CN212789501U - 集装箱储能电池柜消防系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集装箱储能电池柜消防系统，包括灭火冷却剂储存箱、压力泵、流通管路、控制阀门、回流阀门和冷凝器，流通管路包括进入管路和流出管路，灭火冷却剂储存箱内储存有灭火冷却剂并连通压力泵，压力泵的另一端连通进入管路，进入管路通过控制阀门连通若干个电池箱，若干个电池箱还通过回流阀门连通流出管路，流出管路连通冷凝器，冷凝器与灭火冷却剂储存箱连通。本实用新型在正常运行时可以当作冷却剂使用，给锂电池冷却降温；当电池箱有安全风险时，可以针对起火的或有起火风险的电池箱定点快速实施灭火措施，对其他正常电池箱则没有影响，响应速度快，能在第一时间防止情形地恶化。

Description

集装箱储能电池柜消防系统

技术领域

本实用新型涉及集装箱储能消防技术领域，具体的说是一种集装箱储能电池柜消防系统。

背景技术

由于锂离子电池具有比容量大、循环寿命长、质量轻且有较高性能等优势，已经逐渐成为电化学储能行业中不可或缺的重要组成部分，广泛应用于大型储能领域。大型储能系统又由集装箱储能系统组合而成，而由于锂离子电池本身的体系设计，其所用的有机电解液具有可燃性，同时系统在运行过程中易发生内短路、过充等造成热失控导致燃烧甚至爆炸。因此需要特殊的安全消防措施防控可能发生的风险，避免发生人员伤亡和财产损失。

在集装箱储能消防领域，锂离子电池在过充、过放、内部短路等情况下，电池出现热失控进一步引发燃烧甚至爆炸，造成人员伤亡或财产损失。因此，我们在大型储能应用场景下，每一集装箱都必须配备消防安全系统，以减少安全事故和财产损失。而现有的技术方案，往往是大面积无差别灭火消防系统，往往不能第一时间对风险点实施灭火，错过了最佳时间；并且在实施灭火动作后，往往造成设备的永久损害，造成巨大的财产损失，如果因系统误报或人员误操作导致消防系统意外启动，那么损失将更大。

目前在集装箱储能领域采用的消防方案为水喷淋消防系统或七氟丙烷灭火消防系统。水喷淋消防系统在集装箱上方安装喷淋头，当遇到火情时，大量水喷出灭火或降温，但此方法反应慢，不能第一时间针对危险处灭火降温且会导致内部大量的电器件损毁和锂电池报废，且针对高处的电池箱灭火时效果较差。七氟丙烷灭火消防系统是在集装箱内放置有七氟丙烷储罐，当遇到火情时，迅速打开阀门，大量七氟丙烷气体从气嘴中喷出，充斥于集装箱内当浓度达到一定程度时灭火，灭火范围广但也无法定点灭火，且七氟丙烷灭火时会产生HF，HF有毒，并且在潮湿条件下达到一定浓度时会对人体及设备造成损害。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种集装箱储能电池柜消防系统。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种集装箱储能电池柜消防系统，所述集装箱储能电池柜包括若干个电池柜及放置在所述电池柜上的多个电池箱，所述消防系统包括灭火冷却剂储存箱、压力泵、流通管路、控制阀门、回流阀门和冷凝器，所述流通管路包括进入管路和流出管路，所述灭火冷却剂储存箱内储存有灭火冷却剂并连通所述压力泵，所述压力泵的另一端连通所述进入管路，所述进入管路通过控制阀门连通若干个所述电池箱，若干个所述电池箱还通过回流阀门连通所述流出管路，所述流出管路连通所述冷凝器，所述冷凝器与所述灭火冷却剂储存箱连通。

所述灭火冷却剂储存箱的箱体埋入地下。

所述电池箱的壳体是内部中空结构，且所述电池箱连通所述进入管路的位置高于其连通所述流出管路的位置。

每个所述电池箱内还设置有温度传感器和气体浓度检测器，所述温度传感器和气体浓度检测器连接集装箱内的电池管理系统，所述电池管理系统连接所述消防控制器，所述消防控制器连接所述压力泵、控制阀门和回流阀门。

所述电池箱的上壳上设有若干个排气阀，所述排气阀连接所述消防控制器。

所述消防控制器通过数据发送单元连接远端控制系统。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

1.本实用新型在正常运行时可以当作冷却剂使用，给锂电池冷却降温；当电池箱有安全风险时，可以针对起火的或有起火风险的电池箱定点快速实施灭火措施，对其他正常电池箱则没有影响，响应速度快，能在第一时间防止情形地恶化。

2.由于本实用新型使用的灭火剂是绝缘的，因此在灭火时不会对电气设备造成损害，同时此灭火剂的沸点低，可以迅速冷却设备，自身则挥发到空气中，不会造成残留，因此在灭火后，正常的电气设备和锂离子电池后续仍能正常使用，避免了不必要的财产损失。

附图说明

图1为本实用新型的灭火冷却剂流通路径图；

图2为本实用新型的灭火冷却剂管路示意图；

图3为本实用新型的电池箱结构示意图；

图4为本实用新型的控制结构图；

图5为本实用新型消防控制逻辑图；

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

本实用新型包括电池柜部分和消防系统部分，其中电池柜部分的设置如下：将各电池箱放置在电池柜上，电池柜按排布要求放置在集装箱中，电池柜上安装有流通管路，并且电池箱上部和下部均设有可连接的管道接口。电池箱壳体是内部中空结构，电池放置在底部隔板上，电池与电池之间留有大于1mm的空隙，并与上部隔板将电池固定。

如图1所示，本实用新型的消防系统部分主要包括流通管路、冷凝器、灭火冷却剂、控制阀门、回流阀门、压力泵、灭火冷却剂储藏箱。在流通管路上设置有控制阀门，可以控制流通管路的开闭。在集装箱外部配置有灭火冷却剂储存箱，箱体埋入地下，连接压力泵，压力泵接口与流通管路相连。正常运行时，压力泵将储藏罐中的灭火冷却剂抽出进入流通管路，由各电池箱的阀门控制灭火冷却剂进入各电池箱中，淹没电池箱内电池及电气件，充分交换热量后，经回流通道流回至冷凝器，冷却后再进入储藏罐中循环利用。

如图2所示，流通管路包括进入管路1和流出管路3，进入管路1连通多个电池箱2，电池箱2还连通流出管路，进入管路1与电池箱2的连通点高于流出管路3与电池箱2的连通点。如图3所示，电池箱2的上壳上设有若干个排气阀21。

如图4所示，电池箱中设有温度传感器和气体浓度检测器。温度传感器和气体浓度检测器连接电池管理系统，电池管理系统通过数据接收单元连接消防控制器，消防控制器连接压力泵、控制阀门、排气阀和回流阀门。如图5所示，电池管理系统采用分级管理，一级管理：当电池管理系统接收到电池箱内温度大于预设温度T1时，发送指令给消防控制器，消防控制器启动压力泵，打开控制阀，以第一预设流量q1向指定电池箱内注入灭火冷却剂，循环冷却；二级管理：当电池管理系统接收到电池箱内温度大于预设温度T2或气体检测器检测到有可燃气体时，发送指令给消防控制器，消防控制器启动压力泵，打开控制阀，同时打开电池箱上壳的排气阀，以第二预审流量q2向指定电池箱内注入灭火冷却剂并排出气体。

当有报警发生时，消防控制器关闭回流阀门，启动压力泵加大灭火冷却剂流量，灭火冷却剂进入流通管路，直达指定电池箱，快速降温；当温度继续上升或有气体产生时，电池箱上盖的排气阀打开，气体和冷却剂的蒸气排出，排除隐患。

消防控制器通过数据发送单元连接远端控制系统，用于在信息处理后，将自身状态信息和控制信息传输至远端控制系统显示。

本实用新型的消防管理系统，还可以消除因系统误报或误操作造成的损失。因为当接收到电池管理系统发送的消防报警信息时，启动压力泵打开阀门，通过流通管路将灭火冷却剂注入电池箱内，进行灭火或降温，当风险消除后或是误操作时，灭火冷却剂可以通过回流管路重新回到储存罐中。灭火冷却剂由于沸点低，残留的亦可很快挥发至空气中，并且灭火冷却剂是绝缘的，因此不会对电池箱内电气件和电池造成影响，因此风险排除后，正常的电气件和电池仍能正常使用，避免造成经济损失。

实施例1：此实施例针对方形铝壳、钢壳或塑壳电芯模组，主要包括电芯、电池管理模块、电芯连接块、顶部隔板、底部托盘、上隔板支架、绝缘板、模组上外壳及模组下外壳；本实用新型涉及的光纤传感器部分包含了光纤和光纤解调器。本实施例由以下步骤组成：

1)首先将各电池箱放置在电池柜上，电池柜按排布要求放置在集装箱中，电池柜上安装有流通管路，并且电池箱上部和下部均设有可连接的管道接口。每个电池柜上设有6个电池箱，串联堆叠在电池柜上。电池箱壳体是内部中空结构，电池放置在底部隔板上，电池箱内设有24支电池，采用2并12串的方式排布于电池箱内。电池与电池之间留有3mm的空隙，并与上部隔板将电池固定。

2)在集装箱外部配置有灭火冷却剂储存箱，箱体埋入地下，连接压力泵，压力泵接口与集装箱流通管路相连，当有报警时，控制器启动压力泵，灭火冷却剂进入流通管路，直达指定电池箱。

3)流通管路上设置有控制阀，控制流通管路的开闭。

4)本消防系统的控制器与集装箱内电池管理系统相连，当电池管理系统接收到电池箱内温度大于预设温度时，发送指令给消防控制器，消防控制器启动压力泵，打开控制阀，向指定电池箱内注入灭火冷却剂；或电池管理系统接收到电池箱烟雾报警时，发送指令给消防控制器，消防控制器启动压力泵，打开控制阀，向指定电池箱内注入灭火冷却剂。

5)消防系统的数据接收和发送装置，接收电池管理系统发送的温度、烟雾浓度等消防信息数据。信息处理后，将自身状态信息、控制器信息传输至远端控制系统显示。

Claims (6)

1.一种集装箱储能电池柜消防系统，所述集装箱储能电池柜包括若干个电池柜及放置在所述电池柜上的多个电池箱，其特征在于，所述消防系统包括灭火冷却剂储存箱、压力泵、流通管路、控制阀门、回流阀门和冷凝器，所述流通管路包括进入管路和流出管路，所述灭火冷却剂储存箱内储存有灭火冷却剂并连通所述压力泵，所述压力泵的另一端连通所述进入管路，所述进入管路通过控制阀门连通若干个所述电池箱，若干个所述电池箱还通过回流阀门连通所述流出管路，所述流出管路连通所述冷凝器，所述冷凝器与所述灭火冷却剂储存箱连通。

2.根据权利要求1所述的一种集装箱储能电池柜消防系统，其特征在于，所述灭火冷却剂储存箱的箱体埋入地下。

3.根据权利要求1所述的一种集装箱储能电池柜消防系统，其特征在于，所述电池箱的壳体是内部中空结构，且所述电池箱连通所述进入管路的位置高于其连通所述流出管路的位置。

4.根据权利要求1所述的一种集装箱储能电池柜消防系统，其特征在于，每个所述电池箱内还设置有温度传感器和气体浓度检测器，所述温度传感器和气体浓度检测器连接集装箱内的电池管理系统，所述电池管理系统连接有消防控制器，所述消防控制器连接所述压力泵、控制阀门和回流阀门。

5.根据权利要求4所述的一种集装箱储能电池柜消防系统，其特征在于，所述电池箱的上壳上设有若干个排气阀，所述排气阀连接所述消防控制器。

6.根据权利要求4所述的一种集装箱储能电池柜消防系统，其特征在于，所述消防控制器通过数据发送单元连接远端控制系统。

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