CN115425313A - 储能消防方法和系统、电池管理系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开一种储能消防方法和系统、电池管理系统及存储介质，该方法包括：该方法包括：当第一电池模组内设置的第一气体探测器检测到预设气体时，BMS启动第一电池模组所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将预设气体从储能集装箱中排出；BMS通过第一气体探测器以及与第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度；BMS通过设置在第一电池模组内的第一温度传感器，获取第一电池模组在预设时间段内各个时刻下的温度；BMS基于预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度，以及第一电池模组在预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与第一电池簇对应的第一消防装置，以对储能集装箱中的电池模组进行灭火。

Description

储能消防方法和系统、电池管理系统及存储介质
技术领域
本申请涉及储能消防技术领域，具体涉及一种储能消防方法和系统、电池管理系统及存储介质。
背景技术
储能的消防问题是一个应重点关注的问题，一旦发生电池热失控，很容易发生火灾连锁反应，会造成很大的人员安全伤害和财产安全损害。
当前储能集装箱的消防一般采用集装箱级全淹没式气体消防方案，当传感器检测到温度异常时，消防控制器发出报警信号，同时启动阀门释放气体到集装箱进行灭火。然而，这种储能消防方式，依赖温度的变化，但是温度的变化相对比较缓慢，等到变化较快的时候，已经发生热失控，即使通过消防也难以抑制锂电池的热失控。因此，现有检测储能集装箱的热失控的方式单一，热失控控制精度低。
发明内容
本申请实施例提供了一种储能消防方法和系统、电池管理系统及存储介质，通过为每个电池模组设置相应的气体探测器和温度传感器，可以及时的发现电池的异常，提高电池热失控的控制精度。
第一方面，本申请实施例提供一种储能消防方法，所述方法应用于储能消防系统，所述储能消防系统包括多个温度传感器、多个气体探测器、多个排风机、多个消防装置以及电池管理系统BMS；所述储能集装箱中设置有多个电池簇，且每个电池簇包括多个电池模组，其中，每个电池模组内设置有一个气体探测器和一个温度传感器；所述多个电池簇、所述多个排风机以及所述多个消防装置一一对应；所述方法包括：
当第一电池模组内设置的第一气体探测器检测到预设气体时，所述BMS启动所述第一电池模组所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将所述预设气体从所述储能集装箱中排出，其中，所述第一电池模组为所述第一电池簇中的多个电池模组中的任意一个；
所述BMS通过所述第一气体探测器以及与所述第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度；
所述BMS通过设置在所述第一电池模组内的第一温度传感器，获取所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度；
所述BMS基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与所述第一电池簇对应的第一消防装置，以对所述储能集装箱中的电池模组进行灭火。
第二方面，本申请实施例提供一种储能消防系统，所述储能消防系统包括：多个温度传感器、多个气体探测器、多个排风机、多个消防装置以及电池管理系统BMS；所述储能集装箱中设置有多个电池簇，且每个电池簇包括多个电池模组，其中，每个电池模组内设置有一个气体探测器和一个温度传感器；所述多个电池簇、所述多个排风机以及所述多个消防装置一一对应；
每个气体传感器，用于检测预设气体；
所述BMS，用于当设置在第一电池模组的第一气体探测器检测到所述预设气体时，启动所述第一电池模组所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将所述预设气体从所述储能集装箱中排出，其中，所述第一电池模组为所述第一电池簇中的多个电池模组中的任意一个；
通过所述第一气体探测器以及与所述第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度；
通过设置在所述第一电池模组内的第一温度传感器，获取所述第一电池模组在所述预设时间段的各个时刻下的温度；
基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与所述第一电池簇对应的第一消防装置，以对所述储能集装箱中的电池模组进行灭火。
第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：处理器，所述处理器与存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述电子设备执行如第一方面所述的方法。
第四方面，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存储有计算机程序，所述计算机程序使得计算机执行如第一方面所述的方法。
第五方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机可操作来使计算机执行如第一方面所述的方法。
实施本申请实施例，具有如下有益效果：
可以看出，在本申请实施例中，在每个电池模组内设置有相应的气体探测器和温度传感器。基于气体探测器去检测每个电池模组内是否产生预设气体，由于气体的检测相当于温度的变化检测更加敏感，所以，可以更早的发现电池模组是否发生异常，并且本申请中是对每个电池模组设置有一个气体传感器，对储能集装箱的监控更加精细化，更加精确地判断出储能集装箱中的电池是否发生异常。进一步地，本申请中还为每个电池模组设置有一个温度传感器，这样在检测到某个电池模组产生预设气体时，可以通过该电池模组相应的温度传感器获取这个电池模组的温度，通过该电池模组的温度进一步地判断该电池模组是否会发生热失控。因此，本申请通过为每个电池模组设置一个气体探测器和一个温度传感器，可以及时发现电池模组的异常行为，以及更加及时、准确地判断出电池模组是否发生热失控行为，提高了储能消防的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种储能消防系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种储能消防的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种相邻的电池模组的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种预设气体扩散的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电池管理系统的功能单元组成框图；
图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结果或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种储能消防系统的示意图。储能消防系统包括多个温度传感器101、多个气体探测器102、多个排风机103、多个泄压阀104、多个消防装置105、多个气压传感器106以及电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，BMS）107。储能系统用于对储能集装箱进行消防。储能集装箱包括多个电池簇，如图1示出的电池簇201、202、…、20n，并且每个电池簇包括多个电池模组。其中，个温度传感器101、多个气体探测器102、多个排风机103、多个泄压阀104、多个消防装置105、多个气压传感器106分别可以通过布线的方式与电池管理系统107连接实现通讯或者通过无线（比如，蓝牙）的方式与电池管理系统107实现通讯。
每个消防装置105中存储有灭火介质，且每个消防装置上设置有压力开关1051和电池阀1052，其中，压力开关1051用于检测并上报消防装置105中的压力，以确定消防装置105中的消防药剂是否可用。一般来说，一个消防装置用于对一个电池簇进行消防。BMS系统可以控制每个消防装置105的电池阀1052的开启与关闭，以释放每个消防装置105中的灭火介质，通过每个消防装置105的喷头喷洒灭火介质，对电池簇进行灭火。其中，该灭火介质可以为七氟丙烷、全氟己酮灭火剂，等其他灭火介质。
本申请中为每个电池簇设置一个消防装置，这样就可以通过每个电池簇的消防装置实现对每个电池簇的精准灭火。然而，实际应用中，若某个电池簇的消防装置异常或者灭火介质的余量不足时，则可以通过其他的消防装置，即将其他消防装置作为备用消防装置，实现通过多个消防装置105的联动对某个电池簇进行灭火。
其中，每个电池模组内设置有一个温度传感器101和一个气体探测器102（图1以左上角的一个电池模组为例进行说明）。每个电池簇对应设置有一个排风机103、一个泄压阀104、一个气压传感器106。可选地，如图1所示，每个电池簇对应的排风机103可以设置在每个电池簇的正上方位置处，当然也可以设置每个电池簇的正下方，等其他位置，本申请对此不做限定。可选地，每个电池簇对应的泄压阀104和气压传感器106可以设置于每个电池簇的底部，当然也可以设置于其他位置处。
可选地，如图1所示，储能消防系统还可以设置有烟感108，等其他各种传感器，本申请不对储能消防系统所包含的传感器进行一一描述。
示例性的，每个气体探测器102检测该气体探测器所在的电池模组是否出现预设气体，若检测到预设气体，则可以向BMS 107发送检测到预设气体的警示信息。当设置在第一电池模组中的第一气体探测器检测到预设气体时，BMS 107会启动第一电池模组所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将预设气体从储能集装箱中排出，其中，第一电池模组为第一电池簇中的多个电池模组中的任意一个；并从第一气体探测器以及与第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度；同时，BMS107还从第一电池模组内的第一温度传感器，获取第一电池模组在预设时间段的各个时刻下的温度，其中，第一电池模组为第一气体探测器所在的电池模组；
进一步地，BMS 107基于预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度，以及第一电池模组在预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与第一电池簇对应的第一消防装置，以对储能集装箱中的电池模组进行灭火。
参阅图2，图2为本申请实施例提供的一种储能消防方法的流程示意图。该方法应用于图1示出的储能消防系统。该方法包括但不限于以下步骤内容：
201：每个气体传感器检测该气体传感器所在的电池簇是否出现预设气体。
应说明的是，若某个电池模组中设置的气体传感器检测到该电池模组中出现预设气体，则BMS会定位出该气体传感器所在的电池模组以及该电池模组所在的电池簇。其中，该预设气体可以为氢气、CO2等气体中的一种或多种，本申请以预设气体为氢气为例进行说明。
202：当第一电池模组中设置的第一气体探测器检测到预设气体时，BMS启动第一气体探测器所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将预设气体从储能集装箱中排出。
其中，第一电池模组为第一电池簇中的多个电池模组中的任意一个。
示例性的，当第一气体探测器探测到第一电池模组中出现预设气体时，则会向BMS反馈检测到预设气体的警示信号。相应地，当BMS基于该警示信号定位出该第一电池模组所在的第一电池簇，并确定出该第一电池簇所对应的第一排风机，然后启动该第一排风机，以排出该预设气体。
203：BMS通过第一气体探测器以及与第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度。
首先说明，该预设时间段的起始时刻为第一气体探测器检测到预设气体的时刻，结束时刻为每个电池模组发生热失控的时刻。
示例性的，由于第一气体探测器检测到预设气体，也就是说第一电池模组产生了预设气体，这样由于气体的扩散，则与第一气体探测器相邻的第二气体探测器也会检测到预设气体，并将检测到的预设气体的浓度上报给BMS。因此，BMS可以通过第一气体探测器以及与第二气体探测器所检测到的预设气体的浓度，确定预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度。
示例性的，如图3所示，本申请中第二气体探测器包括与第一电池模组相邻的电池模组中所设置的气体探测器。具体地，第二气体探测器的数量可以为一个或多个。本申请只以一个相邻的气体探测器为例进行说明。例如，第二气体探测器包括与该第一气体探测器上相邻的气体探测器和/或下相邻的气体探测器。应说明的是，在实际应用中，如果两个电池簇距离较近时，还可以设置更多的相邻的气体探测器，比如，左相邻的气体探测器和右相邻的气体探测器，本申请对此不做限定。
示例性的，第一气体探测器会按照设定的时间间隔检测预设气体在预设时间段内各个时刻下的第一浓度，并将检测到各个时刻的第一浓度发上报给BMS；第二气体探测器也会按照设定的时间间隔检测预设气体在预设时间段内各个时刻下的第二浓度，并将检测到预设气体在各个时刻下的气体浓度上报给BMS。这样BMS就可以获取到各个时刻下第一气体探测器所检测到的第一浓度以及第二气体探测器的第二浓度。
应说明的是，当第一气体探测器在某个时刻检测到预设气体时，则说明第一气体探测器所在的电池模组可能发生异常，相应的第一气体探测器会首先检测到预设气体，然而预设气体会向其他方向扩散（本申请只考虑气体往垂直方向扩散，其他方向的扩散本申请不予以考虑），所以第一气体探测器在后续时刻检测到的预设气体的第一浓度，并非是该预设气体的真实浓度，有一部分预设气体的浓度已经扩散出去了。因此，在计算预设气体的浓度时，需要将扩散出去的浓度考虑在内，才能得到第一电池模组所产生的预设气体的真实浓度，从而可以精确地分析出第一电池模组是否产生异常。
下面详细介绍如何通过第二气体探测器获取预设气体的真实浓度。
示例性的，根据第二气体探测器与第一气体探测器之间的相对方向以及相邻的气体探测所检测到的预设气体的第二浓度，确定预设气体在各个时刻下向第二气体探测器所扩散的扩散浓度。
可选地，获取第二气体探测器与第一排风机之间的相对距离，例如，可以确定出第二气体探测器在第一电池簇中的位置，基于该位置可以确定出上述相对距离；根据第二气体探测器与第一排风机之间的相对距离，以及第一排风机的工作功率，确定第二气体探测器所对应的风速，即基于风速逐渐衰减定律确定出第二气体探测器所对应的风速。可选地，也可以在每个电池模组的侧边设置一个风速检测器，基于第二气体探测器所在的电池模组的风速检测器可以直接获取第二气体探测器所对应的风速。
进一步地，根据预设气体的分子量以及空气的分子量，确定预设气体在空气中的初始扩散速度。具体地，可通过多个气体压力传感器中与第一电池簇对应的第一气体压力传感器获取第一电池簇的气压，即储能集装箱内的气体压强。然后，通过第一温度传感器获取第一电池模组的温度，基于该温度确定出第一电池模组的热力学温度，即绝对温度。最后，基于预设气体的分子量以及空气的分子量、第一电池簇的气压、第一电池模组的热力学温度，以及预设气体在正常沸点时的液态可摩尔容积和分子量，以及空气在正常沸点时的液态可摩尔容积和分子量，确定预设气体的初始扩散速度。
示例性的，预设气体的初始扩散速度可通过公式（1）表示：
Figure 610521DEST_PATH_IMAGE001
其中，D1为上述初始扩散速度，
Figure 883370DEST_PATH_IMAGE002
为预设超参，P为第一电池簇的气压，
Figure 799242DEST_PATH_IMAGE003
为第一电 池模组的热力学温度，
Figure 815740DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 500668DEST_PATH_IMAGE005
为预设气体在正常沸点时的液态可摩尔容积和分子量，
Figure 209998DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 285270DEST_PATH_IMAGE007
为空气在正常沸点时的液态可摩尔容积和分子量。
进一步地，获取第二气体探测器与第一气体探测器之间的相对方向，其中，该相对方向为向上方向或向下方向。然后，根据第二气体探测器所对应的风速，以及相对方向，对预设气体在空气中的初始扩散速度调整，得到预设气体向第二气体探测器所扩散时的扩散速度。具体地，根据该相对方向，确定预设气体向第二气体探测器扩散时，预设气体的扩散方向与排风机之间的相对方向，该相对方向包括相反方向以及相反方向的逆方向。根据预设气体的扩散方向与排风机之间的相对方向，确定预设气体向第二气体探测器扩散时的惩罚系数。具体地，可以基于气体类型、风速、相对方向以及惩罚系数之间的映射关系，确定出预设气体向第二气体探测器扩散时的惩罚系数。根据该惩罚系数，对预设气体在空气中的初始扩散速度调整，得到预设气体向第二气体探测器所扩散时的扩散速度。即对惩系数和初始扩散速度求和，得到预设气体向第二气体探测器所扩散时的扩散速度。
应说明的是，当相对方向为相反方时，则确定该惩罚系数的取值为负，当相对方向为相反方向的逆方向时，则确定该惩罚系数的取值为正。
进一步地，可根据预设气体向第二气体探测器所扩散时的扩散速度，确定出预设气体各个时刻下向第二气体探测器所扩散的扩散浓度。
具体地，获取每个电池模组的二维尺寸（即长和宽），以及第一气体探测器与相邻的气体探测器之间的第二相对距离；根据扩散速度、每个电池模组的二维尺寸、第二相对距离以及第二浓度，确定预设气体各个时刻下向第二气体探测器所扩散的扩散浓度。示例性的，如图4所示，基于每个电池模组的二维尺寸（本申请中电池模组的尺寸相同），以及预设气体向第二气体探测器所扩散时的扩散速度，确定各个时刻单位面积下预设气体所扩散的浓度；然后基于第二相对距离，确定出预设气体向由第一电池模组和相邻的电池模组所构成的空间中扩散的浓度。最后，将该浓度与第二浓度求和，得到各个时刻下向第二气体探测器所扩散的扩散浓度。
示例性的，任意一个时刻下的扩散浓度可以通过公式（2）表示：
Figure 167776DEST_PATH_IMAGE008
其中，Ctotal为任意一时刻下的扩散浓度，C2为该时刻下的第二浓度，
Figure 707210DEST_PATH_IMAGE009
和b为电池模 组的二维尺寸中的长和宽，D1为扩散速度，d为第二相对距离，
Figure 649758DEST_PATH_IMAGE010
为两个时刻之间的时长。
最后，根据预设气体内各个时刻下向第二气体探测器所扩散的扩散浓度，以及预设气体的第一浓度，确定预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度。即将预设气体各个时刻下向第二气体探测器所扩散的扩散浓度，与第一浓度进行叠加，作为预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度。应说明的是，若第二气体探测器的数量为多个时，则可以分别获取预设气体各个时刻下每个向第二气体探测器所扩散的扩散浓度；然后，将每个第二气体探测器所对应的扩散浓度以及第一浓度进行叠加，得到预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度。
204：BMS通过设置在第一电池模组内的第一温度传感器，获取第一电池模组在预设时间段内各个时刻下的温度，其中，第一电池模组为第一气体探测器所在的电池模组。
示例性的，BMS在确定第一气体探测器检测到预设气体后，可以从第一温度传感器处获取第一电池模组在预设时间段内各个时刻下的温度。
205：BMS基于预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度，以及第一电池模组在预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与第一电池簇对应的第一消防装置，以对储能集装箱中的电池模组进行灭火。
示例性的，基于预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度以及第一电池模组在预设时间段内各个时刻下的温度，确定第一电池模组是否异常。
可选地，在本申请的一个实施方式中，BMS可通过监测预设气体的浓度，来确定电池模组是否异常。具体地，若BSM监测到预设气体在预设时间段内任意一个时刻下的浓度大于第一阈值，则确定第一电池模组异常。更具体地，若BSM检测到预设气体的浓度在预设时间段内呈现递增趋势，且在某个时刻的浓度大于第一阈值，则确定该第一电池模组异常。
可选地，在本申请的另一个实施方式中，BMS可通过监测预设气体的浓度的浓度变化速率，确定电池模组是否异常。具体地，若BMS监测到在预设时间段的某一时刻预设气体的浓度的浓度变化速率大于第二阈值，则确定第一电池模组异常。更具体地，BMS基于预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度，确定预设气体的浓度在预设时间段内各个时刻的浓度的浓度变化速率；若浓度变化速率递增，且在预设时间段内一时刻的浓度变化速率大于第二阈值，则确定第一电池模组异常。
进一步的，在本申请的再一实施例中，为了提高检测的精度和准确度，如果BMS检测到预设气体的浓度在预设时间段内呈现递增趋势、所述预设气体的浓度在所述预设时间段内各个时刻的浓度变化速率递增、以及在某个时刻的浓度大于第一阈值，并且在该某时刻的浓度变化速率大于第二阈值，则确定该第一电池模组异常。
可选地，在本申请的又一个实施方式，BMS可通过监测电池模组的温度，确定电池模组是否异常。具体地，在第一气体探测器检测到预设气体后，则BMS可以监测预设时间段内各个时刻下预设气体的浓度，若任意一时刻的浓度大于第一阈值，则确定该第一电池模组异常。更具体地，当第一电池模组的温度递增，且在预设时间段内一时刻的温度大于第三阈值时，确定第一电池模组异常。
可选地，在本申请的又一个实施方式中，BMS还可通过监测电池模组的温度的温度变化速率，确定电池模组是否异常。具体地，若BMS检测到预设时间段内任意一时刻预设气体的温度变化速率大于第四阈值，则确定该第一电池模组异常。更具体地，若BMS检测到温度变化速率呈递增趋势，且在预设时间段内一时刻的温度变化速率大于第四阈值，则确定第一电池模组异常。
进一步的，在本申请的再一实施例中，为了提高检测的精度和准确度，如果BMS检测到第一电池模组的温度递增，所述第一电池模组的温度在预设时间段内各个时刻的温度变化速率递增，以及在所述预设时间段内某时刻的温度大于第三阈值，并且在该某时刻的温度变化速率大于第四阈值，则确定该第一电池模组异常。
进一步的，在本申请的再一实施例中，BMS还可以通过同时监测电池模组的预设气体的浓度、预设气体的浓度的浓度变化速率、电池模组的温度以及电池模组的温度的温度变化速率来综合判断电池模组是否出现异常。
在本申请的一个实施方式中，还可以通过曲线拟合的方式，确定电池模组是否异常。可选地，可对预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度进行拟合，得到浓度曲线；将该浓度曲线与该第一电池模组发生热失控之前的浓度模板曲线进行拟合，得到第一拟合误差；若该第一拟合误差小于第五阈值，则确定该第一电池模组异常。可选地，可对预设气体的浓度在预设时间段内各个时刻的浓度变化速率进行拟合，得到浓度变化速率曲线；同样的，可将浓度变化速率曲线与模板曲线进行拟合，得到第二拟合误差；若第二拟合误差小于第六阈值，则确定第一电池模组异常。进一步地，在得到第一拟合误差和第二拟合误差之后，可以对第一拟合误差和第二拟合误差进行融合，得到第一目标拟合误差，基于该第一目标拟合误差确定第一电池模组是否发生异常。
同样的，可以对第一电池模组在预设时间段内各个时刻下的温度进行曲线拟合，通过拟合误差确定第一电池模组是否异常，不再详细描述。
进一步地，在确定第一电池模组异常后，为了保证储能集装箱的安全与稳定，则可以切断对多个电池簇的供电。当然，实际应用中，也可以仅切断第一电池模组的供电。
应说明的是，若在预设时间段内并没有出现上述任意一种情况，则确定第一电池模组并未出现异常，第一气体探测器所检测到的预设气体可能是误检，或者，偶然产生的，则可以通过第一排风机将预设气体排出集装箱之后，即通过第一气体探测器未检测到预设气体时，关闭第一排风机，并恢复对多个电池簇的供电。
可以看出，本申请的储能消防系统在起火之前检测到预设气体时，就会结合电池模组的温度，以及气体浓度，启动排风机将预设气体排出集装箱，避免电池起火，从而进行热失控的预防。
进一步地，在切断对多个电池簇的供电后，BMS继续通过第一温度传感器检测第一电池模组的温度；若检测到第一电池模组的温度仍然上升时，例如，在预设时长后，第一电池模组的温度仍然呈现上升趋势，则确定第一电池模组发生热失控，此时BMS关闭第一排风机，并控制第一消防装置向第一电池簇释放灭火介质，以全面覆盖该第一电池簇，从而对发生热失控的第一电池模组进行灭火。
可以看出，在本申请实施例中，在每个电池模组内设置有相应的气体探测器和温度传感器。基于气体探测器去检测每个电池模组内是否产生预设气体，由于气体的检测相当于温度的变化检测更加敏感，所以，可以更早的发现电池模组是否发生异常，并且本申请中是对每个电池模组设置有一个气体传感器，对储能集装箱的监控更加精细化，更加精确地判断出储能集装箱中的电池是否发生异常。进一步地，本申请中还为每个电池模组设置有一个温度传感器，这样在检测到某个电池模组产生预设气体时，可以通过该电池模组相应的温度传感器获取这个电池模组的温度，通过该电池模组的温度进一步地判断该电池模组是否会发生热失控。因此，本申请通过为每个电池模组设置一个气体探测器和一个温度传感器，可以及时发现电池模组的异常行为，以及更加及时、准确地判断出电池模组是否发生热失控行为，提高了储能消防的安全性。
参阅图5，图5本申请实施例提供的一种电池管理系统的功能单元组成框图。电池管理系统500位于上述的储能消防系统。电池管理系统500包括获取单元501和处理单元502。其中：
处理单元502，用于当第一电池模组内设置的第一气体探测器检测到预设气体时，启动所述第一电池模组所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将所述预设气体从所述储能集装箱中排出，其中，所述第一电池模组为所述第一电池簇中的多个电池模组中的任意一个；
获取单元501，用于通过所述第一气体探测器以及与所述第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度；
通过设置在所述第一电池模组内的第一温度传感器，获取所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度；
处理单元502，用于基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与所述第一电池簇对应的第一消防装置，以对所述储能集装箱中的电池模组进行灭火。
在本申请的一个实施方式中，在基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与所述第一电池簇对应的第一消防装置方面，处理单元502，具体用于：
基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定所述第一电池模组是否异常；
若是，则切断对所述多个电池簇的供电；
在切断对所述多个电池簇供电的情况下，若通过所述第一电池温度传感器检测到所述第一电池模组的温度上升，则确定所述第一电池模组发生热失控，关闭所述第一排风机，并控制所述第一消防装置向所述第一电池簇释放灭火介质。
在本申请的一个实施方式中，在基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定所述第一电池模组是否异常方面，处理单元502，具体用于：
当所述预设气体的浓度递增，且在所述预设时间段内一时刻的浓度大于第一阈值时，确定所述第一电池模组异常；
和/或，基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，确定所述预设气体的浓度在所述预设时间段内各个时刻的浓度变化速率；当浓度变化速率递增，且在所述预设时间段内一时刻的浓度变化速率大于第二阈值，则确定所述第一电池模组异常；
和/或，当所述第一电池模组的温度递增，且在所述预设时间段内一时刻的温度大于第三阈值时，确定所述第一电池模组异常；
和/或，基于所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定所述第一电池模组的温度的温度变化速率；当温度变化速率递增，且在所述预设时间段内一时刻的温度变化速率大于第四阈值，则确定所述第一电池模组异常。
在本申请的一个实施方式中，所述系统还包括多个气压传感器和多个泄压阀，所述多个气压传感器、所述多个泄压阀与所述多个电池簇一一对应；获取单元501，还用于通过所述多个气压传感器中与所述第一电池簇对应的第一气压传感器获取所述储能集装箱在所述预设时间段内的各个时刻下的气压；
处理单元502，还用于当任意一个时刻的气压大于第五阈值时，关闭所述第一排风机，并打开与所述第一电池簇对应的第一泄压阀，以降低所述储能集装箱中的气压。
在本申请的一个实施方式中，在通过所述第一气体探测器以及与所述第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度方面，处理单元502，具体用于：
获取所述第一气体探测器在预设时间段内各个时刻下检测到的所述预设气体的第一浓度；以及第二气体探测器在各个时刻下检测到的所述预设气体的第二浓度；
根据所述第二气体探测器与所述第一气体探测器之间的相对方向，以及所述第二浓度，确定所述预设气体在各个时刻下向所述相邻的气体探测器所扩散的扩散浓度；
根据所述预设气体各个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度，以及所述预设气体的第一浓度，确定所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度。
在本申请的一个实施方式中，在根据所述第二气体探测器与所述第一气体探测器之间的相对方向，以及所述第二浓度，确定所述预设气体在各个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度方面，处理单元502，具体用于：
获取所述第二气体探测器与所述第一排风机之间的第一相对距离；
根据所述第二气体探测器与所述第一排风机之间的相对距离，以及所述第一排风机的工作功率，确定所述相邻的气体探测器所对应的风速；
根据所述预设气体的分子量以及空气的分子量，确定所述预设气体在空气中的初始扩散速度；
获取所述预设气体向所述相邻的气体探测器所扩散的扩散方向与所述第一排风机之间的相对方向，其中，所述相对方向包括相反方向或者相反方向的逆方向；
根据所述风速以及所述相对方向，对所述预设气体在空气中的初始扩散速度调整，得到所述预设气体向所述第二气体探测器所扩散时的扩散速度；
获取每个电池模组的二维尺寸，以及所述第一气体探测器与所述第二气体探测器之间的第二相对距离；
根据所述扩散速度、每个电池模组的二维尺寸、所述第二相对距离以及所述第二浓度，确定所述预设气体各个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度。
在本申请的一个实施方式中，所述预设气体任意一个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度满足以下公式：
Figure 25376DEST_PATH_IMAGE011
；
其中，Ctotal为任意一时刻下的扩散浓度，C2为该时刻下的第二浓度，
Figure 445993DEST_PATH_IMAGE009
和b为电池模 组的二维尺寸中的长和宽，D1为扩散速度，d为第二相对距离，
Figure 105514DEST_PATH_IMAGE010
为两个时刻之间的时长。
参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图6所示，电子设备600包括收发器601、处理器602和存储器603。它们之间通过总线604连接。存储器603用于存储计算机程序和数据，并可以将存储器603存储的数据传输给处理器602。
处理器602用于读取存储器603中的计算机程序执行以下操作：
在一些可能的实施方式中，处理器用于执行以下步骤内容：
当当设置在第一电池模组的第一气体探测器检测到所述预设气体时，启动所述第一电池模组所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将所述预设气体从所述储能集装箱中排出，其中，所述第一电池模组为所述第一电池簇中的多个电池模组中的任意一个；
控制收发器601通过所述第一气体探测器以及与所述第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度；
控制收发器601通过设置在所述第一电池模组内的第一温度传感器，获取所述第一电池模组在所述预设时间段的各个时刻下的温度；
基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与所述第一电池簇对应的第一消防装置，以对所述储能集装箱中的电池模组进行灭火。
具体地，上述收发器601可为图5所述的实施例的电池管理系统500的获取单元501，上述处理器602可以为图5所述的实施例的电池管理系统500的处理单元502。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述方法实施例中记载的任何一种储能消防方法的部分或全部步骤。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种储能消防方法的部分或全部步骤。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件程序模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器（英文：Read-Only Memory，简称：ROM）、随机存取器（英文：Random Access Memory，简称：RAM）、磁盘或光盘等。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种储能消防方法，其特征在于，所述方法应用于储能消防系统，所述储能消防系统包括多个温度传感器、多个气体探测器、多个排风机、多个消防装置以及电池管理系统BMS；储能集装箱中设置有多个电池簇，且每个电池簇包括多个电池模组，其中，每个电池模组内设置有一个气体探测器和一个温度传感器；所述多个电池簇、所述多个排风机以及所述多个消防装置一一对应；所述方法包括：
当第一电池模组内设置的第一气体探测器检测到预设气体时，所述BMS启动所述第一电池模组所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将所述预设气体从所述储能集装箱中排出，其中，所述第一电池模组为所述第一电池簇中的多个电池模组中的任意一个；
所述BMS通过所述第一气体探测器以及与所述第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度；
所述BMS通过设置在所述第一电池模组内的第一温度传感器，获取所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度；
所述BMS基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与所述第一电池簇对应的第一消防装置，以对所述储能集装箱中的电池模组进行灭火。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与所述第一电池簇对应的第一消防装置，包括：
基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定所述第一电池模组是否异常；
若是，则切断对所述多个电池簇的供电；
在切断对所述多个电池簇供电的情况下，若通过所述第一电池温度传感器检测到所述第一电池模组的温度上升，则确定所述第一电池模组发生热失控，关闭所述第一排风机，并控制所述第一消防装置向所述第一电池簇释放灭火介质。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定所述第一电池模组是否异常，包括：
当所述预设气体的浓度递增，且在所述预设时间段内一时刻的浓度大于第一阈值时，确定所述第一电池模组异常；
和/或，基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，确定所述预设气体的浓度在所述预设时间段内各个时刻的浓度变化速率；当浓度变化速率递增，且在所述预设时间段内一时刻的浓度变化速率大于第二阈值时，则确定所述第一电池模组异常；
和/或，当所述第一电池模组的温度递增，且在所述预设时间段内一时刻的温度大于第三阈值时，确定所述第一电池模组异常；
和/或，基于所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定所述第一电池模组的温度的温度变化速率；当温度变化速率递增，且在所述预设时间段内一时刻的温度变化速率大于第四阈值时，则确定所述第一电池模组异常。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，
所述储能消防系统还包括多个气压传感器和多个泄压阀，所述多个气压传感器、所述多个泄压阀与所述多个电池簇一一对应；所述方法还包括：
所述BMS通过所述多个气压传感器中与所述第一电池簇对应的第一气压传感器获取所述储能集装箱在所述预设时间段内的各个时刻下的气压；
当任意一个时刻的气压大于第五阈值时，所述BMS关闭所述第一排风机，并打开与所述第一电池簇对应的第一泄压阀，以降低所述储能集装箱中的气压。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一气体探测器以及与所述第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度，包括：
获取所述第一气体探测器在预设时间段内各个时刻下检测到的所述预设气体的第一浓度；以及第二气体探测器在各个时刻下检测到的所述预设气体的第二浓度；
根据所述第二气体探测器与所述第一气体探测器之间的相对方向，以及所述第二浓度，确定所述预设气体在各个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度；
根据所述预设气体各个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度，以及所述预设气体的第一浓度，确定所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二气体探测器与所述第一气体探测器之间的相对方向，以及所述第二浓度，确定所述预设气体在各个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度，包括：
获取所述第二气体探测器与所述第一排风机之间的第一相对距离；
根据所述第二气体探测器与所述第一排风机之间的相对距离，以及所述第一排风机的工作功率，确定所述相邻的气体探测器所对应的风速；
根据所述预设气体的分子量以及空气的分子量，确定所述预设气体在空气中的初始扩散速度；
获取所述预设气体向所述相邻的气体探测器所扩散的扩散方向与所述第一排风机之间的相对方向，其中，所述相对方向包括相反方向或者相反方向的逆方向；
根据所述风速以及所述相对方向，对所述预设气体在空气中的初始扩散速度调整，得到所述预设气体向所述第二气体探测器所扩散时的扩散速度；
获取每个电池模组的二维尺寸，以及所述第一气体探测器与所述第二气体探测器之间的第二相对距离；
根据所述扩散速度、每个电池模组的二维尺寸、所述第二相对距离以及所述第二浓度，确定所述预设气体各个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设气体任意一个时刻下向所述第二气体探测器所扩散的扩散浓度满足以下公式：
Figure 64833DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，Ctotal为任意一时刻下的扩散浓度，C2为该时刻下的第二浓度，
Figure 493409DEST_PATH_IMAGE002
和b为电池模组的 二维尺寸中的长和宽，D1为扩散速度，d为第二相对距离，
Figure 706216DEST_PATH_IMAGE003
为两个时刻之间的时长。
8.一种储能消防系统，其特征在于，所述储能消防系统包括：多个温度传感器、多个气体探测器、多个排风机、多个消防装置以及电池管理系统BMS；储能集装箱中设置有多个电池簇，且每个电池簇包括多个电池模组，其中，每个电池模组内设置有一个气体探测器和一个温度传感器；所述多个电池簇、所述多个排风机以及所述多个消防装置一一对应；
每个气体传感器，用于检测预设气体；
所述BMS，用于当设置在第一电池模组的第一气体探测器检测到所述预设气体时，启动所述第一电池模组所在的第一电池簇所对应的第一排风机，以将所述预设气体从所述储能集装箱中排出，其中，所述第一电池模组为所述第一电池簇中的多个电池模组中的任意一个；
通过所述第一气体探测器以及与所述第一气体探测器相邻的第二气体探测器，获取所述预设气体在预设时间段内各个时刻下的浓度；
通过设置在所述第一电池模组内的第一温度传感器，获取所述第一电池模组在所述预设时间段的各个时刻下的温度；
基于所述预设气体在所述预设时间段内各个时刻下的浓度，以及所述第一电池模组在所述预设时间段内各个时刻下的温度，确定是否启动与所述第一电池簇对应的第一消防装置，以对所述储能集装箱中的电池模组进行灭火。
9.一种电池管理系统，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述处理器与所述存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述电池管理系统执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
CN202211382002.2A 2022-11-07 2022-11-07 储能消防方法和系统、电池管理系统及存储介质 Active CN115425313B (zh)

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