多个消防分区;
电池簇包括有若干的电池包,若干电池包与开关盒连接;
参见图2和图3,电池包内设置有一级灭火系统,电池簇内设置二级灭火系统,若干的一级灭火系统和若干的二级灭火系统构成三级灭火系统,一级灭火系统和二级灭火系统连接,一级灭火系统与消防柜8、液冷机组7、消防主机6连接。
二级灭火系统12包括气溶胶型灭火器二、传感器二9、消防喷头二11和电磁阀二3,消防喷头二11具有若干,且朝向若干的电池簇设置;
若干的消防喷头二11均连接在消防管道二10上,消防管道二10上且靠近消防喷头二11位置设置有电磁阀二3,消防管道二10与消防柜8连接;
若干的传感器二9分别连接在消防通讯线二4上,消防通讯线二4与消防主机6连接,消防主机6与消防柜8连接。
一级灭火系统包括气溶胶型灭火器一18、传感器一、消防喷头一和电磁阀一,消防喷头一具有若干,且朝向电池包设置;
若干的消防喷头一均连接在消防管道一上,消防管道一上且靠近消防喷头一位置设置有电磁阀一,消防管道一与消防管道二10连接;
若干的传感器一分别连接在消防通讯线一上,消防通讯线一与消防通讯线二4连接。
箱体内还设置有监控系统。
箱体的底端设置有风扇一5。
电池包包括外壳体13、设置在外壳体13中的若干电池组模块,电池组模块包括若干的相互并联或串联的电池组,电池组包括若干的电芯16,两个电池组模块之间设置有间距,若干电池组堆垛形成多层结构,外壳体13内部还设置有散热通道。
外壳体13的底端设置有接地座15,侧部设置有散热板14,且顶端设置有风扇二17和灭火器二18。
一种带多重消防系统的消防灭火方法,具体包括以下步骤:
步骤S1:将若干的电芯组合在一起形成电池组,若干个电池组形成电池组模块,若干个电池组模块形成电池包;
步骤S2:在每个电池包内布置有气溶胶型灭火器、传感器、消防喷头和电磁阀;
步骤S3:将多个电池包组合在一起,并使得若干电池包连接在开关盒上,形成一个电池簇;
电池簇设置有多个,多个电池簇分别设置在不同的消防分区中,形成电池系统;
步骤S4:在每个电池簇中设置有监控系统和灭火喷头;
步骤S2中,当遇到小火情时,启动单个电池包内的灭火系统;
步骤S3中,当电池簇遇到火情时,启动消防分区中的单簇灭火系统;当电池系统遇到火情时,启动全部的灭火装置。
步骤S3中,多个消防分区中还分别穿设有液冷管道,液冷管道与液冷机组连接。
参见图4,图5,图6和图7,一种电池包/电池簇用的集装提升装置,包括竖直设置的固定架26和转动架25、分别设置在固定架26和转动架25底端的万向轮21、竖直设置在转动架25上的丝杠24传动机构、水平设置在丝杠24传动机构上的承接板20,转动架25的一侧顶端与固定架26铰接,且另一侧的顶端与固定架26可分离式的连接,固定架26和转动架25之间卡设有箱体19的门板22;
固定架26和转动架25之间设置有间距,间距内卡设有箱体19的门板22。
其中,丝杠24传动机构包括竖直设置在转动架25上的导柱23和丝杠24、与丝杠24一端连接的电机27,电机27设置在转动架25上,丝杠24、导柱23均穿过承接板20,在丝杠24的转动作用下,带动承接板20上升运动;
在转动架25的两侧顶端分别设置有固定柱251,在固定架26的两侧顶端分别设置有支杆一261和支杆二262,其中一个固定柱251穿过支杆一261上设置的开口槽内,在支杆一261上设置有螺栓263,能够对该固定柱251进行限位,拆卸螺栓263,使得该固定柱251与支杆一261可分离式的连接;
另一个固定柱251与支杆二262铰接连接,使得转动架25能够绕该固定柱251的中心旋转,这样使得承接板20和电池包或者电池簇逐渐靠近集装箱内部;
由于转动架25和固定架26的底端均设置有万向轮21,因此,可以推动该集装提升装置沿着箱体19门板22移动,使得整个承接板20能够覆盖在集装箱的各个位置;
当将电池包或者电池簇安装或者卸载完毕后,将转动架25和固定架26取下即可。
本发明的具体工作过程:
电池仓内改变传统的电池排布方式,以电池簇为基本单位、用防火隔板11(如岩棉或夹套式结构)将电池仓分区隔离成独立空间,一旦有某一簇电池出现异常险情会在一定时间内防止风险扩散,同时根据险情分区发出喷射指令,精准灭火,在同剂量灭火材料下,可以对火源喷射更多的灭火材料,提高灭火效果;
每个簇电箱(即相邻两个防火隔板1之间的区域)使用液冷方式进行散热降温,冷却效果更优于空调的强制风冷散热,实现了防火和降温冷却功能合二为一,冷却液是水与乙二醇混合液或其他绝缘而又不燃液体,由制冷机组控制,液冷机组7可设置在仓内也可外置;
消防主机6与电池簇内探测器、消防柜8相连,控制整个消防系统的通讯与开启:
a、当电池箱内发生火情时,系统首先自触发电池箱内气溶胶灭火模块(通过热敏线感知电池箱内温度变化,一旦温度超过设定温度上限即可触发,这个过程不需要点信号指令,比通过电信号方式控制更直接快速,更可靠稳定),实现对电池箱的精准灭火;
b、当电池箱内的灭火器能满足灭火要求时,电池簇灭火系统不启动,当电箱内的灭气器不能满足灭火要求,迅速启动电池簇灭火系统;
通过通讯控制电磁阀来控制单簇的灭火系统的开启,仅当多簇多处同时发生火情时、且火情比较严重时,系统开启所有灭火系统起到三重防控的效果。确保能有效控制火情。
本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现,在此不再赘述,当然,上述说明并非是对本发明的限制,本发明也并不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带多重消防系统的储能集装箱,其特征在于,包括箱体,所述箱体通过隔板分为电池间和监控间,所述电池间内设置有若干的消防分区,所述消防分区内设置有电池簇,所述监控间内设置有消防柜、液冷机组、消防主机和配电室,若干的所述电池簇与所述配电室连接,所述配电室与外电网连接,与所述液冷机组连接的液冷管道穿设多个所述消防分区;
所述电池簇包括有若干的电池包,若干所述电池包与开关盒连接;
所述电池包内设置有一级灭火系统,所述电池簇内设置二级灭火系统,若干的所述一级灭火系统和所述若干的二级灭火系统构成三级灭火系统,所述一级灭火系统和所述二级灭火系统连接,所述一级灭火系统与所述消防柜、所述液冷机组、所述消防主机连接。
2.根据权利要求1所述的带多重消防系统的储能集装箱,其特征在于,所述二级灭火系统包括气溶胶型灭火器二、传感器二、消防喷头二和电磁阀二,所述消防喷头二具有若干,且朝向若干的所述电池簇设置;
若干的消防喷头二均连接在消防管道二上,消防管道二上且靠近所述消防喷头二位置设置有电磁阀二,所述消防管道二与消防柜连接;
若干的所述传感器二分别连接在消防通讯线二上,所述消防通讯线二与消防主机连接,所述消防主机与消防柜连接。
3.根据权利要求2所述的带多重消防系统的储能集装箱,其特征在于,所述箱体内还设置有监控系统。
4.根据权利要求3所述的带多重消防系统的储能集装箱,其特征在于,所述箱体的底端设置有风扇一。
5.根据权利要求1所述的带多重消防系统的储能集装箱,其特征在于,相邻的防火分区之间设置有防火岩棉或者夹套式结构,所述防火岩棉将每个簇隔离成独立的空间。
6.根据权利要求1所述的带多重消防系统的储能集装箱,其特征在于,所述电池包包括外壳体、设置在所述外壳体中的若干电池组模块,所述电池组模块包括若干的相互并联或串联的电池组,所述电池组包括若干的电芯,两个所述电池组模块之间设置有间距,若干电池组堆垛形成多层结构,所述外壳体内部还设置有散热通道。
7.一种带多重消防系统的消防灭火方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤S1:将若干的电芯组合在一起形成电池组,若干个电池组形成电池组模块,若干个电池组模块形成电池包;
步骤S2:在每个电池包内布置有气溶胶型灭火器、传感器、消防喷头和电磁阀;
步骤S3:将多个电池包组合在一起,并使得若干电池包连接在开关盒上,形成一个电池簇;
电池簇设置有多个,多个电池簇分别设置在不同的消防分区中,形成电池系统;
步骤S4:在每个电池簇中设置有监控系统和灭火喷头。
8.根据权利要求6所述的带多重消防系统的消防灭火方法,其特征在于,所述步骤S2中,当遇到小火情时,启动单个电池包内的灭火系统;
所述步骤S3中,当电池簇遇到火情时,启动消防分区中的单簇灭火系统;
当电池系统遇到火情时,启动全部的灭火装置。
9.根据权利要求7所述的带多重消防系统的消防灭火方法,其特征在于,所述步骤S3中,多个消防分区中还分别穿设有液冷管道,液冷管道与液冷机组连接。
10.一种电池包/电池簇用的集装提升装置,其特征在于,包括竖直设置的固定架和转动架、分别设置在所述固定架和所述转动架底端的万向轮、竖直设置在所述转动架上的丝杠传动机构、水平设置在所述丝杠传动机构上的承接板,所述转动架的一侧顶端与所述固定架铰接,且另一侧的顶端与所述固定架可分离式的连接;
所述固定架和所述转动架之间设置有间距,所述间距内卡设有箱体的门板。
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