CN115364404A - 电池安全监控系统、方法及储能系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电池安全监控系统、方法及储能系统。该系统用于对一个或多个电池模组进行安全监控，电池安全监控系统包括中央控制器、故障检测传感器、火焰探测装置和灭火装置，故障检测传感器用于检测到目标电池模组发生故障，并向中央控制器发送故障信息；中央控制器用于根据故障信息，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测；火焰探测装置用于当监测到目标电池模组发生火灾，发送火灾信息给中央控制器；以及中央控制器还用于控制灭火装置对目标电池模组启动灭火操作。无需设置过多的传感器，而是在检测到目标电池模组发生故障时，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测，从而可以实现低成本、准确地监控电池的安全性。

Description

电池安全监控系统、方法及储能系统
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电池安全监控系统、方法及储能系统。
背景技术
锂离子电池是一种能量密度较高的二次电池，目前被广泛应用于储能行业的储能载体。但是因其放电功率较大、电解液可燃，也存在着诸多安全风险，包括电池的热滥用以及热失控等。因此，需要实时对存放电池的储能集装箱进行明火检测。目前已有的方法是通过配置红外/紫外火焰传感器探测明火，或者通过视屏监控搭配深度学习方案检测明火。但是这两种方案都存在一定缺陷。对于前者，由于储能集装箱空间狭窄，遮挡物较多，一般需配置多个传感器进行检测，且电弧等易导致系统误报，该方法一般适用于空旷地带的明火检测，用于储能集装箱成本较高，且由于储能集装箱内的传感器密集布置，当传感器出现问题时，集装箱内维护比较困难。对于后者，储能集装箱火灾多由电池热失控引发，因此在明火前，一般具有较高烟雾，漏报风险较大。
可见，已有的明火探测方案主要适用于宽阔地带及建筑消防，无法适配储能集装箱的特殊环境以及电池火灾特有性质，并存在成本高，易漏报等问题。因此，亟需一种低成本、准确的监控电池的安全性的方案。
发明内容
本申请提供一种电池安全监控系统、方法及储能系统，以低成本、准确地监控电池的安全性。
第一方面，提供了一种电池安全监控系统，所述电池安全监控系统用于对一个或多个电池模组进行安全监控，所述电池安全监控系统包括中央控制器、故障检测传感器、火焰探测装置和灭火装置，所述故障检测传感器用于检测到目标电池模组发生故障，并向所述中央控制器发送故障信息；所述中央控制器用于根据所述故障信息，控制所述火焰探测装置对所述目标电池模组进行火焰监测；所述火焰探测装置用于当监测到所述目标电池模组发生火灾，发送火灾信息给所述中央控制器；以及所述中央控制器还用于控制所述灭火装置对所述目标电池模组启动灭火操作。
在该方面中，无需设置过多的传感器，而是在检测到目标电池模组发生故障时，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测，从而可以实现低成本、准确地监控电池的安全性。
在一种可能的实现中，所述故障检测传感器用于检测到所述目标电池模组中的电池的电芯发生以下一种或多种故障：电芯温度超过设定温度、电芯温度升高速度超过设定速度、电芯电压低于设定电压、所述目标电池模组包括的多个电池中的第一电池的电芯的电压与所述目标电池模组中除所述第一电池外的其它任意一个电池的电芯的电压之差大于设定阈值。
在该实现中，可以通过检测电芯超温、电芯温升过快、电压跌落、电压离群等故障信息，检测电池模组是否发生故障。上述故障信息可以由电池管理系统(batterymanagement system，BMS)检测或收集。
在另一种可能的实现中，所述故障检测传感器用于检测到所述目标电池模组周围的可燃气体浓度大于或等于设定浓度。
在该实现中，当目标电池模组中的一个或多个电池发生故障时，电芯开阀，产生少量可燃气体。当可燃气体达到一定浓度，会导致火灾。因此，可以通过检测目标电池模组的可燃气体浓度是否大于或等于设定浓度，来判断目标电池模组是否发生故障。
在又一种可能的实现中，所述火焰探测装置包括火焰探测传感器、驱动电机和姿态调整底座，所述火焰探测传感器位于所述姿态调整底座上，所述驱动电机与所述火焰探测传感器和所述姿态调整底座连接；所述中央控制器还用于向所述驱动电机发送所述目标电池模组的位置信息；所述驱动电机用于驱动调整所述姿态调整底座的火焰监测的角度，使得所述角度与所述目标电池模组的位置一致；以及所述火焰探测传感器用于对所述目标电池模组进行持续地火焰监测。
在该实现中，通过调整火焰探测装置的姿态调整底座的火焰监测的角度，使得该角度与目标电池模组的位置一致，从而可以准确地对目标电池模组进行火焰监测；且无需设置过多的火焰探测传感器进行火焰监测，节省了监控成本。
在又一种可能的实现中，所述驱动电机还用于周期性地驱动调整所述姿态调整底座的火焰监测的角度；以及所述火焰探测传感器还用于对所述一个或多个电池模组进行火焰监测。
在该实现中，在未检测到任意一个电池模组发生故障时，可以对空间中的一个或多个电池模组进行火灾巡检，以及时发现火灾。
在又一种可能的实现中，所述中央控制器还用于接收到所述目标电池模组的故障信息后，启动计时器；所述中央控制器还用于在所述计时器的计时时长内，控制所述火焰探测装置对所述目标电池模组进行火焰监测；以及所述中央控制器还用于在所述计时器的计时时长内，接收到所述火焰探测装置发送的火灾信息，控制所述灭火装置对所述目标电池模组启动灭火操作。
在该实现中，通过设置计时器，以在一定的时间内持续地监测发生故障的目标电池模组是否发生火灾，可以准确、可靠地监测目标电池模组的安全性。
在又一种可能的实现中，所述中央控制器还用于在所述计时器的计时时长内，未接收到所述火焰探测装置发送的火灾信息，且所述中央控制器再次接收到所述目标电池模组的故障信息，所述中央控制器控制所述火焰探测装置继续对所述目标电池模组进行火焰监测。
在该实现中，通过设置计时器，以在一定的时间内持续地监测发生故障的目标电池模组是否发生火灾，可以准确、可靠地监测目标电池模组的安全性。
在又一种可能的实现中，所述中央控制器还用于对包含所述目标电池模组的功率回路进行断电。
在该实现中，在检测到目标电池模组发生故障之后，及时断开包含目标电池模组的功率回路，可以避免功率回路起火，烧毁器件，造成更大的损失。
第二方面，提供了一种电池安全监控方法，所述方法包括：检测到目标电池模组发生故障，并上报故障信息；根据故障信息对所述目标电池模组进行火焰监测；以及当监测到所述目标电池模组发生火灾，对所述目标电池模组启动灭火操作。
在一种可能的实现中，所述检测到目标电池模组发生故障，包括：检测到所述目标电池模组中的电池的电芯发生以下一种或多种故障：电芯温度超过设定温度、电芯温度升高速度超过设定速度、电芯电压低于设定电压、所述目标电池模组包括的多个电池中的第一电池的电芯的电压与所述目标电池模组中除所述第一电池外的其它任意一个电池的电芯的电压之差大于设定阈值。
在另一种可能的实现中，所述检测到目标电池模组发生故障，包括：检测到所述目标电池模组周围的可燃气体浓度大于或等于设定浓度。
在又一种可能的实现中，所述对所述目标电池模组进行火焰监测，包括：调整火焰监测的角度，使得所述角度与所述目标电池模组的位置一致；以及对所述目标电池模组进行持续地火焰监测。
在又一种可能的实现中，所述检测到目标电池模组发生故障之前，所述方法还包括：周期性地调整所述火焰监测的角度；以及对所述一个或多个电池模组进行火焰监测。
在又一种可能的实现中，所述对所述目标电池模组进行持续地火焰监测，包括：检测到所述目标电池模组发生故障，启动计时器；在所述计时器的计时时长内，对所述目标电池模组进行火焰监测；以及所述对所述目标电池模组启动灭火操作，包括：在所述计时器的计时时长内，监测到所述目标电池模组发生火灾，对所述目标电池模组启动灭火操作。
在又一种可能的实现中，所述方法还包括：在所述计时器的计时时长内，未监测到所述目标电池模组发生火灾，且再次检测到所述目标电池模组发生故障，继续对所述目标电池模组进行火焰监测。
在又一种可能的实现中，所述检测到目标电池模组发生故障之后，所述方法还包括：对包含所述目标电池模组的功率回路进行断电。
第三方面，提供了一种储能系统，包括一个或多个功率终端、一个或多个电池模组以及如第一方面或第一方面的任一种实现所述的电池安全监控系统，所述一个或多个电池模组与所述一个或多个功率终端组成功率回路，所述电池安全监控系统用于对所述一个或多个电池模组进行安全监控。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电池安全监控系统的结构示意图；
图2为本申请实施例示例的另一种电池安全监控系统的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电池安全监控方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种电池安全监控方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种电池安全监控方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
针对背景技术提出的已有的明火探测方案主要适用于宽阔地带及建筑消防，无法适配储能集装箱的特殊环境以及电池火灾特有性质，并存在成本高，易漏报等问题，本申请提供了一种电池安全监控方案，无需设置过多的传感器，而是在检测到目标电池模组发生故障时，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测，从而可以实现低成本、准确地监控电池的安全性，尽可能控制灾害范围。
如图1所示，为本申请实施例提供的一种电池安全监控系统的结构示意图，该电池安全监控系统1000用于对一个或多个电池模组进行安全监控，电池安全监控系统1000包括中央控制器101、故障检测传感器102、火焰探测装置103和灭火装置104。
其中，故障检测传感器102用于检测到目标电池模组发生故障，并向中央控制器发送故障信息；
中央控制器101用于根据故障信息，控制火焰探测装置103对目标电池模组进行火焰监测；
火焰探测装置103用于当监测到目标电池模组发生火灾，发送火灾信息给中央控制器101；
中央控制器101还用于控制灭火装置104对目标电池模组启动灭火操作。
在一个可能的实现中，故障检测传感器102用于检测到目标电池模组中的电池的电芯发生以下一种或多种故障：电芯温度超过设定温度、电芯温度升高速度超过设定速度、电芯电压低于设定电压、目标电池模组包括的多个电池中的第一电池的电芯的电压与目标电池模组中除第一电池外的其它任意一个电池的电芯的电压之差大于设定阈值。
在另一个可能的实现中，故障检测传感器102用于检测到目标电池模组周围的可燃气体浓度大于或等于设定浓度。
在又一个可能的实现中，火焰探测装置103包括(图中未示出)：火焰探测传感器、驱动电机和姿态调整底座，火焰探测传感器位于姿态调整底座上，驱动电机与火焰探测传感器和姿态调整底座连接；
中央控制器101还用于向驱动电机发送目标电池模组的位置信息；
驱动电机用于驱动调整姿态调整底座的火焰监测的角度，使得角度与目标电池模组的位置一致；
火焰探测传感器用于对目标电池模组进行持续地火焰监测。
在又一个可能的实现中，驱动电机还用于周期性地驱动调整姿态调整底座的火焰监测的角度；
火焰探测传感器还用于对一个或多个电池模组进行火焰监测。
在又一个可能的实现中，中央控制器101还用于接收到目标电池模组的故障信息后，启动计时器；
中央控制器101还用于在计时器的计时时长内，控制火焰探测装置103对目标电池模组进行火焰监测；
中央控制器101还用于在计时器的计时时长内，接收到火焰探测装置103发送的火灾信息，控制灭火装置104对目标电池模组启动灭火操作。
在又一个可能的实现中，中央控制器101还用于在计时器的计时时长内，未接收到火焰探测装置103发送的火灾信息，且中央控制器101再次接收到目标电池模组的故障信息，中央控制器101控制火焰探测装置103继续对目标电池模组进行火焰监测。
在又一个可能的实现中，中央控制器101还用于对包含目标电池模组的功率回路进行断电。
示例性地，上述中央控制器可以是中央处理器(central processing unit，CPU)、微控制单元(microcontroller，MCU)。
上述中央控制器还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmablelogic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)或其任意组合。
该电池安全监控系统还可以进一步地包括存储器，用于存储上述故障信息、中央控制器的程序等。存储器可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
根据本申请实施例提供的一种电池安全监控系统，无需设置过多的传感器，而是在检测到目标电池模组发生故障时，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测，从而可以实现低成本、准确地监控电池的安全性，尽可能控制灾害范围。
如图2所示，为本申请实施例示例的另一种电池安全监控系统的结构示意图，用于集中存放电池模组的空间1(例如储能集装箱)中示例性地存放了一个储能模组4(例如电池模组)，当然该空间1中还可以存放更多的储能模组4。该储能模组4包括一个或多个电池，每个电池具有一个电芯5。在每个储能模组4上设置有一故障检测传感器2。该储能模组4可以由BMS3统一管理和维护。
该空间1中设置有中央控制器8，该中央控制器8可以是CPU、MCU等。该中央控制器8用于对该空间1中存放的一个或多个储能模组4进行安全监控。
该中央控制器8与上述故障检测传感器2连接。
该空间1中还可以设置火焰探测装置。该火焰探测装置与上述中央控制器8连接。该火焰探测装置包括火焰探测传感器6、驱动电机(图中未示出)和姿态调整底座7。该火焰探测传感器6设置在该姿态调整底座7上。该火焰探测传感器可以是外火焰传感器、紫外火焰传感器或者红外紫外混合式火焰传感器等。可以通过驱动电机驱动调整火焰探测传感器6的监测角度。示例性地，该火焰探测传感器6的监测角度可以为30°～180°，该火焰探测传感器6一般安装在空间1中间顶部位置或顶部其它空旷位置。
该空间1中还设置有灭火装置9，用于执行灭火操作。该灭火装置9与上述中央控制器8、火焰探测装置连接，还可以与故障检测传感器2连接。
示例性地，中央控制器8与BMS3、火焰探测传感器6、灭火装置9之间可以通过控制器局域网络(controller area network，CAN)、485、快速以太网(fast ethernet，FE)或光纤进行通信。
在检测到空间1中的目标电池模组发生故障之前，可以通过驱动电机周期性地调整火焰探测传感器6的监测角度，对空间1中的一个或多个储能模组4进行火焰监测。此时，火焰探测传感器6被置为巡检状态。其中，在一个周期中，火焰探测传感器6依次对空间1中的一个或多个储能模组4进行火焰监测。每次监测的时间可以是固定的。例如，空间1中存放有10个储能模组4，每隔10分钟对空间1中的一个或多个储能模组4进行火焰监测，即监测周期是10分钟，则可以对每个储能模组4监测1分钟。
火焰探测传感器6被置为巡检状态时，灭火装置9不操作，这样不影响空间1的正常使用。
在检测到目标电池模组发生故障时，中央控制器8控制火焰探测传感器6退出巡检状态，并控制驱动电机调整火焰探测传感器6的监测角度，使得监测角度与该目标电池模组的位置一致，即使火焰探测传感器6对准该目标电池模组进行监测。
火焰探测传感器6对目标电池模组进行持续地火焰监测，并实时判断是否监测到火焰。
当监测到目标电池模组发生火灾，中央控制器8控制灭火装置9对目标电池模组启动灭火操作，提高了灭火操作的准确性。示例性地，该灭火操作包括以下一种或多种：喷发消防药剂灭火、用水喷淋灭火、用水喷雾灭火、用细水雾灭火等。
进一步地，该灭火装置9自身也可以设置有传感器，通过自身的传感器触发灭火操作，以及时控制火情。
下面结合电池安全监控的方法流程，对该电池安全监控系统如何进行电池安全监控进行详细地描述：
如图3所示，为本申请实施例提供的一种电池安全监控方法的流程示意图。示例性地，该方法包括以下步骤：
S301.检测到目标电池模组发生故障，并上报故障信息。
为了节省存放空间或便于集中管理、维护，可以在一个空间中集中存放一个或多个电池包。每个电池包可以包括一个或多个电池模组。而每个电池模组又可以包括一个或多个电池。示例性地，该用于集中存放电池的空间可以是储能集装箱等。
本实施例中的电池可以是钠电池、镁电池、铝电池、钾电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池及锂电池等。本实施例对电池的类型不作限制。本实施例中的电池也可以替换为其它的储能产品。
由于电池放电功率较大、电解液可燃，存在着诸多安全风险，包括电池的热滥用以及热失控等。而由于集中存放电池，电池模组的安全监控十分重要且存在较大的困难。
可以在空间中的各个电池模组或各个电池周围设置一个或多个故障检测传感器，可以通过该一个或多个故障检测传感器可以检测该一个或多个电池模组是否发生故障。
进一步地，由于上述空间中存放了一个或多个电池模组，为了准确地对目标电池模组进行进一步火焰监测，在检测到目标电池模组发生故障时，还可以获取目标电池模组的位置信息。
可以通过设置在该目标电池模组周围的传感器获取目标电池模组的位置信息。
示例性地，上述用于检测电池模组是否发生故障的故障检测传感器，与该用于获取目标电池模组的位置信息的传感器，可以是同一传感器，即该传感器既具有检测电池故障的功能，也具有获取位置信息的功能。或者，上述用于检测电池模组是否发生故障的传感器，与该用于获取目标电池模组的位置信息的传感器，也可以是不同的传感器，即分别由具有检测电池故障的功能的故障检测传感器检测电池模组是否发生故障，以及由具有获取位置信息的功能获取目标电池模组的位置信息。
S302.根据故障信息对目标电池模组进行火焰监测。
上述中央控制器在检测到目标电池模组发生故障后，进一步地，可以监测目标电池模组是否会引发火灾。具体地，上述中央控制器可以根据目标电池模组的位置信息，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测，提高了火焰监测的准确性。
S303.当监测到目标电池模组发生火灾，对目标电池模组启动灭火操作。
当火焰探测装置监测到目标电池模组发生火灾，上报火灾信息给中央控制器，中央控制器控制灭火装置对目标电池模组启动灭火操作，提高了灭火操作的准确性。
示例性地，该灭火操作包括以下一种或多种：喷发消防药剂灭火、用水喷淋灭火、用水喷雾灭火、用细水雾灭火等，用于进行灭火降温。
根据本申请实施例提供的一种电池安全监控方法，无需设置过多的传感器，而是在检测到目标电池模组发生故障时，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测，从而可以实现低成本、准确地监控电池的安全性。
如图4所示，为本申请实施例提供的另一种电池安全监控方法的流程示意图。示例性地，该方法包括以下步骤：
S401.周期性地调整火焰监测的角度，对一个或多个电池模组进行火焰监测。
在上述故障检测传感器未检测到目标电池模组发生故障时，中央控制器可以控制火焰探测装置周期性地调整监测角度，对空间中的一个或多个电池模组进行火焰监测。
如图2所示的电池安全监控系统，用于集中存放电池模组的空间1(例如储能集装箱)中示例性地存放了一个储能模组4(例如电池模组)，当然该空间1中还可以存放更多的储能模组4。该储能模组4包括一个或多个电池，每个电池具有一个电芯5。在每个储能模组4上设置有一故障检测传感器2。该储能模组4可以由BMS3统一管理和维护。
该空间1中设置有中央控制器8，该中央控制器8可以是CPU、MCU等。该中央控制器8用于对该空间1中存放的一个或多个储能模组4进行安全监控。
该中央控制器8与上述故障检测传感器2连接。
该空间1中还可以设置火焰探测装置。该火焰探测装置与上述中央控制器8连接。该火焰探测装置包括火焰探测传感器6、驱动电机(图中未示出)和姿态调整底座7。该火焰探测传感器6设置在该姿态调整底座7上。该火焰探测传感器可以是外火焰传感器、紫外火焰传感器或者红外紫外混合式火焰传感器等。可以通过驱动电机驱动调整火焰探测传感器6的监测角度。示例性地，该火焰探测传感器6的监测角度可以为30°～180°，该火焰探测传感器6一般安装在空间1中间顶部位置或顶部其它空旷位置。
该空间1中还设置有灭火装置9，用于执行灭火操作。该灭火装置9与上述中央控制器8、火焰探测装置连接，还可以与故障检测传感器2连接。
在检测到空间1中的目标电池模组发生故障之前，可以通过驱动电机周期性地调整火焰探测传感器6的监测角度，对空间1中的一个或多个储能模组4进行火焰监测。此时，火焰探测传感器6被置为巡检状态。其中，在一个周期中，火焰探测传感器6依次对空间1中的一个或多个储能模组4进行火焰监测。每次监测的时间可以是固定的。例如，空间1中存放有10个储能模组4，每隔10分钟对空间1中的一个或多个储能模组4进行火焰监测，即监测周期是10分钟，则可以对每个储能模组4监测1分钟。
火焰探测传感器6被置为巡检状态时，灭火装置9不操作，这样不影响空间1的正常使用。
S402.检测到目标电池模组中的电池的电芯发生以下一种或多种故障：电芯温度超过设定温度、电芯温度升高速度超过设定速度、电芯电压低于设定电压、目标电池模组包括的多个电池中的第一电池的电芯的电压与目标电池模组中除第一电池外的其它任意一个电池的电芯的电压之差大于设定阈值。
故障检测传感器检测到目标电池模组发生故障。具体地，可以是故障检测传感器检测到目标电池模组中的电芯发生以下一种或多种故障：电芯超温(例如，电芯温度超过设定温度)、电芯温升过快(例如，电芯温度升高速度超过设定速度)、电压跌落(例如，电芯电压低于设定电压)、电压离群(例如，目标电池模组包括的多个电池中的第一电池的电芯的电压与目标电池模组中除第一电池外的其它任意一个电池的电芯的电压之差大于设定阈值)，可以认为目标电池模组发生故障。
可以通过图2中的故障检测传感器2检测上述一种或多种故障。具体地，可以通过温度传感器检测电芯超温、电芯温升过快等故障；和/或，可以通过电压传感器检测电压跌落、电压离群等故障。
如图2所示，故障检测传感器2检测到上述一种或多种故障后，可以上报给BMS3，再由BMS3上报给中央控制器8。
S403.对包含目标电池模组的功率回路进行断电。
在检测到目标电池模组中的电芯发生以上一种或多种故障后，可以首先对包含目标电池模组的功率回路进行断电。
及时断开包含目标电池模组的功率回路，可以避免功率回路起火，避免目标电池模组损坏功率回路中的器件，造成更大的损失。
S404.上报故障信息。
该故障信息可以包括上述检测到的一种或多种故障的详细信息，也可以是仅用于指示目标电池模组发生故障。
一般地，空间中存放了一个或多个电池模组，为了准确地对目标电池模组进行进一步火焰监测，在检测到目标电池模组发生故障时，还可以获取目标电池模组的位置信息，能够在用于存放电池的空间内发生火灾时，实现快速探测与响应，进而及早上报火情信息采取灭火操作，尽可能控制灾害范围。如图2所示，储能模组4上还可以设置有位置传感器，可以用于获取目标储能模组4的位置信息。中央控制器8在接收到BMS3上报的储能模组4发生故障的信息后，可以指示位置传感器上报目标储能模组4的位置信息。因此，进一步地，该故障信息还可以包括目标电池模组的位置信息。
S405.调整火焰监测的角度，使得该角度与目标电池模组的位置一致。
在检测到目标电池模组发生故障后，控制火焰探测传感器6退出巡检状态，控制驱动电机调整火焰探测传感器6的火焰监测的角度，使得该角度与该目标电池模组的位置一致，即使火焰探测传感器6对准该目标电池模组进行监测。
S406.启动计时器，并在计时器的计时时长内，对目标电池模组进行火焰监测。
检测到目标电池模组发生故障，对目标电池模组进行持续火焰监测，以便监测该目标电池模组是否会起火。
S407.判断在计时时长内是否监测到火焰？如果是，则进行到步骤S408；否则，进行到步骤S409。
火焰探测传感器6对目标电池模组进行持续火焰监测，并实时判断是否监测到火焰。
S408.当监测到目标电池模组发生火灾，对目标电池模组启动灭火操作。
当监测到目标电池模组发生火灾，中央控制器8控制灭火装置9针对目标电池模组启动灭火操作，提高了灭火操作的准确性。示例性地，该灭火操作包括以下一种或多种：喷发消防药剂灭火、用水喷淋灭火、用水喷雾灭火、用细水雾灭火等。
进一步地，该灭火装置9自身也可以设置有传感器，通过自身的传感器触发灭火操作，以及时控制火情。
S409.当未监测到目标电池模组发生火灾，判断计时器是否停止？如果是，则进行到步骤S401；否则，进行到步骤S410。
如果未监测到目标电池模组发生火灾，且计时器仍在计时，则继续进行监测。
S410.判断是否再次检测到目标电池模组发生故障？如果是，则进行到步骤S405，继续对目标电池模组进行火焰监测；否则，进行到步骤S401。
如果在计时器的计时时长内未监测到目标电池模组发生火灾，中央控制器8根据故障检测传感器2通过BMS3实时上报的故障信息，判断故障预警是否解除，即是否再次检测到目标电池模组发生故障。如果预警解除，则调整火焰探测传感器6的监测角度，使火焰探测传感器6进入巡检状态，继续周期性地进行火焰监测。如果预警未解除，则继续对目标电池模组进行火焰监测。
根据本申请实施例提供的一种电池安全监控方法，无需设置过多的传感器，而是在检测到目标电池模组中的电池的电芯超温、电芯温升过快、电压跌落、电压离群等故障信息时，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测，从而可以实现低成本、准确地监控电池的安全性，实现快速探测与响应，进而及早上报火情信息采取灭火操作，尽可能控制灾害范围。
如图5所示，为本申请实施例提供的又一种电池安全监控方法的流程示意图。示例性地，该方法包括以下步骤：
S501.周期性地调整火焰监测的角度，对一个或多个电池模组进行火焰监测。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S401，在此不再赘述。
S502.检测到目标电池模组周围的可燃气体浓度大于或等于设定浓度。
当目标电池模组发生故障时，可能是目标电池模组中的一个或多个电池的电芯开阀，产生少量可燃气体。该可燃气体包括氢气、一氧化碳或者挥发性有机物等。
当目标电池模组中的一个或多个电池的电芯开阀的时间较长，或者目标电池模组中开阀的电芯的数量较多，可导致可燃气体的浓度越来越大。本实施例中，故障检测传感器可以是可燃气体传感器，即可以通过氢气、一氧化碳或者挥发性有机物等可燃气体传感器中的一种或多种检测目标电池模组周围的可燃气体的浓度。
各电池模组或电池模组中的各电池上均可设置可燃气体传感器。上述图2中的中央控制器8与BMS5、可燃气体检测传感器、灭火装置9之间可以通过CAN、485、FE或光纤进行通信。
当可燃气体传感器检测到目标电池模组周围的可燃气体浓度大于或等于设定浓度，可以将故障信息发送给BMS5，BMS5再故障信息上报给中央控制器8。该设定浓度可以是根据人为的经验设置的，或者是通过其它方式获取的。
S503.对包含目标电池模组的功率回路进行断电。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S403，在此不再赘述。
S504.上报故障信息。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S404，在此不再赘述。
S505.调整火焰监测的角度，使得该角度与目标电池模组的位置一致。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S405，在此不再赘述。
S506.启动计时器，并在计时器的计时时长内，对目标电池模组进行火焰监测。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S406，在此不再赘述。
S507.判断在计时时长内是否监测到火焰？如果是，则进行到步骤S508；否则，进行到步骤S509。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S407，在此不再赘述。
S508.当监测到目标电池模组发生火灾，对目标电池模组启动灭火操作。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S408，在此不再赘述。
S509.当未监测到目标电池模组发生火灾，判断计时器是否停止？如果是，则进行到步骤S501；否则，进行到步骤S510。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S409，在此不再赘述。
S510.判断是否再次检测到目标电池模组发生故障？如果是，则进行到步骤S505，继续对目标电池模组进行火焰监测；否则，进行到步骤S501。
该步骤的具体实现可参考图4所示实施例的步骤S410，在此不再赘述。
根据本申请实施例提供的一种电池安全监控方法，无需设置过多的传感器，而是在检测到目标电池模组周围的可燃气体浓度大于或等于设定浓度时，控制火焰探测装置对目标电池模组进行火焰监测，从而可以实现低成本、准确地监控电池的安全性，实现快速探测与响应，进而及早上报火情信息采取灭火操作，尽可能控制灾害范围。
本申请实施例还提供了一种储能系统，包括一个或多个功率终端、一个或多个电池模组以及如上所述的电池安全监控系统，该一个或多个电池模组与一个或多个功率终端组成功率回路，电池安全监控系统用于对一个或多个电池模组进行安全监控。
应理解，在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系，例如，A/B可以表示A或B；其中A，B可以是单数或者复数。并且，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。同时，在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

Claims (17)

1.一种电池安全监控系统，所述电池安全监控系统用于对一个或多个电池模组进行安全监控，所述电池安全监控系统包括中央控制器、故障检测传感器、火焰探测装置和灭火装置，其特征在于：
所述故障检测传感器用于检测到目标电池模组发生故障，并向所述中央控制器发送故障信息；
所述中央控制器用于根据所述故障信息，控制所述火焰探测装置对所述目标电池模组进行火焰监测；
所述火焰探测装置用于当监测到所述目标电池模组发生火灾，发送火灾信息给所述中央控制器；
所述中央控制器还用于控制所述灭火装置对所述目标电池模组启动灭火操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述故障检测传感器用于检测到所述目标电池模组中的电池的电芯发生以下一种或多种故障：电芯温度超过设定温度、电芯温度升高速度超过设定速度、电芯电压低于设定电压、所述目标电池模组包括的多个电池中的第一电池的电芯的电压与所述目标电池模组中除所述第一电池外的其它任意一个电池的电芯的电压之差大于设定阈值。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述故障检测传感器用于检测到所述目标电池模组周围的可燃气体浓度大于或等于设定浓度。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述火焰探测装置包括火焰探测传感器、驱动电机和姿态调整底座，所述火焰探测传感器位于所述姿态调整底座上，所述驱动电机与所述火焰探测传感器和所述姿态调整底座连接；
所述中央控制器还用于向所述驱动电机发送所述目标电池模组的位置信息；
所述驱动电机用于驱动调整所述姿态调整底座的火焰监测的角度，使得所述角度与所述目标电池模组的位置一致；
所述火焰探测传感器用于对所述目标电池模组进行持续地火焰监测。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述驱动电机还用于周期性地驱动调整所述姿态调整底座的火焰监测的角度；
所述火焰探测传感器还用于对所述一个或多个电池模组进行火焰监测。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述中央控制器还用于接收到所述目标电池模组的故障信息后，启动计时器；
所述中央控制器还用于在所述计时器的计时时长内，控制所述火焰探测装置对所述目标电池模组进行火焰监测；
所述中央控制器还用于在所述计时器的计时时长内，接收到所述火焰探测装置发送的火灾信息，控制所述灭火装置对所述目标电池模组启动灭火操作。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述中央控制器还用于在所述计时器的计时时长内，未接收到所述火焰探测装置发送的火灾信息，且所述中央控制器再次接收到所述目标电池模组的故障信息，所述中央控制器控制所述火焰探测装置继续对所述目标电池模组进行火焰监测。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述中央控制器还用于对包含所述目标电池模组的功率回路进行断电。
9.一种电池安全监控方法，其特征在于，所述方法包括：
检测到目标电池模组发生故障，并上报故障信息；
根据故障信息对所述目标电池模组进行火焰监测；
当监测到所述目标电池模组发生火灾，对所述目标电池模组启动灭火操作。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测到目标电池模组发生故障，包括：
检测到所述目标电池模组中的电池的电芯发生以下一种或多种故障：电芯温度超过设定温度、电芯温度升高速度超过设定速度、电芯电压低于设定电压、所述目标电池模组包括的多个电池中的第一电池的电芯的电压与所述目标电池模组中除所述第一电池外的其它任意一个电池的电芯的电压之差大于设定阈值。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述检测到目标电池模组发生故障，包括：
检测到所述目标电池模组周围的可燃气体浓度大于或等于设定浓度。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述目标电池模组进行火焰监测，包括：
调整火焰监测的角度，使得所述角度与所述目标电池模组的位置一致；
对所述目标电池模组进行持续地火焰监测。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述检测到目标电池模组发生故障之前，所述方法还包括：
周期性地调整所述火焰监测的角度；
对所述一个或多个电池模组进行火焰监测。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述目标电池模组进行持续地火焰监测，包括：
检测到所述目标电池模组发生故障，启动计时器；
在所述计时器的计时时长内，对所述目标电池模组进行火焰监测；
所述对所述目标电池模组启动灭火操作，包括：
在所述计时器的计时时长内，监测到所述目标电池模组发生火灾，对所述目标电池模组启动灭火操作。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述计时器的计时时长内，未监测到所述目标电池模组发生火灾，且再次检测到所述目标电池模组发生故障，继续对所述目标电池模组进行火焰监测。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的方法，其特征在于，所述检测到目标电池模组发生故障之后，所述方法还包括：
对包含所述目标电池模组的功率回路进行断电。
17.一种储能系统，其特征在于，包括一个或多个功率终端、一个或多个电池模组以及如权利要求1-8中任一项所述的电池安全监控系统，所述一个或多个电池模组与所述一个或多个功率终端组成功率回路，所述电池安全监控系统用于对所述一个或多个电池模组进行安全监控。
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