CN219290480U - 一种储能电站电池箱火灾防控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种储能电站电池箱火灾防控系统，涉及锂电池储能电站安全技术领域，包括储能电站主体和防控系统主体，储能电站主体包括储能柜和分布在储能柜中的电池簇；防控系统主体包括消防主机、灭火装置、与电池簇一一对应的阀门和第一探测模块；灭火装置和所有第一探测模块均与消防主机信号连接，灭火装置与所有阀门连通，每个阀门均朝向其对应的电池簇设置，每组电池簇对应的第一探测模块与该组电池簇对应阀门信号连接。当任意电池簇处的第一探测模块被探测到某一参数达到火情阈值时，其发送信号到消防主机处并将对应阀门开启，控制主机启动灭火装置，灭火装置将对应的灭火介质通过阀门精准喷射到火情对应的电池簇处，实现精准灭火。

Description

一种储能电站电池箱火灾防控系统

技术领域

本实用新型涉及锂电池储能电站安全技术领域，更具体地，涉及一种储能电站电池箱火灾防控系统。

背景技术

储能是新能源浪潮下，能源结构调整、电力系统转型的关键支撑技术。锂离子电池作为新能源电池不仅更加环保而且性能更加优越，其广泛应用于储能电站。锂电集装箱储能解决方案广泛应用于新能源发电接入和消纳，实现分布式发电与微电网储能，为电力系统调频调压，在配电系统升级改造中提供可靠的供电与电能质量。但锂离子电池在储存过程中可能会因为自身化学反应放热积聚或外界热源影响发生热失控，严重影响储能电站的安全性能。

在现有技术中，一般是对储能柜的整体进行监控，当检测到火情时，在整个储能站空间内喷射灭火剂。但是该方式还具有进一步完善的空间。详细地，上述现有方式中，是对储能柜的整体进行监控，即只有当火情达到一定规模时才可能监测到，无法跟更进一步地在火情更小时就启动灭火系统。因此，需要在现有技术的基础上，进一步完善监控措施，达到更早期感知火情的效果。

在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型在于提供一种储能电站电池箱火灾防控系统，能够提高对储能箱内部电池监测的灵敏度，以便在火情较小时就启动灭火系统，达到更早期感知火情的效果。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型的一些实施例中提供一种储能电站电池箱火灾防控系统，包括储能电站主体和防控系统主体，储能电站主体包括储能柜和分布在储能柜中的电池簇；

防控系统主体包括消防主机、灭火装置、与电池簇一一对应的阀门和设置在每组电池簇内部的第一探测模块；灭火装置和所有第一探测模块均与消防主机信号连接，灭火装置与所有阀门连通，每个阀门均朝向其对应的电池簇设置，每组电池簇对应的第一探测模块与该组电池簇对应阀门信号连接。

在本实用新型的一些实施例中，消防主机包括集中控制器、UPS电源模块和显示面板，UPS电源模块和显示面板均与集中控制器连接，灭火装置和所有第一探测模块均与集中控制器信号连接，集中控制器配有标准RS-232串行接口、标准RS-485串行接口和以太网接口。

在本实用新型的一些实施例中，灭火装置包括七氟丙烷灭火系统，七氟丙烷灭火系统连通有灭火剂通道，阀门分布在灭火剂通道上，七氟丙烷灭火系统与消防主机连接。

在本实用新型的一些实施例中，灭火装置还包括与消防主机连接的气体释放报警器，气体释放报警器具有设置在储能柜外侧的灯光标识牌，灯光标识牌用于显示放气勿入标识。

在本实用新型的一些实施例中，防控系统主体还包括紧急启动按钮和紧急停止按钮，紧急启动按钮和紧急停止按钮均与消防主机连接。

在本实用新型的一些实施例中，防控系统主体还包括声光报警器，声光报警器与消防主机连接。

在本实用新型的一些实施例中，电池簇包括多个电池本体，每个电池本体均对应设置有与消防主机连接的第二探测模块，所有第二探测模块均与对应电池簇的阀门连接。

在本实用新型的一些实施例中，第一探测模块和第二探测模块均包括一氧化碳浓度传感器、烟雾探测器、氢气传感器、voc浓度传感器和温度传感器，一氧化碳浓度传感器、烟雾探测器、氢气传感器、voc浓度传感器和温度传感器均与消防主机和对应电池簇的阀门连接。

在本实用新型的一些实施例中，位于电池簇和储能柜之间的部分设置有另外的与消防主机连接的第一探测模块。

在本实用新型的一些实施例中，储能柜的侧壁设置有进风格栅、泄压口和排风风机，排风风机与消防主机连接。

相对于现有技术，本实用新型的实施例至少具有如下优点或有益效果：

本实用新型提供一种储能电站电池箱火灾防控系统，包括储能电站主体和防控系统主体，储能电站主体包括储能柜和分布在储能柜中的电池簇；防控系统主体包括消防主机、灭火装置、与电池簇一一对应的阀门和设置在每组电池簇内部的第一探测模块；灭火装置和所有第一探测模块均与消防主机信号连接，灭火装置与所有阀门连通，每个阀门均朝向其对应的电池簇设置，每组电池簇对应的第一探测模块与该组电池簇对应阀门信号连接。

第一探测模块用于探测每个电池簇周围的一氧化碳浓度、烟雾状况、氢气浓度、voc浓度和温度等信息。当任意电池簇处被探测到一氧化碳浓度、烟雾状况、氢气浓度、voc浓度和温度状况达到火情阈值时，其发送信号到消防主机处并将对应阀门开启，消防主机通知监控人员出现火情。同时，控制主机启动灭火装置，灭火装置将对应的灭火介质通过阀门精准喷射到火情对应的电池簇处，实现精准灭火。

因每组电池簇均设置有第一探测模块，而非测量储能柜内部的整体情况，使得火情在刚刚发生时即可被探测到，使灭火更加及时。同时，对对应电池簇精准灭火，能够降低对相邻其它电池簇的损伤，降低损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例储能电站电池箱火灾防控系统连接结构框图；

图2为本实用新型实施例消防主机结构框图；

图3为本实用新型实施例PACK级防护结构框图。

图标：1-储能柜；2-电池簇；3-消防主机；4-灭火装置；5-阀门；6-第一探测模块；7-集中控制器；8-UPS电源模块；9-显示面板；10-标准RS-232串行接口；11-标准RS-485串行接口；12-以太网接口；13-无线通讯模块；14-灭火剂通道；15-气体释放报警器；16-灯光标识牌；17-声光报警器；18-紧急启动按钮；19-紧急停止按钮；20-电池本体；21-第二探测模块；22-进风格栅；23-排风风机；24-泄压口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型实施例中，“多个”代表至少两个。

实施例：

请参照图1-图3。

本实施例提供一种储能电站电池箱火灾防控系统，包括储能电站主体和防控系统主体，储能电站主体包括储能柜1和分布在储能柜1中的电池簇2；防控系统主体包括消防主机3、灭火装置4、与电池簇2一一对应的阀门5和设置在每组电池簇2内部的第一探测模块6；灭火装置4和所有第一探测模块6均与消防主机3信号连接，灭火装置4与所有阀门5连通，每个阀门5均朝向其对应的电池簇2设置，每组电池簇2对应的第一探测模块6与该组电池簇2对应阀门5信号连接。

在本实施例中，电池簇2分布在储能柜1内部，作为储能的单元。每个电池簇2均设置第一探测模块6以对其内部的情况进行探测。消防主机3与所有第一探测模块6依次串联连接。每组电池簇2均对应设置有与灭火装置4连接的阀门5。当任意第一探测模块6探测到有火情信号时，其将探测信号发送至消防主机3，同时发送信号使出现火情的电池簇2对应的阀门5打开。消防主机3控制灭火系统启动，灭火系统即可通过该阀门5向出现火情的电池簇2精准喷洒灭火剂。实现精准灭火。

因每组电池簇2均设置有第一探测模块6，而非测量储能柜1内部的整体情况，使得火情在刚刚发生时即可被探测到，使灭火更加及时。同时，对对应电池簇2精准灭火，能够降低对相邻其它电池簇2的损伤，降低损失。

优选地，位于电池簇2和储能柜1之间的部分设置有另外的与消防主机3连接的第一探测模块6，其同样与其它第一探测模块6和消防主机3串联连接。第一探测模块6用于探测电池簇2外部和储能柜1内部之间部分的状况，以应对其他电器的火情。

进一步地，消防主机3包括集中控制器7、UPS电源模块8和显示面板9，UPS电源模块8和显示面板9均与集中控制器7连接，灭火装置4和所有第一探测模块6均与集中控制器7信号连接，集中控制器7配有标准RS-232串行接口10、标准RS-485串行接口11和以太网接口12。

在本实施例中，集中控制器7即为现有的电器火灾监控系统用的主机，为数据处理中心。UPS电源模块8是一种含有储能装置的不间断电源，主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。在正常状态下，整个消防主机3采用电网供电。当系统因外因断电后，UPS电源模块8能够继续保持为整个系统供电。显示面板9可以为显示屏也可以为状态灯。第一探测模块6将信号发送给集中控制器7后，通过显示面板9实时显示所有第一探测模块6的监测状态，以供监测人员实时监控火情。当集中控制器7接收到火情信号时，其将信号发送给灭火装置4，使灭火装置4启动。集中控制器7配有标准RS-232串行接口10、标准RS-485串行接口11和以太网接口12，也可以设置有4G或5G等无线通讯模块13。以满足外部扩展或网络信息传输等内容。

进一步地，灭火装置4包括七氟丙烷灭火系统，七氟丙烷灭火系统连通有灭火剂通道14，阀门5分布在灭火剂通道14上，七氟丙烷灭火系统与消防主机3连接。

在本实施例中，七氟丙烷灭火系统以七氟丙烷(HFC-227ea)作为灭火剂。七氟丙烷以化学灭火为主，兼有物理灭火作用，无色、无味、清洁、不导电、不污染被保护对象，不会对财物和精密设施造成损坏，符合环保要求，在大部分保护区域，灭火浓度均低于人体的无毒性反应浓度(NOAEL浓度)，对人体是安全的，是一种洁净气体灭火剂。本七氟丙烷灭火系统采用柜式灭火装置4，直接以电池簇2为消防单元进行灭火剂释放。阀门5分布在七氟丙烷灭火系统中的灭火剂通道14上，且正对其对应的电池簇2设置。当七氟丙烷灭火系统启动且阀门5打开时，即可精准对起火的电池簇2灭火。

进一步地，灭火装置4还包括与消防主机3连接的气体释放报警器15，气体释放报警器15具有设置在储能柜1外侧的灯光标识牌16，灯光标识牌16用于显示放气勿入标识。

在本实施例中，气体释放警报器是七氟丙烷灭火系统的配套产品，通常安装在被保护场所的入口处。当气体喷洒后，气体释放警报器将启动警报且灯光标识牌16发出灯光指示(放气勿入标识)，提醒人员注意并采取相应的措施。

进一步地，防控系统主体还包括声光报警器17，声光报警器17与消防主机3连接。声光报警器17可设置在监控室等场所。当发生火情时，声光报警器17发出声光警报，以向监控人员发出信息。

进一步地，防控系统主体还包括紧急启动按钮18和紧急停止按钮19，紧急启动按钮18和紧急停止按钮19均与消防主机3连接。紧急启动按钮18和紧急停止按钮19的设置用于通过人工方式启闭灭火装置4，以应对可能出现的视觉可见但第一探测模块6并未发现的火灾。通常安装在现场，当被保护的区域内发生火灾时，按下紧急启动按钮18按键，即可向七氟丙烷灭火系统发出气体喷洒请求信号。若现场人员确认无火灾发生，可立即按下紧急停止按钮19按键，终止七氟丙烷灭火系统。或者，在消防主机3内设置有延时模块，当被保护的区域内发生火灾时，按下紧急启动按钮18按键，经延时，即可向七氟丙烷灭火系统发出气体喷洒请求信号。在延时期间，若现场人员确认无火灾发生，可立即按下紧急停止按钮19按键，终止七氟丙烷灭火系统启动。

上述通过在每个电池簇2设置第一探测模块6为电池簇级的防护，在电池簇2与储能柜1之间设置第一探测模块6为电池舱级的防护。为了进一步提高监测的精准度，达到更早发现火情的效果，在上述电池簇级防护和电池舱级防护的基础上，还需要增加PACK级防护。

详细地，每组电池簇2均包括多个电池本体20，每个电池本体20均对应设置有与消防主机3连接的第二探测模块21，所有第二探测模块21均与对应电池簇2的阀门5连接。通过第二探测模块21，能够更进一步对每组电池簇2中的每个电池本体20进行监测。当任意电池本体20发生火情且火情上位被第一探测模块6探测到时，对应的第二探测模块21可以更早一步发出火情信号，以将阀门5和灭火装置4启动，实现灭火。

在本实施例中，第一探测模块6和第二探测模块21的信号相同，二者均包括一氧化碳浓度传感器、烟雾探测器、氢气传感器、voc浓度传感器和温度传感器，一氧化碳浓度传感器、烟雾探测器、氢气传感器、voc浓度传感器和温度传感器均与消防主机3和对应电池簇2的阀门5连接。当任意电池簇2或电池本体20处被探测到一氧化碳浓度、烟雾状况、氢气浓度、voc浓度和温度状况达到火情阈值时，其发送信号到消防主机3处并将对应阀门5开启，消防主机3通知监控人员出现火情。同时，控制主机启动灭火装置4，灭火装置4将对应的灭火介质通过阀门5精准喷射到火情对应的电池簇2处，实现精准灭火。

进一步地，储能柜1的侧壁设置有进风格栅22和排风风机23，排风风机23与消防主机3连接。该设置用于日常散热通风使用。消防主机3通过控制排风风机23的启动以达到储能箱内部通风的效果。同时储能箱的侧壁还设置有泄压口24。当发生火情时，灭火装置4喷出大量灭火剂，储能箱内部的压力升高。通过泄压口24可以控制保证储能箱内部的压力平衡。

在本实施例中，各个系统或部件的具体参数可如下设置：

1.七氟丙烷灭火系统：

工作电压：220Vac/24Vdc；喷口压力：≤2.5MPa(过高的压力会造成电池簇2内部电子原件损坏、短路)；备用电源工作时间：≥8小时；

2.第一探测模块6和第二探测模块21：

工作电压VDD：DC24V；供电范围：DC9-36V；工作温度：-40℃-85℃；工作湿度：<95％；工作气压W.P：55-106KPa；通信方式：CAN通讯；

3.火灾声光报警器17：

工作电压(电源总线电压)：DC24V；声压级：80dB-115dB(前方3m水平处(A计权))；闪光频率：1.1Hz-1.8Hz(DC20V-DC28V)；变调周期：3.2s-4.8s；声调：火警声；使用环境：温度:-10℃-+50℃，相对湿度≤95％，不结露，外壳防护等级:IP43；

4.紧急启动按钮18和紧急停止按钮19：

工作电压：总线24V；线制：与灭火装置4采用无极性两线制连接；使用环境：-10℃-+55℃，相对湿度≤95％，不凝露；紧急启动按钮18：红色按键，按下时常亮；紧急停止按钮19：绿色按键，按下时常亮；防护等级：IP33；

5.气体释放警报器：

工作电压：DC24V；闪光频率：1.1Hz-2Hz；使用环境：-10℃-+50℃；相对湿度≤95％，不凝露。

综上，本实用新型提供一种储能电站电池箱火灾防控系统，包括储能电站主体和防控系统主体，储能电站主体包括储能柜1和分布在储能柜1中的电池簇2；防控系统主体包括消防主机3、灭火装置4、与电池簇2一一对应的阀门5和设置在每组电池簇2内部的第一探测模块6；灭火装置4和所有第一探测模块6均与消防主机3信号连接，灭火装置4与所有阀门5连通，每个阀门5均朝向其对应的电池簇2设置，每组电池簇2对应的第一探测模块6与该组电池簇2对应阀门5信号连接。

第一探测模块6用于探测每个电池簇2周围的一氧化碳浓度、烟雾状况、氢气浓度、voc浓度和温度等信息。当任意电池簇2处被探测到一氧化碳浓度、烟雾状况、氢气浓度、voc浓度和温度状况达到火情阈值时，其发送信号到消防主机3处并将对应阀门5开启，消防主机3通知监控人员出现火情。同时，控制主机启动灭火装置4，灭火装置4将对应的灭火介质通过阀门5精准喷射到火情对应的电池簇2处，实现精准灭火。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种储能电站电池箱火灾防控系统，其特征在于，包括储能电站主体和防控系统主体，所述储能电站主体包括储能柜和分布在所述储能柜中的电池簇；

所述防控系统主体包括消防主机、灭火装置、与所述电池簇一一对应的阀门和设置在每组所述电池簇内部的第一探测模块；所述灭火装置和所有所述第一探测模块均与所述消防主机信号连接，所述灭火装置与所有所述阀门连通，每个所述阀门均朝向其对应的所述电池簇设置，每组所述电池簇对应的所述第一探测模块与该组所述电池簇对应所述阀门信号连接；

所述消防主机包括集中控制器、UPS电源模块和显示面板，所述UPS电源模块和所述显示面板均与所述集中控制器连接，所述灭火装置和所有所述第一探测模块均与所述集中控制器信号连接，所述集中控制器配有标准RS-232串行接口、标准RS-485串行接口和以太网接口；

所述灭火装置还包括与所述消防主机连接的气体释放报警器，所述气体释放报警器具有设置在所述储能柜外侧的灯光标识牌，所述灯光标识牌用于显示放气勿入标识。

2.根据权利要求1所述的储能电站电池箱火灾防控系统，其特征在于，所述灭火装置包括七氟丙烷灭火系统，所述七氟丙烷灭火系统连通有灭火剂通道，所述阀门分布在所述灭火剂通道上，所述七氟丙烷灭火系统与所述消防主机连接。

3.根据权利要求1所述的储能电站电池箱火灾防控系统，其特征在于，所述防控系统主体还包括紧急启动按钮和紧急停止按钮，所述紧急启动按钮和所述紧急停止按钮均与所述消防主机连接。

4.根据权利要求1所述的储能电站电池箱火灾防控系统，其特征在于，所述防控系统主体还包括声光报警器，所述声光报警器与所述消防主机连接。

5.根据权利要求1所述的储能电站电池箱火灾防控系统，其特征在于，所述电池簇包括多个电池本体，每个电池本体均对应设置有与所述消防主机连接的第二探测模块，所有所述第二探测模块均与对应所述电池簇的所述阀门连接。

6.根据权利要求5所述的储能电站电池箱火灾防控系统，其特征在于，所述第一探测模块和所述第二探测模块均包括一氧化碳浓度传感器、烟雾探测器、氢气传感器、voc浓度传感器和温度传感器，所述一氧化碳浓度传感器、烟雾探测器、氢气传感器、voc浓度传感器和温度传感器均与所述消防主机和对应所述电池簇的所述阀门连接。

7.根据权利要求1所述的储能电站电池箱火灾防控系统，其特征在于，位于所述电池簇和所述储能柜之间的部分设置有另外的与所述消防主机连接的所述第一探测模块。

8.根据权利要求1所述的储能电站电池箱火灾防控系统，其特征在于，所述储能柜的侧壁设置有进风格栅、泄压口和排风风机，所述排风风机与所述消防主机连接。

Images