CN218548510U - 具有分布式消防结构的储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能系统技术领域，尤其是涉及一种具有分布式消防结构的储能系统，包括：多个电池包，任一电池包均形成有与其内部相连通的消防入口，任一电池包均设置有消防药剂容器，且消防药剂容器的出口与对应的电池包的消防入口相连通。可见，每个电池包均单独配设有一个消防药剂容器，当其中某个电池包内部发生热失控或者火灾时，消防药剂可直接到达电池包的内部，也即直达事故源头，可有效灭火以及阻止热失控。此外，由于每个电池包单独配设消防药剂容器，因而无需设置长而复杂的连接管路，大大减少了消防管路的数量以及降低了管路的布置难度，有效降低了成本，更加符合实际的应用。

Description

具有分布式消防结构的储能系统

技术领域

本申请涉及储能系统技术领域，尤其是涉及一种具有分布式消防结构的储能系统。

背景技术

目前，集装箱储能系统中常包括多个电池包也即PACK，每个PACK的IP等级较高，一般需做到IP54以上，因此，需要在储能系统内配备消防装置，消防装置包括一个总的消防药剂罐以及多条消防管路，多条消防管路的一端均与总的消防药剂罐相连通，多条消防管路的另一端分别延伸至相对应的电池包的外部，并对准相应的电池包，当PACK内部发生热失控或火灾等事故时，消防装置内的总的消防药剂罐开启，通过对应的消防管路向对应的PACK的外部喷洒消防药剂，由于消防药剂被阻隔在PACK外，不能有效地到达事故源头，大大降低了灭火效果，此外，由于储能系统的内部空间有限，消防管路较多，布置较复杂，成本会大大增加，大大降低了实际应用的可行性和经济性。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种具有分布式消防结构的储能系统，在一定程度上解决了现有技术中存在的集装箱储能系统内的消防装置开启时，消防药剂只能喷射到PACK的外部，无法有效到达事故源头，大大降低了灭火效果，此外，消防装置的消防管路复杂，布置困难，可行性差的技术问题。

本申请提供了一种具有分布式消防结构的储能系统，包括：多个电池包，任一所述电池包均形成有与其内部相连通的消防入口，任一所述电池包均设置有消防药剂容器，且所述消防药剂容器的出口与对应的所述电池包的消防入口相连通。

在上述技术方案中，进一步地，所述消防药剂容器的出口与对应的所述电池包的消防入口通过管路相连通。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述管路相对所述消防入口倾斜设置。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述管路设置有开关阀和/或所述消防药剂容器设置有开关阀。

在上述任一技术方案中，进一步地，沿着所述电池包的高度方向，所述消防药剂容器位于所述消防入口的上方，且所述消防药剂容器呈倒置或者倾斜设置；当所述消防药剂容器呈倾斜设置时，所述消防药剂容器的出口靠近所述消防入口设置。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述消防药剂容器为预压式消防药剂容器；或者

所述消防入口设置有泵体，用于将所述消防药剂容器内的消防药剂输送给所述电池包。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述电池包的消防入口设置有朝向所述电池包的内部延伸的喷嘴。

在上述任一技术方案中，进一步地，任一所述电池包内均设置有检测构件，用于监测所述电池包内事故的发生。

在上述任一技术方案中，进一步地，任一所述电池包均配设有电池控制模块、温度采集模块以及电压采集模块，且所述电池控制模块分别与对应的所述温度采集模块、所述电压采集模块、所述检测构件以及所述开关阀通信连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述检测构件为烟雾传感器、温度传感器、可燃气体传感器、压力传感器以及VOC传感器中的一种或者几种。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述具有分布式消防结构的储能系统还包括支撑框架，所述支撑框架的内部形成有总安装空间，且沿着所述总安装空间的长度方向形成有顺次设置的多个分安装空间；

其中有一个所述分安装空间为电池区域，多个所述电池包均设置于所述电池区域，且多个所述电池包沿着所述电池区域的长度方向顺次间隔设置，其中有一个所述分安装空间为电气区域，其中有一个所述分安装空间为热管理区域；

所述消防药剂容器设置在对应的所述电池包上或者所述支撑框架上。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述电气区域设置有检测传感器、所述消防药剂容器、喷头以及储能系统控制模块，其中，所述消防药剂容器与所述喷头通过管路相连通，且所述消防药剂容器、所述喷头以及所述消防药剂容器与所述喷头相连通的管路中的至少一者设置有控制阀，所述控制阀与所述储能系统控制模块通信连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述电气区域还设置有除湿装置、防爆装置以及电气装置；

和/或所述热管理区域内设置有水冷机组。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种新型的储能系统，其内部的消防结构进行了重新设计，每个电池包均单独配设有一个消防药剂容器，当其中某个电池包内部发生热失控或者火灾时，可以通过对应的消防药剂容器向电池包的内部通入消防药剂，消防药剂可直接到达电池包的内部，也即直达事故源头，进而可有效灭火以及阻止热失控。

此外，由于每个电池包单独配设消防药剂容器，因而无需设置长而复杂的连接管路，也就是说，大大减少了消防管路的数量以及降低了管路的布置难度，有效降低了成本，更加符合实际的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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方式，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具有分布式消防结构的储能系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的具有分布式消防结构的储能系统的另一结构示意图；

图3为本申请实施例提供的具有分布式消防结构的储能系统的又一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的具有分布式消防结构的储能系统的原理图；

图5为本申请实施例提供的具有分布式消防结构的储能系统的另一原理图。

附图标记：

100-具有分布式消防结构的储能系统，1-电池包，2-消防药剂容器，3-管路，4-开关阀，5-喷嘴，6-电池控制模块，7-支撑框架，71-热管理区域，72-电气区域，73-电池区域，8-水冷机组，9-储能系统控制模块，10-除湿装置，11-防爆装置，12-电气装置，13-喷头，14-控制阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请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。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。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。

在本申请的描述中，需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图1至图5描述根据本申请一些实施例所述的具有分布式消防结构的储能系统。

参见图1至图5所示，本申请的实施例提供了一种具有分布式消防结构的储能系统100，包括：多个电池包1，任一电池包1均形成有与其内部相连通的消防入口，任一电池包1均设置有消防药剂容器2，且消防药剂容器2的出口与对应的电池包1的消防入口相连通。

进一步，优选地，消防药剂容器2可为消防药剂罐，后文也将以此为例加以说明，但注意：消防药剂容器2也可以是其他的容器例如密闭的瓶、筒等均可。

基于以上描述的结构可知，本申请提供了一种新型的储能系统，其内部的消防结构进行了重新设计，每个电池包1均单独配设有一个消防药剂容器2，当其中某个电池包1的内部发生热失控或者火灾时，可以通过对应的消防药剂容器2向电池包1的内部通入消防药剂，消防药剂可直接到达电池包1的内部，也即直达事故源头，进而可有效灭火以及阻止热失控。

此外，由于每个电池包1单独配设消防药剂容器2，因而无需设置长而复杂的连接管路，也就是说，大大减少了消防管路的数量以及降低了管路的布置难度，有效降低了成本，更加符合实际的应用。

注意：图2和图3中仅以三个电池包1加以举例，当然，不仅限于此数量，还可根据实际需要设置，例如两个、四个或者多于四个等，其沿着下文所述的支撑框架7的长度方向顺次设置。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图4和图5所示，消防药剂容器2的出口与对应的电池包1的消防入口通过管路3相连通。

在该实施例中，由于消防药剂容器2的出口和对应的电池包1的消防入口直接对接不易实现，而且容易泄漏，因而通过简短的管路3将两者连接，更加便于布置，而且不易泄漏。

进一步，优选地，管路3的两端与消防药剂容器2的出口与对应的电池包1的消防入口分别通过接头相连接，提升了密封性。

进一步，优选地，电池包1的消防入口设置有朝向电池包1的内部延伸的喷嘴5，具体地，喷嘴5通过前述的管路3与消防药剂容器2相连通，利用喷嘴5喷洒消防药剂更加均匀、覆盖面积更广，提升了灭火效果。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图4所示，管路3相对消防入口倾斜设置。

在该实施例中，相对消防入口倾斜设置的管路3有助于将消防溶剂快速输送到电池包1内。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图4所示，管路3设置有开关阀4。

在该实施例中，当电池包1的内部发生热失控或者火灾时，开关阀4开启，通过管路3向电池包1的内部通入消防药剂，消防药剂可直接到达电池包1的内部，进而可有效灭火以及阻止热失控，当热失控得到有效阻止或者火被熄灭后，则可关闭开关阀4，停止向电池包1内通入消防药剂。

进一步，优选地，开关阀4可为电池开关阀。

当然，不仅限于此，还可采用下述方案：也即消防药剂容器2设置有开关阀，也可控制消防药剂容器2的开启或者关闭，亦或者是管路3和消防药剂容器2均设置有前述的开关阀，进行双重控制。

在本申请的一个实施例中，优选地，消防药剂容器2为预压式消防药剂容器2，打开开关后，可自行喷入到电池包1内。

当然，不仅限于此，还可采用下述结构：例如：消防入口设置有泵体，利用泵体将消防药剂容器2内的消防药剂输送给电池包1。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图4所示，沿着电池包1的高度方向，消防药剂容器2位于消防入口的上方，且消防药剂容器2呈倒置，当然，不仅限于此，消防药剂容器2还可呈倾斜设置，且当消防药剂容器2呈倾斜设置时，消防药剂容器2的出口靠近消防入口设置，也就是说，消防药剂容器2的出口要向下并且靠近消防入口的一侧设置。

在该实施例中，当消防药剂容器2倒置或者倾斜放置时，重力可加速消防药剂进入电池包1内的速度，而且消防药剂容器2内的消防药剂也不容易残留在容器的底部，可以充分利用。

在本申请的一个实施例中，优选地，任一电池包1内均设置有检测构件，用于监测电池包1内事故的发生。

且进一步，优选地，如图4所示，任一电池包1均配设有电池控制模块6、温度采集模块以及电压采集模块，且电池控制模块6分别与对应的温度采集模块、电压采集模块、检测构件以及开关阀4通信连接。

在该实施例中，每个电池包1内的电池控制模块6可根据电压、温度和检测构件的检测结果，独立地判断对应的电池包1是否发生热失控或火灾，当发生热失控或火灾时，则控制开关阀4开启，向发生热失控或火灾的电池包1内通入消防药剂，当热失控得到有效阻止或者火被熄灭后，则可关闭开关阀4，停止向电池包1内通入消防药剂。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图1至图3所示，检测构件为烟雾传感器、温度传感器、可燃气体传感器例如CO传感器或者H₂传感器、压力传感器以及VOC传感器中的一种或者几种。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2和图3所示，具有分布式消防结构的储能系统100还包括支撑框架7，支撑框架7的内部形成有总安装空间，且沿着总安装空间的长度方向形成有顺次设置的多个分安装空间；

其中有一个分安装空间为电池区域73，多个电池包1均设置于电池区域73，且多个电池包1沿着电池区域73的长度方向顺次间隔设置，排布更加规整、协调；

其中有一个分安装空间为电气区域72，其中有一个分安装空间为热管理区域71；

消防药剂容器2设置在对应的电池包1上或者支撑框架7上，对应地，可选择在靠近消防药剂容器2的电池包1的侧部开设消防入口，实现就近连接。

在该实施例中，储能系统内分区域进行布置，分区域执行相应的功能，更加安全、可靠，此外，结构更加规整，便于后期的检修等运维操作。

进一步，优选地，如图2和图3所示，分安装空间的数量为三个，且沿着支撑框架7的长度方向分别为热管理区域71、电气区域72以及电池区域73，且电气区域72可延伸至热管理区域71的一侧，也即电气区域72呈L形，但不仅限于此，分安装空间的数量和排布不仅限于图2和图3中所示，例如：还可将热管理区域71和电气区域72分别设置在电池区域73的两侧等，完全根据实际需要进行调节。

进一步，优选地，如图2和图3所示，支撑框架7为长方形，满足常规要求，方便加工制造。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图5所示，电气区域72设置有检测传感器也即前述的检测构件、前述的消防药剂容器2、喷头13以及储能系统控制模块9，其中，消防药剂容器2与喷头13通过管路3相连通，且消防药剂容器2、喷头13以及消防药剂容器2与喷头13相连通的管路3中的至少一者设置有控制阀14(注意，图5中仅示出了喷头13上设置有控制阀14的情况，而未示出其他情况)，控制阀14与储能系统控制模块9通信连接。

在该实施例中，储能系统控制模块9可根据电压、温度和检测构件的检测结果，独立地判断对应的电气区域72是否发火灾，当发生火灾时，则控制控制阀14开启，喷洒消防药剂，当火被熄灭后，则可关闭控制阀14，停止喷洒消防药剂，进而有助于提升本储能系统整体的安全性以及可靠性。

进一步，优选地，储能系统控制模块9还与电池模块通信连接，实现信息的共享。

进一步，优选地，电气区域72还设置有除湿装置10、防爆装置11以及电气装置12例如直流汇流、高低压配电柜等。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，热管理区域71设置有水冷机组8。

在该实施例中，水冷机组8主要执行储能系统整体的散热、冷却等操作。

进一步，优选地，水冷机组8可设置在热管理区域71的一侧，水冷机组8和除湿装置10均设置在热管理区域71的另一侧，且沿着此区域的高度方向间隔设置。

注意：本具有分布式消防结构的储能系统100还包括其他结构例如外壳等，均为现有技术，在此，不再一一赘述。

综上，本申请提供的具有分布式消防结构的储能系统100具有如下结构和优点：

储能系统由热管理区域71、电气区域72和电池区域73组成，消防系统分区域布置，更加规整，分区域执行相应的功能，更加安全、可靠。电池区域73有不低于2个PACK也即电池包1组成，每个PACK都具有温度、电压采集，还具有烟雾传感器、压力传感器、可燃气体传感器以及VOC传感器中的至少一个。

PACK的电池控制模块6根据电压、温度和传感器数据独立地诊断出是否发生热失控或火灾。每个PACK都自带消防药剂罐，消防的开关也即开关阀4可布置在消防药剂罐与PACK之间的管路3上，也可布置在。热失控或火灾后，PACK中的控制系统开关阀4打开PACK的消防入口上，开关阀4打开，消防药剂喷洒进PACK后进行灭火。

其中，优选地，开关阀4与消防药剂罐集成为一体，消防药剂罐为预压式的结构，打开开关阀4后，消防药剂自动喷入PACK内，当然，不仅限于此，消防药剂罐体出口与PACK上消防入口间可以添加泵，增加消防效率。泵优选的由PACK的控制系统控制。其中，优选的，消防药剂罐固定在PACK上或机架也即支撑框架7上。

为增加消防效果，消防药剂罐体的出口与PACK上的消防入口间的管路3倾斜设置，消防药剂罐倒立或倾斜布置，以方便开关阀4打开后，消防药剂进入PACK内，而且避免残留消防药剂。

电气区域72包含直流汇流、电池控制装置、高低压配电柜、除湿装置10、防爆装置11、储能装置等。

本系统的灭火方法包括如下步骤：

第一步、检测传感器也即前述的传感器持续采集数据，并将数据传输给电池控制模块6，电池控制模块6诊断是否发生火灾或热失控；

第二步、当发生火灾与热失控时，电池控制模块6打开对应的电池包1所配设的开关阀4，消防药剂释放扩散到电池内部的待灭火区域；

第三步、当热失控得到有效阻止或者火被熄灭后，则可关闭开关阀4，灭火结束。

可见，实现了复杂液冷储能系统消防入PACK也即电池包1的目标，实现了定点灭火，而且电气区域72也配设有上述的结构，从而提高了系统安全性，而且避免了消防系统复杂管路3的布置，降低了消防系统的复杂程度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，包括：多个电池包，任一所述电池包均形成有与其内部相连通的消防入口，任一所述电池包均设置有消防药剂容器，且所述消防药剂容器的出口与对应的所述电池包的消防入口相连通。

2.根据权利要求1所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述消防药剂容器的出口与对应的所述电池包的消防入口通过管路相连通。

3.根据权利要求2所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述管路相对所述消防入口倾斜设置。

4.根据权利要求2所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述管路设置有开关阀和/或所述消防药剂容器设置有开关阀。

5.根据权利要求1所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，沿着所述电池包的高度方向，所述消防药剂容器位于所述消防入口的上方，且所述消防药剂容器呈倒置或者倾斜设置；

当所述消防药剂容器呈倾斜设置时，所述消防药剂容器的出口靠近所述消防入口设置。

6.根据权利要求1所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述消防药剂容器为预压式消防药剂容器；或者

所述消防入口设置有泵体，用于将所述消防药剂容器内的消防药剂输送给所述电池包。

7.根据权利要求1所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述电池包的消防入口设置有朝向所述电池包的内部延伸的喷嘴。

8.根据权利要求4所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，任一所述电池包内均设置有检测构件，用于监测所述电池包内事故的发生。

9.根据权利要求8所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，任一所述电池包均配设有电池控制模块、温度采集模块以及电压采集模块，且所述电池控制模块分别与对应的所述温度采集模块、所述电压采集模块、所述检测构件以及所述开关阀通信连接。

10.根据权利要求8所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述检测构件为烟雾传感器、温度传感器、可燃气体传感器、压力传感器以及VOC传感器中的一种或者几种。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述具有分布式消防结构的储能系统还包括支撑框架，所述支撑框架的内部形成有总安装空间，且沿着所述总安装空间的长度方向形成有顺次设置的多个分安装空间；

其中有一个所述分安装空间为电池区域，多个所述电池包均设置于所述电池区域，且多个所述电池包沿着所述电池区域的长度方向顺次间隔设置，其中有一个所述分安装空间为电气区域，其中有一个所述分安装空间为热管理区域；

所述消防药剂容器设置在对应的所述电池包上或者所述支撑框架上。

12.根据权利要求11所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述电气区域设置有检测传感器、所述消防药剂容器、喷头以及储能系统控制模块，其中，所述消防药剂容器与所述喷头通过管路相连通，且所述消防药剂容器、所述喷头以及所述消防药剂容器与所述喷头相连通的管路中的至少一者设置有控制阀，所述控制阀与所述储能系统控制模块通信连接。

13.根据权利要求12所述的具有分布式消防结构的储能系统，其特征在于，所述电气区域还设置有除湿装置、防爆装置以及电气装置；

和/或所述热管理区域内设置有水冷机组。

Images