CN210138390U - 用于电池架的消防系统、充换电站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充换电技术领域，具体涉及一种用于电池架的消防系统、充换电站。本实用新型旨在解决现有的充换电站存在的安全性差的问题。为此目的，本实用新型的消防系统包括消防监控子系统、灭火子系统和控制子系统，控制子系统分别与消防监控子系统和灭火子系统连接，消防监控子系统设置成能够采集动力电池的外部状态信息、基于外部状态信息判断动力电池是否处于热失控状态、在动力电池处于热失控状态时发出报警信号；控制子系统设置成能够获取报警信号并向灭火子系统发送灭火的指令；灭火子系统设置成能够基于灭火的指令对处于热失控状态的动力电池进行灭火。本实用新型能够大幅提高充换电站的自动化程度和安全性。

Description

用于电池架的消防系统、充换电站

技术领域

本实用新型涉及充换电技术领域，具体涉及一种用于电池架的消防系统、充换电站。

背景技术

近年来，随着新能源汽车的不断普及，越来越多的人开始接受并认可新能源汽车。以电动汽车为例，受限于目前锂离子电池的性能，电动汽车的续航里程普遍相对短，因此，如何在较短的时间内为电动汽车提供电量补给，成为用户和各大厂商所重点关注的问题。在诸多的加电方式中，换电方案由于具有对电池包损伤小、能够为车主提供方便快捷的加电体验等优势，被市场认可。换电方案一般在充换电站内完成，充换电站内配置有电池架和停车平台，以及在电池架和停车平台之间的换电机器人，换电机器人通过在电池架和停车平台之间往复行驶的方式，完成为停放于停车平台上的电动汽车更换动力电池的动作。为了提高运营的效率，降低运营成本，通常充换电站内都存储有多块动力电池。

目前电动汽车的动力电池绝大部分采用锂离子电池，锂离子电池在过充/过放或电芯内部出现其他问题时，电池内部会由于过热而导致电池热失控，甚至会产生燃烧或爆炸。当充电站内存储多块动力电池时，单块动力电池的热失控如果没有得到妥善的控制和消防处理，便会引发连锁反应，进而导致整个充换电站的动力电池出现热失控，后果不堪设想。虽然现有市场上的锂电池在安全方面已经取得了很大的突破，但作为具备多电池充电和存储能力的充换电站来说，动力电池的安全监控以及可靠的整站消防应急措施，对保障充换电站安全运行来说仍然必不可少。

相应地，本领域需要一种新的用于电池架的消防系统来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的充换电站存在的安全性差的问题，本实用新型提供了一种用于电池架的消防系统，所述充换电站包括电池架，所述电池架包括多个存放单元，每个所述存放单元上存放有至少一块动力电池，所述消防系统包括消防监控子系统、灭火子系统和控制子系统，所述控制子系统分别与所述消防监控子系统和所述灭火子系统连接，所述消防监控子系统设置成能够采集所述动力电池的外部状态信息、基于所述外部状态信息判断所述动力电池是否处于热失控状态、以及在所述动力电池处于热失控状态时发出报警信号；所述控制子系统设置成能够获取所述报警信号并基于所述报警信号向所述灭火子系统发送对处于热失控状态的所述动力电池进行灭火的指令；所述灭火子系统设置成能够基于所述控制子系统的指令对处于热失控状态的动力电池进行灭火。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述灭火子系统包括主管路以及与所述主管路连接的多个电池喷淋管路，每个所述存放单元配置有一所述电池喷淋管路，每个所述电池喷淋管路上设置有第一电控阀，所述第一电控阀与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述第一电控阀打开。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述主管路的进水端与市政消防管路或消防水带配合连接，并且/或者所述主管路的出水端使用密封堵头密封。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，每个所述喷淋管路包括连接管和多根喷淋管，所述多根喷淋管通过所述连接管与所述主管路连通，所述多根喷淋管设置于所述动力电池上方。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述多根喷淋管沿所述动力电池的长度方向并排排列，每根所述喷淋管的长度大于或等于所述动力电池的宽度，每根所述喷淋管上沿长度方向设置有喷淋孔，所有所述喷淋管同时喷淋时的总喷淋面积大于或等于所述动力电池的上表面积。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述灭火子系统还包括与所述主管路连接的降温喷淋管路，所述降温喷淋管路设置于所述电池架的上方，并且所述降温喷淋管路上设置有第二电控阀和洒水喷头，所述第二电控阀与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述第二电控阀开启。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述消防系统还包括增压子系统，所述增压子系统包括储存装置、压力检测单元和动力单元，所述储存装置能够容纳灭火剂，并且所述储存装置通过增压管道与所述主管路连通，所述压力检测单元设置于所述主管路，所述动力单元设置于所述主管路或所述增压管道，所述压力检测单元和所述动力单元与所述控制子系统连接，所述压力检测单元设置成能够检测所述主管路的水流压力，并将所述水流压力上传至所述控制子系统，所述控制子系统还设置成能够基于所述水流压力控制所述动力单元启动，以便提高所述主管路的水流压力。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述外部状态信息包括烟雾浓度，所述消防监控子系统包括能够检测所述烟雾浓度的烟感探测器，每个所述动力电池对应地配置有一个所述烟感探测器，所述烟感探测器设置于所述电池架上靠近所述动力电池的泄压阀处。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述外部状态信息包括火焰发出的光的波长和/或火焰的闪烁频率，所述消防监控子系统包括能够检测火焰发出的光的波长和/或火焰的闪烁频率的火焰探测器，每个所述动力电池对应地配置有一个所述火焰探测器，所述火焰探测器设置于所述电池架上。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述电池架上对应于每个所述动力电池设置有旋转底座，所述火焰探测器设置于所述旋转底座中。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述消防系统还包括排风子系统，所述排风子系统包括风机，所述风机与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述风机运行。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述消防系统还包括排水子系统，所述排水子系统设置于所述电池架的底部，以便在所述灭火子系统启动时排出喷淋水。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述消防系统还包括数据监控子系统和报警子系统，所述数据监控子系统与所述报警子系统连接，所述数据监控子系统设置成能够获取所述动力电池的内部状态信息、基于所述内部状态信息判断所述动力电池是否处于正常状态、以及在所述动力电池处于非正常状态时向所述报警子系统发送报警的指令；所述报警子系统设置成能够基于所述数据监控子系统的指令进行报警。

在上述用于电池架的消防系统的优选技术方案中，所述状态信息包括剩余电量值、电芯电压、电芯温度、电芯压差或告警信息中的一种或多种。

本实用新型还提供了一种充换电站，该充换电站包括电池架、停车平台和换电机器人，所述充换电站还包括上述优选技术方案中任一项所述的消防系统。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，充换电站包括电池架，电池架包括多个存放单元，每个存放单元上存放有至少一块动力电池，消防系统包括消防监控子系统、灭火子系统和控制子系统，控制子系统分别与消防监控子系统和灭火子系统连接，消防监控子系统设置成能够采集动力电池的外部状态信息、基于外部状态信息判断动力电池是否处于热失控状态、以及在动力电池处于热失控状态时发出报警信号；控制子系统设置成能够获取报警信号并基于报警信号向灭火子系统发送对处于热失控状态的动力电池进行灭火的指令；灭火子系统设置成能够基于控制子系统的指令对处于热失控状态的动力电池进行灭火。

通过上述设置方式，本实用新型能够大幅提高充换电站的自动化程度和安全性。具体而言，通过消防监控子系统采集动力电池的外部状态信息并在动力电池出现热失控时发出报警信号，然后控制子系统获取该信号并向灭火子系统发送灭火的指令，灭火子系统基于该指令对动力电池实施灭火，本实用新型实现了对充换电站中动力电池的自动化监控和灭火，提高了充换电站的消防安全。

进一步地，灭火子系统包括主管路和多个电池喷淋管路，每个存放单元配置有一带有第一电控阀的电池喷淋管路，第一电控阀与控制子系统连接，并能在控制子系统的控制下开启。通过上述设置方式，本实用新型的消防系统还实现了分层、分区域、分段自动化，降低了消防水储存难度以及消防成本，从而在出现火情时提高了灭火的可靠性、准确性以及及时性。

进一步地，通过主管路的进水端与市政消防管路或消防水带配合连接，本实用新型的消防系统能够利用市政消防水进行灭火喷淋，直接对热失控的动力电池内部模组内部进行降温，从而达到快速有效地灭火。同时，通过主管路的出水端使用密封堵头密封，使得本实用新型的消防系统还具有可扩展性，能够根据电池架的增加或减少进行相应地调整，从而提高消防系统的适用性。

进一步地，通过将喷淋管设置于电池架内的动力电池的上方，本实用新型消防系统在不影响电池存储需求的前提下，充分利用有限的空间完成对消防系统的有效布置，具有空间紧凑、成本低的效果。

进一步地，消防系统中还设置有数据监控子系统和报警子系统，数据监控子系统能够获取动力电池的内部状态信息、基于内部状态信息判断动力电池是否处于正常状态、以及在动力电池处于非正常状态时向报警子系统发送报警的指令，报警子系统设置成能够基于该指令进行报警。通过上述设置方式，使得本实用新型的消防系统还具有消防预警的功能，在出现火情之前数据监控子系统就能够对动力电池的内部状态信息进行监测和判断，并在内部状态信息处于非正常状态时及时发送指令控制报警子系统进行报警，以提示工作人员提前采取消防措施，保证人员安全。

方案1、一种用于电池架的消防系统，所述电池架包括多个存放单元，每个所述存放单元上存放有至少一块动力电池，其特征在于，所述消防系统包括消防监控子系统、灭火子系统和控制子系统，所述控制子系统分别与所述消防监控子系统和所述灭火子系统连接，

所述消防监控子系统设置成能够采集所述动力电池的外部状态信息、基于所述外部状态信息判断所述动力电池是否处于热失控状态、以及在所述动力电池处于热失控状态时发出报警信号；

所述控制子系统设置成能够获取所述报警信号并基于所述报警信号向所述灭火子系统发送对处于热失控状态的所述动力电池进行灭火的指令；

所述灭火子系统设置成能够基于所述控制子系统的指令对处于热失控状态的动力电池进行灭火。

方案2、根据方案1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述灭火子系统包括主管路以及与所述主管路连接的多个电池喷淋管路，每个所述存放单元配置有一所述电池喷淋管路，每个所述电池喷淋管路上设置有第一电控阀，所述第一电控阀与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述第一电控阀打开。

方案3、根据方案2所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述主管路的进水端与市政消防管路或消防水带配合连接，并且/或者所述主管路的出水端使用密封堵头密封。

方案4、根据方案2所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，每个所述喷淋管路包括连接管和多根喷淋管，所述多根喷淋管通过所述连接管与所述主管路连通，所述多根喷淋管设置于所述动力电池上方。

方案5、根据方案4所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述多根喷淋管沿所述动力电池的长度方向并排排列，每根所述喷淋管的长度大于或等于所述动力电池的宽度，每根所述喷淋管上沿长度方向设置有喷淋孔，所有所述喷淋管同时喷淋时的总喷淋面积大于或等于所述动力电池的上表面积。

方案6、根据方案2所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述灭火子系统还包括与所述主管路连接的降温喷淋管路，所述降温喷淋管路设置于所述电池架的上方，并且所述降温喷淋管路上设置有第二电控阀和洒水喷头，所述第二电控阀与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述第二电控阀开启。

方案7、根据方案2所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述消防系统还包括增压子系统，所述增压子系统包括储存装置、压力检测单元和动力单元，所述储存装置能够容纳灭火剂，并且所述储存装置通过增压管道与所述主管路连通，所述压力检测单元设置于所述主管路，所述动力单元设置于所述主管路或所述增压管道，所述压力检测单元和所述动力单元与所述控制子系统连接，

所述压力检测单元设置成能够检测所述主管路的水流压力，并将所述水流压力上传至所述控制子系统，

所述控制子系统还设置成能够基于所述水流压力控制所述动力单元启动，以便提高所述主管路的水流压力。

方案8、根据方案1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述外部状态信息包括烟雾浓度，所述消防监控子系统包括能够检测所述烟雾浓度的烟感探测器，每个所述动力电池对应地配置有一个所述烟感探测器，所述烟感探测器设置于所述电池架上靠近所述动力电池的泄压阀处。

方案9、根据方案1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述外部状态信息包括火焰发出的光的波长和/或火焰的闪烁频率，所述消防监控子系统包括能够检测火焰发出的光的波长和/或火焰的闪烁频率的火焰探测器，每个所述动力电池对应地配置有一个所述火焰探测器，所述火焰探测器设置于所述电池架上。

方案10、根据方案9所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述电池架上对应于每个所述动力电池设置有旋转底座，所述火焰探测器设置于所述旋转底座中。

方案11、根据方案1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述消防系统还包括排风子系统，所述排风子系统包括风机，所述风机与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述风机运行。

方案12、根据方案1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述消防系统还包括排水子系统，所述排水子系统设置于所述电池架的底部，以便在所述灭火子系统启动时排出喷淋水。

方案13、根据方案1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述消防系统还包括数据监控子系统和报警子系统，所述数据监控子系统与所述报警子系统连接，

所述数据监控子系统设置成能够获取所述动力电池的内部状态信息、基于所述内部状态信息判断所述动力电池是否处于正常状态、以及在所述动力电池处于非正常状态时向所述报警子系统发送报警的指令；

所述报警子系统设置成能够基于所述数据监控子系统的指令进行报警。

方案14、根据方案13所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述状态信息包括剩余电量值、电芯电压、电芯温度、电芯压差或告警信息中的一种或多种。

方案15、一种充换电站，包括电池架、停车平台和换电机器人，其特征在于，所述充换电站还包括上述方案1-14中任一项所述的消防系统。

附图说明

下面参照附图并结合集装箱式充换电站来描述本实用新型的用于电池架的消防系统、充换电站及消防系统的控制方法。附图中：

图1为现有技术中集装箱式充换电站的外观示意图；

图2为现有技术中集装箱式充换电站的内部结构示意图；

图3为本实用新型的用于电池架的消防系统的构成图；

图4为本实用新型的充换电站的电池架的主视图；

图5为本实用新型的电池架的电池单元的俯视图；

图6为本实用新型的电池架的电池单元的主视图；

图7为本实用新型的用于电池架的消防系统的控制方法的流程图。

附图标记列表

1、充换电站；11、外壳；12、电池架；121、存放单元；13、停车平台；14、换电机器人；2、动力电池；31、烟感探测器；32、火焰探测器；41、主管路；42、电池喷淋管路；421、连接管；422、喷淋管；43、总控阀；44、第一电控阀。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然本实用新型是结合集装箱式充换电站进行描述的，但是这种应用场景并非限制性的，本领域技术人员可以根据需要对其进行调整，如本实用新型还可以应用于任何集中存储有动力电池的充换电站、储存仓库或调配站等。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

首先参照图1至图3，对本实用新型的用于电池架的消防系统进行描述。其中，图1为现有技术中集装箱式充换电站的外观示意图；图2为现有技术中集装箱式充换电站的内部结构示意图；图3为本实用新型的用于电池架的消防系统的构成图。

如图1和图2所示，现有技术中，集装箱式充换电站1(以下或简称充换电站1)包括外壳11，外壳11内部设置有电池架12、停车平台13和换电机器人14，电池架12包括多个存放单元121(可参照图4)，每个存放单元121上存放有至少一块动力电池2。停车平台13用于停放待换电车辆，换电机器人14用于在电池架12与停车平台13之间穿梭，以完成对待换电车辆更换动力电池2的动作。如图3所示，为解决现有的充换电站1存在的安全性差的问题，本实用新型的用于电池架12的消防系统(以下或简称消防系统)主要包括数据监控子系统、报警子系统、消防监控子系统、灭火子系统和控制子系统。

其中，数据监控子系统与报警子系统连接，数据监控子系统设置成能够获取动力电池2的内部状态信息并判断动力电池2是否处于正常状态、以及在动力电池2处于非正常状态时向报警子系统发送报警的指令，报警子系统则能够基于该指令进行报警，如进行声光报警等。其中，动力电池2的内部状态信息可以包括剩余电量值(State of Charge，简称SOC)、电芯电压、电芯温度、电芯压差或告警信息中的一种或多种。

其中，控制子系统分别与消防监控子系统和灭火子系统连接，消防监控子系统设置成能够采集动力电池2的外部状态信息、基于该信息判断动力电池2是否处于热失控状态、以及在动力电池2处于热失控状态时发出报警信号。控制子系统设置成能够获取报警信号并基于该报警信号向灭火子系统发送对处于热失控状态的动力电池2进行灭火的指令；灭火子系统设置成能够基于该指令对处于热失控状态的动力电池2进行灭火。

通过上述设置方式，本实用新型能够大幅提高充换电站1的自动化程度和安全性。具体而言，通过消防监控子系统采集动力电池2的外部状态信息并在动力电池2出现热失控时发出报警信号，然后控制子系统获取该信号并向灭火子系统发送灭火的指令，灭火子系统基于该指令对动力电池2实施灭火，本实用新型实现了对充换电站1中动力电池2的自动化监控和灭火，提高了充换电站1的消防安全。通过设置数据监控子系统和报警子系统，使得本实用新型的消防系统还具有消防预警的功能，在出现火情之前数据监控子系统就能够对动力电池2的内部状态信息进行监测和预判，并在内部状态信息处于非正常状态时及时发送指令控制报警子系统进行报警，以提示工作人员提前采取消防措施，保证人员安全。

下面参照图3至图6对本实用新型的用于电池架的消防系统进行详细描述，其中，图4为本实用新型的充换电站的电池架的主视图；图5为本实用新型的电池架的电池单元的俯视图；图6为本实用新型的电池架的电池单元的主视图。

在一种可能的实施方式中，数据监控子系统可以包括控制芯片，例如可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)。应理解，数据监控子系统还可以为其他可以实现相关功能的器件，例如工控机等。报警子系统可以为能够进行声/光报警的元器件，如蜂鸣器或声光报警器等，该蜂鸣器或声光报警器与数据监控子系统连接，如通过信号线、控制总线等有线方式进行连接或通过无线通信进行连接(下同)。数据监控子系统可以直接获取动力电池2的内部状态信息，如通过电池架12上的充电机与动力电池2的电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，简称BMS)连接通信获取动力电池2的内部状态信息，或者在动力电池2的电池管理系统BMS出现异常时，直接采集动力电池2的内部状态信息，并基于该内部状态信息判断该动力电池2是否处于正常状态，以及在动力电池2处于非正常状态时，向报警子系统发送报警的指令，以控制报警子系统的报警元器件进行声/光报警。

需要解释的是，在本实施方式中，正常状态指的是动力电池2在存放于电池架12时或进行充放电的过程中，其内部参数未超过安全阈值或内部电池管理系统未产生告警信息时所处的状态，对应地非正常状态也即是动力电池2的内部参数超过安全阈值或内部电池管理系统发出告警信息等可能导致动力电池2出现热失控的状态。例如，动力电池2在充电过程中正常温度范围为20℃-60℃，当监测到的电芯温度处于60℃以下时，判定动力电池2处于正常状态，当监测到的电芯温度超过60℃时，判定动力电池2处于非正常状态。再如，在动力电池2的管理系统BMS未发出告警信息时，判定动力电池2处于正常状态，当电池管理系统BMS发出告警信息时，判定动力电池2处于非正常状态。

如图4所示，在一种可能的实施方式中，外部状态信息包括烟雾浓度和火焰发出的光的波长和火焰的闪烁频率等，消防监控子系统对应地的包括能够检测烟雾浓度的烟感探测器31和火焰探测器32，烟感探测器31和火焰探测器32均设置在电池架12上，并同时与控制子系统连接。参照图4，本实用新型的电池架12包括八个存放单元121，较为优选的，每个存放单元121上放置有一块动力电池2，每个动力电池2对应地配置有一个烟感探测器31和火焰探测器32。其中，烟感探测器31设置在电池加上靠近动力电池2的泄压阀处，其能够对动力电池2的泄压阀是否喷出烟雾进行实时监控，并且在烟雾达到一定浓度时，其内部采样电路发生变化，并通过内置的主控芯片判断这些变化量来确认是否发生火警，一旦确认火警，发出火警信号(如该信号为继电器的通断电信号)，同时还可以伴有启动蜂鸣器报警。其中，火焰探测器32可选用红外火焰探测器32、紫外火焰探测器32或红外/紫外混合探测器，动力电池2附近的电池架12上设置有一可360°旋转的旋转底座(图中未示出)，火焰探测器32设置在该旋转底座中。火焰探测器32能够检测燃烧室火焰辐射出的特殊波长的紫外线、红外线及可见光等，同时配合对火焰特征闪烁频率来识别探测火焰，一旦确认火警，发出报警信号，如同样为继电器的通断电信号。

与数据监控子系统类似地，控制子系统同样也可以包括控制芯片，例如可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称PLC)。应理解，数据监控子系统还可以为其他可以实现相关功能的器件，例如工控机等。控制子系统能够获取上述烟感探测器31和火焰探测器32的报警信号，并基于该信号下发相应控制指令。

参照图4至图6，在一种可能的实施方式中，灭火子系统可以包括主管路41以及与主管路41连接的多个电池喷淋管路42。主管路41使用与市政消防管路一致的直径为DN65的管路，从而主管路41的进水端能够与市政消防管路或市政消防水带连接，连接后主管路41与市政消防管路之间通过总控阀43(如电磁阀、电动阀或手动阀等)实现通断，该总控阀43可以设置为常开状态，也可以与控制子系统连接，接受控制子系统的控制。主管路41的出水端使用密封堵头进行密封。每个存放单元121配置有一电池喷淋管路42，每个电池喷淋管路42上都设置有第一电控阀44(如电磁阀或电动阀)，第一电控阀44与控制子系统连接，从而控制子系统能够基于获取到的烟感探测器31和/或火焰探测器32的报警信号控制对应的第一电控阀44打开以对单个动力电池2进行喷淋灭火。

参照图5和图6，电池喷淋管路42又进一步包括连接管421和多根喷淋管422，多根喷淋管422穿入电池架12设置在对应动力电池2的上方，并通过连接管421与主管路41连通。参照图5，本实施方式中，喷淋管422为三根，选择直径为DN25的管路，三根喷淋管422沿动力电池2的长度方向并排排列，每根喷淋管422的长度大致等于动力电池2的宽度，且喷淋管422的末端使用旋盖密闭，不与其他管路导通，保持管内压力。每根喷淋管422路上开设有喷淋孔，本实施方式中每根喷淋管422上沿其长度方向对称地开设有多组直径为2mm的喷淋孔，每组包括两个喷淋孔，两个喷淋孔的开设位置之间的夹角大致为60°，即各自与竖直面成大约30°的夹角。参照图6，如此一来，在所有喷淋孔同时喷淋时，喷淋水均匀地喷向动力电池2的上表面，并且该喷淋水所的总喷淋面积大于或等于动力电池2的上表面积。

此外，灭火子系统还包括与主管路41连接的降温喷淋管路(图中未示出)，降温喷淋管路设置在电池架12的上方，并且降温喷淋管路上对应左右两个电池架12的位置还安装有洒水喷头。降温喷淋管路通过第二电控阀与主管路41之间实现通断，该第二电控阀与控制子系统连接，以接受控制子系统的控制。当降温喷淋管路开启时，洒水喷头将消防水洒向电池架12，以降低电池架12的整体温度，确保不会因电池架12内温度过高引燃充换电站1内的其它材料。

返回参照图3，在一种可能的实施方式中，本实用新型的消防系统还包括增压子系统、排风子系统和排水子系统。具体地，增压子系统包括储存装置、压力检测单元和动力单元，压力检测单元和动力单元与控制子系统连接。储存装置可以为水箱或水池，其可以设置在充换电站1外，并通过增压管道与主管路41连通，作为消防水的补充。储存装置可以通过连接市政管路进行补水，当然也可以不连接市政管路，而是通过其他补水设施定期补水。压力检测单元为压力表，其设置在主管路41上，用以检测主管路41的水流压力并将检测结果上传给控制子系统，动力单元为增压泵，其可以设置在主管路41或增压管道上。控制子系统在接收到水流压力的检测结果后在水流压力较低时控制增压泵启动，以通过从储存装置内抽水补充至主管路41的方式提高主管路41的水流压力，保证喷淋效果。

排风子系统包括排风机(图中未示出)，排风机可采用直流风机或交流风机，其设置在充换电站1的外壳11上，并与控制子系统连接，以接受控制子系统的控制，在出现火警时打开，快速地将充换电站1内的烟雾排除。

排水子系统包括电池架12底部设置的漏水孔或排水槽(图中未示出)，当出现消防险情，启动灭火子系统对动力电池2进行喷淋后，通过底部的漏水孔或排水槽，将喷淋水快速排出，降低喷淋过程导致的充换电站1内的设备泡水风险。

上述实施方式的优点在于：通过为每个动力电池2配置一个烟感探测器31、火焰探测器32、以及一电池喷淋管路42，且电池喷淋管路42穿过电池架12设置在动力电池2上方，本实用新型的消防系统不仅充分利用了电池架12的空间，做到空间结构紧凑，而且还实现了分层、分区域、分段自动化控制，降低了消防水储存难度以及消防成本，从而在出现火情时提高了灭火的可靠性、准确性以及及时性。通过将主管路41与市政管路连接，本实用新型的消防系统还能够利用市政消防水进行灭火喷淋，直接对热失控的动力电池2内部模组内部进行降温，从而达到快速有效地灭火。同时，通过主管路41的出水端使用密封堵头密封，使得本实用新型的消防系统还具有可扩展性，能够根据电池架12的增加或减少进行相应地调整，从而提高消防系统的适用性。通过喷淋管422上设置多个喷淋孔，且喷淋孔在同时喷淋时，总喷淋面积大于或等于动力电池2上表面积的设置方式，使得喷淋水能够均匀地喷向动力电池2的上表面，直接对热失控电池内部模组进行降温，以实现热失控电池的消防灭火，提高喷淋效果。降温喷淋管路的设置，能够在对动力电池2进行灭火的同时，使用洒水喷头将消防水洒向电池架12，以降低电池架12的整体温度，确保不会因电池架12内温度过高引燃充换电站1内的其它材料。

通过设置数据监控子系统和报警子系统，使得本实用新型的消防系统还具有消防预警的功能，在出现火情之前数据监控子系统就能够对动力电池2的内部状态信息进行监测和判断，并在内部状态信息处于非正常状态时及时发送指令控制报警子系统进行报警，以提示工作人员提前采取消防措施，保证人员安全。通过设置增压子系统，使得当主管路41压力不足时，自动打开增压泵，提高管路压力，进而提高喷射效果和喷射效率。通过设置排风子系统，能够有效将充换电站1内的烟雾排出，避免可燃烟雾在密闭空间内快速聚集而可能导致的轰燃和爆炸的发生。排水子系统的设置，能够快速将喷淋水排出，降低喷淋过程导致的设备泡水风险。

需要说明的是，上述优选的实施方式仅仅用于阐述本实用新型的原理，并非旨在于限制本实用新型的保护范围。在不偏离本实用新型原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本实用新型能够适用于更加具体的应用场景。

例如，在一种可替换的实施方式中，消防监控子系统的设置方式并非唯一，在不偏离本实用新型原理的前提下，本领域技术人员可以对其进行任意调整，只要该调整能够有效采集动力电池2的外部状态信息即可。例如，除烟感探测器31和火焰探测器32外，还可以选择温度传感器等元器件；再如消防监控子系统可以只包括烟感探测器31或火焰探测器32，其设置位置也可以更改，只要能够满足每个烟感探测器31和火焰探测器32能够采集一个动力电池2的数据即可。

再如，在另一种可替换的实施方式中，烟感探测器31和火焰探测器32的报警信号的发出也可以通过软件来实现。例如，通过控制子系统采集烟感探测器31和火焰探测器32的探测数值，然后基于该数值与设定的阈值进行比较的方式，得出动力电池2是否处于热失控状态的判断结果。

再如，在另一种可替换的实施方式中，控制子系统和数据监控子系统可以单独设置，当然也可以将二者功能合二为一，设置在一个总的控制系统内，这些设置方式均未偏离本实用新型的原理。

再如，在另一种可替换的实施方式中，喷淋管422的长度、布置方向、数量等本领域技术人员均可以进行调整，只要调整后喷淋管422的布置方式能够使得喷淋面积大于或等于动力电池2的上表面积即可。例如，喷淋管422还可以沿动力电池2的宽度方向并排排列，其长度大于或等于动力电池2的长度，数量上可以为两根、三根等。

再如，虽然本实施方式中电池架12设置有八个存放单元121，但是这并非限制性的，本领域技术人员可以对其调整。例如，电池架12上存放单元121的数量可以随意调整，每个存放单元121上存放的动力电池2的数量也可以进行更改。

再如，在另一种可替换的实施方式中，消防系统的分层、分区控制还可以通过如下方式实现：取消第一电控阀44的设置，转而在喷淋孔处设置消防玻璃珠，通过在出现火情时，消防玻璃珠温度升高爆裂而实现自动喷淋灭火。

再如，在另一种可替换的实施方式中，灭火剂除了使用市政消防用水以外，还可以使用其他灭火剂，只要该灭火剂能够被有效的喷出即可。例如，还可以使用如二氧化碳等气体灭火剂。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。

参照图1至图4，本实用新型还提供了一种充换电站1，该充换电站1包括电池架12、停车平台13、换电机器人14以及上述实施方式中所述的消防系统。

下面参照图7，对本实用新型的消防系统的控制方法进行描述。其中，图7为本实用新型的用于电池架的消防系统的控制方法的流程图。

如图7所示，本实用新型还提供了一种用于电池架的消防系统的控制方法，该方法主要包括：

S100、控制子系统获取来自消防监控子系统的报警信号，例如，控制子系统获取烟感探测器31的继电器的通断电信号和火焰探测器32的继电器的通断电信号；

S200、控制子系统基于报警信号控制与该报警信号对应的第一电控阀44打开，以对处于热失控状态的动力电池2进行喷淋，例如，在同时获取到烟感探测器31的继电器的通断电信号和火焰探测器32的继电器的通断电信号时，控制子系统控制该烟感探测器31和火焰探测器32所在的存放单元121对应的第一电控阀44打开进行喷淋。

S300、在控制第一电控阀44打开的同时、之前或之后，控制子系统控制第二电控阀打开，例如，在控制第一电控阀44打开的同时，控制子系统控制第二电控阀打开进行喷淋降温。

S400、在控制第一电控阀44打开的同时、之前或之后，控制子系统控制风机打开，例如，在控制第一电控阀44打开的同时，控制子系统控制风机打开进行排风。

其中，在控制第一电控阀44开启的步骤之后，该控制方法还包括：

控制子系统获取主管路41的水流压力，例如，控制子系统获取压力表检测到的主管路41的水流压力；

在水流压力低于设定的压力阈值时，控制子系统控制增压泵启动，如在水流压力低于设定的压力阈值时，证明此时水流压力较低，喷淋效果较差，因此控制子系统控制增压泵启动将出水装置内的水补充至主管路41，以提高喷淋效果和灭火效果。

其中，在步骤S100之前，本控制方法还包括：

数据监控子系统获取动力电池2的内部状态信息，例如，数据监控子系统获取动力电池2的SOC、电芯电压、电芯温度、电芯压差或告警信息等；

数据监控子系统基于内部状态信息，判断动力电池2是否处于正常状态，例如，数据监控子系统判断电芯温度与温度的安全阈值进行比较，或判断该内部状态信息是否是电池管理系统发出的告警信息；

在动力电池2处于非正常状态时，数据监控子系统控制报警子系统报警，例如，在电芯温度超过安全阈值时，或者电池管理系统发出告警信息时，数据监控子系统控制报警子系统进行声光报警，以提示工作人员做好消防措施。

通过上述控制方法，使得本实用新型的消防系统实现了对电池架12上的动力电池2进行分层、分区域、分段的自动化消防控制，降低了消防水的储存难度和消防成本，提高了发生火灾时消防的可靠性、准确性和及时性。

本领域技术人员能够理解的是，上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本实用新型的保护范围之内。例如，在消防系统中未设置第二电控阀和风机时，上述的控制方法只包含S100和S200等。

下面结合图1至图6，以本实用新型的消防系统的一次消防过程为例，阐述本实用新型的消防系统进行描述。在一种可能的实施方式中，数据监控子系统获取某个动力电池2的内部参数信息，并基于该参数信息判断该动力电池2是否处于正常状态→在判断结果为该动力电池2处于非正常状态时，控制报警子系统进行声光报警，以提示工作人员进行消防措施→动力电池2热失控后，内部电芯开始燃烧，大量烟雾从泄压阀排出，然后火焰烧穿电池表面喷出→烟感探测器31检测到烟雾超过一定浓度后，内部继电器断电，火焰探测器32检测到火焰后，内部继电器同样断电→控制子系统获取到两个继电器的电信号后，控制该动力电池2对应的第一电控阀44打开对该动力电池2进行喷淋、同时控制第二电控阀打开对电池架12进行降温、以及控制风机打开将烟雾排出→控制子系统获取主管路41的水流压力后判断该水流压力是否过低→在水流压力过低时，控制增压泵开启对主管路41增压→动力电池2在消防系统的联合作用下火焰被浇灭。

本领域技术人员可以理解，虽然没有加描述，但是上述数据监控子系统或控制子系统还包括一些其他公知结构，例如处理器、控制器、存储器等，其中，存储器包括但不限于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、易失性存储器、非易失性存储器、串行存储器、并行存储器或寄存器等，处理器包括但不限于CPLD/FPGA、DSP、ARM处理器、MIPS处理器等，为了不必要地模糊本公开的实施例，这些公知的结构未在附图中示出。

本实用新型的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本实用新型实施例的服务器、客户端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本实用新型还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，PC程序和PC程序产品)。这样的实现本实用新型的程序可以存储在PC可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用于电池架的消防系统，所述电池架包括多个存放单元，每个所述存放单元上存放有至少一块动力电池，其特征在于，所述消防系统包括消防监控子系统、灭火子系统和控制子系统，所述控制子系统分别与所述消防监控子系统和所述灭火子系统连接，

所述消防监控子系统设置成能够采集所述动力电池的外部状态信息、基于所述外部状态信息判断所述动力电池是否处于热失控状态、以及在所述动力电池处于热失控状态时发出报警信号；

所述控制子系统设置成能够获取所述报警信号并基于所述报警信号向所述灭火子系统发送对处于热失控状态的所述动力电池进行灭火的指令；

所述灭火子系统设置成能够基于所述控制子系统的指令对处于热失控状态的动力电池进行灭火。

2.根据权利要求1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述灭火子系统包括主管路以及与所述主管路连接的多个电池喷淋管路，每个所述存放单元配置有一所述电池喷淋管路，每个所述电池喷淋管路上设置有第一电控阀，所述第一电控阀与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述第一电控阀打开。

3.根据权利要求2所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述主管路的进水端与市政消防管路或消防水带配合连接，并且/或者所述主管路的出水端使用密封堵头密封。

4.根据权利要求2所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，每个所述喷淋管路包括连接管和多根喷淋管，所述多根喷淋管通过所述连接管与所述主管路连通，所述多根喷淋管设置于所述动力电池上方。

5.根据权利要求4所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述多根喷淋管沿所述动力电池的长度方向并排排列，每根所述喷淋管的长度大于或等于所述动力电池的宽度，每根所述喷淋管上沿长度方向设置有喷淋孔，所有所述喷淋管同时喷淋时的总喷淋面积大于或等于所述动力电池的上表面积。

6.根据权利要求2所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述灭火子系统还包括与所述主管路连接的降温喷淋管路，所述降温喷淋管路设置于所述电池架的上方，并且所述降温喷淋管路上设置有第二电控阀和洒水喷头，所述第二电控阀与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述第二电控阀开启。

7.根据权利要求2所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述消防系统还包括增压子系统，所述增压子系统包括储存装置、压力检测单元和动力单元，所述储存装置能够容纳灭火剂，并且所述储存装置通过增压管道与所述主管路连通，所述压力检测单元设置于所述主管路，所述动力单元设置于所述主管路或所述增压管道，所述压力检测单元和所述动力单元与所述控制子系统连接，

所述压力检测单元设置成能够检测所述主管路的水流压力，并将所述水流压力上传至所述控制子系统，

所述控制子系统还设置成能够基于所述水流压力控制所述动力单元启动，以便提高所述主管路的水流压力。

8.根据权利要求1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述外部状态信息包括烟雾浓度，所述消防监控子系统包括能够检测所述烟雾浓度的烟感探测器，每个所述动力电池对应地配置有一个所述烟感探测器，所述烟感探测器设置于所述电池架上靠近所述动力电池的泄压阀处。

9.根据权利要求1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述外部状态信息包括火焰发出的光的波长和/或火焰的闪烁频率，所述消防监控子系统包括能够检测火焰发出的光的波长和/或火焰的闪烁频率的火焰探测器，每个所述动力电池对应地配置有一个所述火焰探测器，所述火焰探测器设置于所述电池架上。

10.根据权利要求9所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述电池架上对应于每个所述动力电池设置有旋转底座，所述火焰探测器设置于所述旋转底座中。

11.根据权利要求1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述消防系统还包括排风子系统，所述排风子系统包括风机，所述风机与所述控制子系统连接，所述控制子系统还设置成能够基于所述报警信号控制所述风机运行。

12.根据权利要求1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述消防系统还包括排水子系统，所述排水子系统设置于所述电池架的底部，以便在所述灭火子系统启动时排出喷淋水。

13.根据权利要求1所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述消防系统还包括数据监控子系统和报警子系统，所述数据监控子系统与所述报警子系统连接，

所述数据监控子系统设置成能够获取所述动力电池的内部状态信息、基于所述内部状态信息判断所述动力电池是否处于正常状态、以及在所述动力电池处于非正常状态时向所述报警子系统发送报警的指令；

所述报警子系统设置成能够基于所述数据监控子系统的指令进行报警。

14.根据权利要求13所述的用于电池架的消防系统，其特征在于，所述状态信息包括剩余电量值、电芯电压、电芯温度、电芯压差或告警信息中的一种或多种。

15.一种充换电站，包括电池架、停车平台和换电机器人，其特征在于，所述充换电站还包括上述权利要求1-14中任一项所述的消防系统。

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