KR20230150432A - Fire suppression system of lithium battery energy storage cabinet - Google Patents
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Abstract
본 발명이 공개하는 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 화재 억제 시스템은, 제어 시스템, 탐지 데이터 분석 시스템, 연동 제어 시스템, 소화 시스템, 폭발 억제 시스템 및 데이터 정보 관리 시스템으로 구성되고, 흡기 탐지기의 흡기 파이프라인에는 8개의 하위 파이프가 있으며, 각 하위 파이프의 단부는 8개의 배터리 박스 측벽의 관통 구멍 내에 각각 연결되고, 소화 시스템은 소화 본체 및 파이프라인을 통해 소화 본체와 연결되는 노즐 헤드를 포함하고, 소화 본체에는 비도전성의 액체 소화제 및 펌프가 구비되고, 다수의 노즐 헤드가 전술한 배터리 박스의 관통 구멍 내에 구비되고, 노즐 헤드는 기액 2상 노즐 헤드이며, 상술한 방식을 채용한 후, 본 발명의 흡기 탐지는 저비용으로 화재가 발생한 배터리 클러스터를 특정할 수 있고, 기액 2상 작용으로 화재를 진압함으로써, 시스템 압력을 낮추고, 소화제 를 무화 분사하여, 소화제의 양이 적고, 지속 분사 및 지속 억제를 충족하고, 배터리의 2차 재점화를 방지할 수 있다.The fire suppression system of the lithium battery energy storage cabinet disclosed by the present invention consists of a control system, a detection data analysis system, an interlocking control system, a fire extinguishing system, an explosion suppression system, and a data information management system, and the intake pipeline of the intake detector includes There are eight sub-pipes, the ends of each sub-pipe are respectively connected within the through-holes of the side walls of the eight battery boxes, the fire extinguishing system includes a fire extinguishing body and a nozzle head connected to the fire extinguishing body through a pipeline, and the fire extinguishing body includes A non-conductive liquid fire extinguishing agent and a pump are provided, a plurality of nozzle heads are provided in the through hole of the above-described battery box, the nozzle head is a gas-liquid two-phase nozzle head, and after adopting the above-described method, the intake detection of the present invention It can specify the battery cluster where the fire occurred at low cost, and extinguishes the fire through gas-liquid two-phase action, lowering the system pressure and atomizing the extinguishing agent, so the amount of extinguishing agent is small and meets continuous spray and continuous suppression. Secondary re-ignition of the battery can be prevented.
Description
본 발명은 소방 안전 기술 분야, 특히, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 화재 예방 및 제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to the field of fire safety technology, especially to fire prevention and control systems in lithium battery energy storage cabinets.
리튬 배터리 에너지 저장 시스템은 40척 컨테이너를 캐리어로 사용하고, 컨테이너에는 다수의 배터리 클러스터가 있으며, 각 배터리 클러스터에는 다수의 리튬인산철 배터리 박스가 장착되어 있다. 고에너지 물질의 에너지 저장 배터리를 장기간, 여러 번 사용한 후에는, 배터리가 계속 노화되고, 시스템 안전 성능이 저하되어, 리튬 이온 배터리 또는 슈퍼 커패시터 내부에 단락 열폭주, 고온, 외력에 의한 압출, 펑크 등이 발생하는 경우, 배터리나 커패시터의 열팽창을 일으키기 쉽고 이는 폭발 및 연소의 원인이 된다.The lithium battery energy storage system uses 40 containers as carriers, and the containers have multiple battery clusters, and each battery cluster is equipped with multiple lithium iron phosphate battery boxes. After using an energy storage battery made of high-energy materials for a long period of time and multiple times, the battery continues to age, and the system safety performance deteriorates, resulting in short circuit, thermal runaway, high temperature, extrusion by external force, puncture, etc. inside the lithium-ion battery or supercapacitor. When this occurs, it is easy to cause thermal expansion of the battery or capacitor, which can cause explosion and combustion.
중국 특허 CN 213642915 U는 에너지 저장 컨테이너의 소방 시스템 및 에너지 저장 컨테이너를 공개하고, 소방 시스템은 제어기, 소화 시스템 및 배터리 관리 시스템을 포함하고, 배터리 관리 시스템은 에너지 저장 컨테이너의 각 배터리 클러스터의 전압 및 온도 정보를 수집하는데 사용되고, 소화 시스템은 각 배터리 클러스터 내 가연성 가스 농도를 검출하기 위한 가연성 가스 탐지기, 노즐 헤드, 저장 부품 및 소방 본체를 포함하며, 배터리 관리 시스템과 소방 본체는 각각 제어기와 통신 연결되고, 파이프라인이 연결되며, 또한, 소방 파이프라인에는 선택 밸브가 설치되고, 선택 밸브는 배터리 관리 시스템에 전기적으로 연결되고, 소방 본체는 가연성 가스 농도 변화 정보를 제어기에 전달하고 제어기의 피드백 신호에 따라 저장 부품의 동작을 제어하는데 사용된다. 에너지 저장 캐비닛은 배터리팩을 집중 보관하는 캐비닛이고, 캐비닛에는 매우 많은 배터리팩이 있으며, 이 방식은 복합형 탐지기를 배터리팩 내에 직접 배치하여, 배터리팩 내의 온도, 가연성 가스, 연기 등의 화재 신호를 탐지하고, 각 배터리 팩에 감지기를 배치하는 비용이 매우 높고, 이 방식은 배터리의 화재를 진압하기 위한 매개체로 물을 사용하는데 이는 효과적이지 않다. 또한, 어떻게 저비용으로 작은 범위에서 신속한 제어 및 측정, 적시에 신속한 진화를 실현할지가 본 발명이 해결하고자 하는 과제이다.Chinese patent CN 213642915 U discloses a fire-fighting system of an energy storage container and an energy storage container, the fire-fighting system includes a controller, a fire-extinguishing system and a battery management system, and the battery management system controls the voltage and temperature of each battery cluster in the energy storage container. It is used to collect information, and the fire extinguishing system includes a combustible gas detector, a nozzle head, a storage part, and a fire fighting main body to detect the combustible gas concentration in each battery cluster. The battery management system and the fire fighting main body are each connected to a controller and communicated with each other. The pipeline is connected, and a selection valve is installed in the fire-fighting pipeline. The selection valve is electrically connected to the battery management system, and the fire-fighting main body transmits information on changes in combustible gas concentration to the controller and stores it according to the feedback signal from the controller. It is used to control the operation of parts. The energy storage cabinet is a cabinet that centrally stores battery packs. There are many battery packs in the cabinet. This method places a complex detector directly inside the battery pack to detect fire signals such as temperature, flammable gas, and smoke within the battery pack. The cost of detecting and placing sensors in each battery pack is very high, and this method uses water as a medium to extinguish battery fires, which is not effective. In addition, the problem that the present invention aims to solve is how to realize rapid control and measurement and timely rapid evolution in a small range at low cost.
본 발명의 목적은 각각의 배터리 박스에 대해 흡기식 제어를 수행하고, 화재가 발생한 배터리 클러스터에 대해 기액 2상 노즐 헤드를 적용하여 배터리 박스를 소화 및 냉각하는 화재 억제 시스템을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a fire suppression system that performs intake control for each battery box and extinguishes and cools the battery box by applying a gas-liquid two-phase nozzle head to the battery cluster in which a fire occurs.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 화재 억제 시스템은, 제어 시스템, 탐지 데이터 분석 시스템, 연동 제어 시스템, 소화 시스템, 폭발 억제 시스템 및 데이터 정보 관리 시스템으로 구성되고, 그 특징은 다음과 같다. 탐지 데이터 분석 시스템은, 단일 배터리 전압, 배터리 클러스터 전압 및 배터리 모듈 온도를 실시간으로 수집하여 리튬 배터리 안전 상태 정보를 수집하는 BMS 데이터 통신 장치와, 고장 온도, VOC, 가연성 가스를 탐지하는 탐지기를 포함하고, 탐지기는 종방향으로 배열된 배터리 박스의 클러스터의 상방에 배치되고, 각각의 배터리 클러스터 상방에 하나의 흡기 탐지기가 설치되고, 흡기 탐지기의 흡기구는 흡기 파이프라인과 연결되고, 흡기 파이프라인에는 8개의 하위 파이프가 있으며, 각 하위 파이프의 단부는 8개의 배터리 박스 측벽의 관통 구멍 내에 각각 연결된다. 연동 제어 시스템은 정전, 음향 및 조명 경보, 배기 및 흡기를 제어하는 제어기이다. 소화 시스템은 소화 본체 및 파이프라인을 통해 소화 본체와 연결되는 노즐 헤드를 포함하고, 소화 본체에는 비도전성의 액체 소화제 및 펌프가 구비되고, 다수의 노즐 헤드가 전술한 배터리 박스의 관통 구멍 내에 구비되고, 노즐 헤드는 기액 2상 노즐 헤드이며, 노즐 헤드 흡기 파이프라인 상단은 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 가스 운송 파이프라인과 연결되고, 노즐 헤드의 액체 유입단은 하위 파이프라인에 연결된 액체 운송 파이프라인과 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 주 액체 운송 파이프라인과 연결된다. 폭발 억제 시스템은 비활성 가스 저장 탱크, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에 연결된 비활성 가스 파이프라인, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에 설치된 배기 팬을 포함한다. 데이터 정보 관리 시스템은 예방 및 통제 데이터 연동 데이터, 탐지 데이터를 관리하기 위한 데이터 관리 플랫폼이다.In order to achieve the above-mentioned purpose, the fire suppression system of the lithium battery energy storage cabinet of the present invention is composed of a control system, a detection data analysis system, an interlocking control system, a fire extinguishing system, an explosion suppression system and a data information management system, The features are as follows: The detection data analysis system includes a BMS data communication device that collects lithium battery safety status information by collecting single battery voltage, battery cluster voltage, and battery module temperature in real time, and a detector that detects fault temperature, VOC, and combustible gas. , the detector is placed above a cluster of battery boxes arranged in the longitudinal direction, one intake detector is installed above each battery cluster, the intake port of the intake detector is connected to the intake pipeline, and the intake pipeline has eight There are sub-pipes, and the ends of each sub-pipe are respectively connected into through-holes in the side walls of the eight battery boxes. The interlocking control system is a controller that controls blackouts, sound and light alarms, exhaust and intake. The fire extinguishing system includes a fire extinguishing body and a nozzle head connected to the fire extinguishing body through a pipeline, the fire extinguishing body is equipped with a non-conductive liquid fire extinguishing agent and a pump, and a plurality of nozzle heads are provided in the through hole of the battery box described above. , the nozzle head is a gas-liquid two-phase nozzle head, the upper part of the nozzle head intake pipeline is connected to the gas transport pipeline of the fire extinguishing body through a partition selection valve, and the liquid inlet end of the nozzle head is a liquid transport pipeline connected to the lower pipeline. and partition is connected to the main liquid transport pipeline of the fire extinguishing body through a selection valve. The explosion suppression system includes an inert gas storage tank, an inert gas pipeline connected to the lithium battery energy storage cabinet, and an exhaust fan installed in the lithium battery energy storage cabinet. The data information management system is a data management platform for managing prevention and control data, linked data, and detection data.
상기 탐지기는 또한 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 전기 구역 내 상단부에 설치된 다수의 온도 및 연기 탐지기와, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 배터리 구역 내 상단부의 다수의 CO 및 가연성 가스 탐지기를 포함한다.The detectors also include a plurality of temperature and smoke detectors installed at the top within the electrical compartment of the lithium battery energy storage cabinet, and a plurality of CO and combustible gas detectors at the top within the battery compartment of the lithium battery energy storage cabinet.
리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에는 다수의 배터리 클러스터가 설치되고, 각각의 배터리 클러스터에는 상하로 배치된 8개의 리튬인산철 배터리 박스가 설치되고, 화재 탐지기는 또한 각각 하나의 배터리 클러스터 상방에 설치된 하나의 흡기 탐지기를 포함하고, 흡기 탐지기는 CAN 통신을 통해 억제 시스템의 호스트와 신호 연결을 형성하고, 상기 흡기 탐지기는 흡기구와 배기구가 제공되고, 흡기구는 흡기 파이프라인과 연결되고, 흡기 파이프라인에는 8개의 하위 파이프라인이 제공되고, 각 하위 파이프라인의 단부는 각각 8개의 배터리 박스 측벽 상방 중간부에 배치된 관통 구멍 내의 기액 2상 분무 노즐 헤드의 흡기단에 연결되고, 노즐 헤드의 분사구는 배터리 상자 내로 연장되어 설치되고, 흡기 탐지기의 배기구는 배기관에 연결되어 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 외부로 통한다.A plurality of battery clusters are installed in the lithium battery energy storage cabinet, and each battery cluster is equipped with eight lithium iron phosphate battery boxes arranged above and below, and the smoke detector also includes one intake detector installed above each battery cluster. , wherein the intake detector forms a signal connection with the host of the suppression system through CAN communication, the intake detector is provided with an intake port and an exhaust port, the intake port is connected to the intake pipeline, and the intake pipeline has eight sub-pipes. A line is provided, and the end of each sub-pipeline is connected to the intake end of the gas-liquid two-phase spray nozzle head in the through hole disposed in the upper middle portion of the side wall of each of the eight battery boxes, and the nozzle head of the nozzle head extends into the battery box. When installed, the exhaust port of the intake detector is connected to the exhaust pipe and leads to the outside of the lithium battery energy storage cabinet.
소화 시스템은 소화 본체 및 파이프라인을 통해 소화 본체와 연결된 노즐 헤드로 구성되고, 소화 본체에는 비도전성의 액체 소화제 및 펌프가 설치되고, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에 다수의 배터리 클러스터가 설치되고, 각 배터리 클러스터에는 상하로 배치된 8개의 리튬인산철 배터리 박스가 제공되고, 각 배터리 박스의 측벽 상단 중간에 관통 구멍이 개설되고, 노즐은 관통 구멍 내에 연장되어 설치되고, 상기 노즐 헤드는 기액 2상의 광각 분무 노즐 헤드이다. 각각 하나의 배터리 클러스터 상방에는 하나의 흡기 탐지기가 설치되고, 흡기 탐지기의 흡기구는 흡기 파이프라인과 연결되고, 흡기 파이프라인에는 8개의 하위 파이프라인이 설치되고, 각 하위 파이프라인의 단부는 각각 8개의 배터리 박스 측벽에 배치된 노즐 헤드의 흡기단에 연결되고, 흡기 파이프라인 상단은 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 가스 운송 파이프라인과 연결되고, 노즐 헤드의 액체 유입단은 하위 파이프라인에 연결된 액체 운송 파이프라인과 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 주 액체 운송 파이프라인과 연결된다.The fire extinguishing system consists of a fire extinguishing body and a nozzle head connected to the fire extinguishing body through a pipeline, a non-conductive liquid fire extinguishing agent and a pump are installed in the fire extinguishing body, a plurality of battery clusters are installed in a lithium battery energy storage cabinet, and each battery The cluster is provided with eight lithium iron phosphate battery boxes arranged up and down, a through hole is opened in the upper middle of the side wall of each battery box, a nozzle is installed to extend within the through hole, and the nozzle head is used for wide-angle spraying of two phases of gas and liquid. It is a nozzle head. One intake detector is installed above each battery cluster, the intake port of the intake detector is connected to the intake pipeline, eight sub-pipelines are installed in the intake pipeline, and the ends of each sub-pipeline each have eight It is connected to the intake end of the nozzle head placed on the side wall of the battery box, the upper part of the intake pipeline is connected to the gas transport pipeline of the fire extinguishing body through the partition selection valve, and the liquid inlet end of the nozzle head is connected to the lower pipeline. It is connected to the main liquid transport pipeline of the fire extinguishing body through a pipeline and partition selection valve.
상술한 방식을 채용한 후, 본 시스템의 각 배터리 클러스터 상방에 설치된 흡기식 화재 탐지기는 당해 리튬 배터리 박스 내 배터리의 열팽창에 의해 방출된 자유 이온 입자, CO 농도 변화 및 비정상적인 온도 상승 데이터를 수집할 때, 지능적으로 화재 지점을 식별하고, 배터리 상자의 각 클러스터에 있는 노즐 헤드는 독립적인 파티션 선택 밸브에 의해 제어되고, 억제 매체는 화재가 발생한 배터리 상자 내부로 직접 전달되고, 화재 발생 위치를 정확하게 조준하여 진화하여, 소화 효율이 높고, 장기간 효과적으로 억제할 수 있고, 배터리 화재의 재연을 방지하며, 주변 배터리팩을 효과적으로 보호한다.After adopting the above-described method, the aspirated fire detector installed above each battery cluster in this system collects data on free ion particles, CO concentration changes, and abnormal temperature rises released by thermal expansion of the batteries in the lithium battery box. , intelligently identifies the fire point, the nozzle head in each cluster of the battery box is controlled by an independent partition selection valve, and the suppression medium is delivered directly inside the fire-generated battery box, accurately aiming at the fire-generating location, It extinguishes the fire, has high fire extinguishing efficiency, can be effectively suppressed for a long time, prevents re-ignition of battery fires, and effectively protects surrounding battery packs.
도 1은 본 발명의 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 구조의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 구조의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 노즐 헤드의 배치 구조의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 흡기 탐지기의 구조의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 노즐 헤드의 구조의 개략도이다.1 is a schematic block diagram of the system of the present invention.
Figure 2 is a schematic block diagram of the structure of the present invention.
Figure 3 is a schematic block diagram of the structure of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram of the arrangement structure of the nozzle head of the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram of the structure of the intake detector of the present invention.
Figure 6 is a schematic diagram of the structure of the nozzle head of the present invention.
본 발명의 기술 내용, 구조적 특징, 달성되는 목적 및 효과를 상세하게 설명하기 위하여, 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명한다.In order to explain in detail the technical content, structural features, purposes and effects achieved, the present invention will be described in detail below with reference to examples and attached drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 화재 억제 시스템은, 제어 시스템, 탐지 데이터 분석 시스템, 연동 제어 시스템, 소화 시스템, 폭발 억제 시스템 및 데이터 정보 관리 시스템으로 구성되고, 탐지 데이터 분석 시스템은, 단일 배터리 전압, 배터리 클러스터 전압 및 배터리 모듈 온도를 실시간으로 수집하여 리튬 배터리 안전 상태 정보를 수집하는 BMS 데이터 통신 장치와, 고장 온도, VOC, 가연성 가스를 탐지하는 탐지기를 포함하고, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 각 배터리 클러스터에는 상하로 배치된 8개의 리튬 인산철 배터리 박스(5)가 제공되고, 종방향으로 배열된 배터리 박스(5)의 클러스터마다 상방에 하나의 흡기 탐지기(31)가 설치되고, 흡기 탐지기(31)의 모델은 ESFH-TC04-10이고, 흡기 탐지기(31)는 CAN 통신 인터페이스(313)를 통해 시스템 본체(1)와 신호 연결을 형성하고, 흡기 탐지기(31)에는 흡기구(313)와 배기구(314)가 제공되고, 흡기구(313)는 흡기 파이프라인(311)과 연결되고, 흡기 파이프라인(311)에는 8개의 하위 파이프라인(312)이 배치되고, 각 하위 파이프라인(312) 단부는 8개의 배터리 박스(5) 측벽의 상방 중앙부의 관통 구멍 내의 기액 2상 분무 노즐 헤드(23)의 흡기단(231)에 각각 연결되고, 노즐 헤드(23)의 분사구(233)는 배터리 상자(5) 내로 연장되어 설치되고, 흡기 탐지기(31)의 배기구(314)는 배기관에 연결되어 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 외부로 통한다.Referring to Figures 1 and 2, the fire suppression system of the lithium battery energy storage cabinet of the present invention is composed of a control system, a detection data analysis system, an interlocking control system, a fire extinguishing system, an explosion suppression system, and a data information management system, The detection data analysis system includes a BMS data communication device that collects lithium battery safety status information by collecting single battery voltage, battery cluster voltage, and battery module temperature in real time, and a detector that detects fault temperature, VOC, and combustible gas. , As shown in Figures 3 to 5, each battery cluster is provided with eight lithium iron phosphate battery boxes 5 arranged up and down, and one cluster at the top for each cluster of battery boxes 5 arranged in the longitudinal direction. The intake detector 31 is installed, the model of the intake detector 31 is ESFH-TC04-10, the intake detector 31 forms a signal connection with the system main body 1 through the CAN communication interface 313, The intake detector 31 is provided with an intake port 313 and an exhaust port 314, the intake port 313 is connected to the intake pipeline 311, and the intake pipeline 311 has eight sub-pipelines 312. is disposed, each end of the sub-pipeline 312 is connected to the intake end 231 of the gas-liquid two-phase spray nozzle head 23 in the through hole of the upper central portion of the side wall of the eight battery boxes 5, and the nozzle head ( The nozzle 233 of 23) is installed to extend into the battery box 5, and the exhaust port 314 of the intake detector 31 is connected to the exhaust pipe and leads to the outside of the lithium battery energy storage cabinet.
소화 시스템은 소화 본체(21) 및 파이프라인을 통해 소화 본체와 연결된 노즐 헤드(23)로 구성되고, 소화 본체(21)에는 비도전성의 액체 소화제(퍼플루오로헥사논) 및 펌프가 설치되고, 흡기 파이프라인(311) 상단은 파티션 선택 밸브(41)를 통해 소화 본체(21)의 가스 운송 파이프라인(22)과 연결되고, 노즐 헤드(23)의 액체 유입단(232)은 하위 파이프라인에 연결된 액체 운송 파이프라인과 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 주 액체 운송 파이프라인과 연결된다. 소화 본체(21)에는 비도전성의 액체 소화제 퍼플루오로헥사논 및 펌프가 설치되고, 다수의 노즐 헤드(23)가 전술한 배터리 박스(5)의 관통 구멍 내에 구비되고, 도 6에 나타낸 바와 같이, 노즐 헤드(23)는 기액 2상 노즐 헤드이며, 노즐 헤드(23)의 흡기 파이프라인과 흡기 탐지기(31)의 흡기 파이프라인(311)은 공유되고, 흡기 파이프라인(311) 상단은 파티션 선택 밸브(41)를 통해 소화 본체(21)의 가스 운송 파이프라인(24)과 연결되고, 노즐 헤드(23)의 액체 유입단(232)은 하위 파이프라인(222)에 연결된 액체 운송 파이프라인(221)과 파티션 선택 밸브(42)를 통해 소화 본체(21)의 주 액체 운송 파이프라인(22)과 연결된다. 폭발 억제 시스템은 비활성 가스 저장 탱크, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에 연결된 비활성 가스 파이프라인, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에 설치된 배기 팬을 포함한다. 데이터 정보 관리 시스템은 예방 및 통제 데이터 연동 데이터, 탐지 데이터를 관리하기 위한 데이터 관리 플랫폼이다.The fire extinguishing system consists of a fire extinguishing body 21 and a nozzle head 23 connected to the fire extinguishing body through a pipeline. A non-conductive liquid fire extinguishing agent (perfluorohexanone) and a pump are installed in the fire extinguishing body 21, The upper end of the intake pipeline 311 is connected to the gas transport pipeline 22 of the fire extinguishing body 21 through the partition selection valve 41, and the liquid inlet end 232 of the nozzle head 23 is connected to the lower pipeline. It is connected to the main liquid transport pipeline of the fire extinguishing body through a connected liquid transport pipeline and partition selection valve. A non-conductive liquid fire extinguishing agent perfluorohexanone and a pump are installed in the fire extinguishing body 21, and a plurality of nozzle heads 23 are provided in the through hole of the battery box 5 described above, as shown in FIG. 6. , the nozzle head 23 is a gas-liquid two-phase nozzle head, the intake pipeline of the nozzle head 23 and the intake pipeline 311 of the intake detector 31 are shared, and the upper part of the intake pipeline 311 is selected as a partition. It is connected to the gas transport pipeline 24 of the fire extinguishing body 21 through the valve 41, and the liquid inlet end 232 of the nozzle head 23 is connected to the lower pipeline 222. ) and is connected to the main liquid transport pipeline 22 of the fire extinguishing body 21 through the partition selection valve 42. The explosion suppression system includes an inert gas storage tank, an inert gas pipeline connected to the lithium battery energy storage cabinet, and an exhaust fan installed in the lithium battery energy storage cabinet. The data information management system is a data management platform for managing prevention and control data, linked data, and detection data.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 전기 구역 내 상단부에는 다수의 온도 및 연기 탐지기(32)가 설치되고, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 배터리 구역 내 상단부에는 다수의 CO 및 가연성 가스 탐지기(33)가 설치된다.As shown in Figures 2 and 3, a plurality of temperature and smoke detectors 32 are installed at the upper part of the electrical area of the lithium battery energy storage cabinet, and a plurality of CO and flammable detectors are installed at the upper part of the battery area of the lithium battery energy storage cabinet. A gas detector 33 is installed.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제어 시스템(1)은 또한 음향 및 조명 경보기(6), 수동 스위치(7) 및 데이터 관리 플랫폼(8)에 연결된다.As shown in Figure 2, the control system 1 is also connected to audible and light alarms 6, manual switches 7 and data management platform 8.
본 발명은 모니터링되는 경보 등급에 의거하여 다음과 같은 경보를 갖는다.The present invention has the following alarms based on the monitored alarm level.
1급 경보: VOC 농도 기울기가 기준을 초과하거나, 온도 하한값이 기준을 초과하거나, CO 농도 하한값이 기준을 초과한다. 음향 및 조명 경보가 발동되고, 시스템이 1급 사전 경보문을 내보낸다. 수동 시작 버튼의 잠금을 해제한다.Level 1 Alarm: VOC concentration gradient exceeds standard, lower temperature limit exceeds standard, or lower CO concentration limit exceeds standard. Sound and light alarms are triggered and the system issues a level 1 advance warning message. Unlock the manual start button.
2급 경보: VOC, CO 농도 상한이 기준을 초과하고, 온도 한계가 기준을 초과한다. 음향 및 조명 경보기의 경보를 발동한다. 시스템은 2급 사전 경보문을 내보내고, 수동 시작 버튼의 잠금을 해제한다.Level 2 alarm: VOC, CO concentration upper limit exceeds standard, temperature limit exceeds standard. Trigger the alarm of the sound and light alarm. The system issues a level 2 pre-alarm message and unlocks the manual start button.
3급 경보: CO 하한값과 온도 하한값이 모두 기준을 초과하고, 온도 상한값이 기준을 초과한다. 음향 및 조명 경보기의 경보를 발동하고, 시스템 출력은 소화 시스템을 가동하고, 3급 사전 경고문을 내보내고, 피드백 연동을 개시하고 기타 설비(예를 들어, 연기 배기 시스템)를 연동하기 위한 기타 설비 제어 신호를 출력한다.Level 3 alarm: Both the lower CO limit and lower temperature limit exceed the standard, and the upper temperature limit exceeds the standard. Trigger the alarms of acoustic and light alarms, system outputs activate fire extinguishing systems, issue level 3 advance warning messages, initiate feedback interlocking and other equipment control signals to interlock other equipment (e.g. smoke exhaust systems). outputs.
본 발명은 배터리팩의 클러스터를 보호 유닛으로 사용하고, 흡기식 탐지기를 채용하고, 흡기 파이프라인을 통해 클러스터의 각 배터리팩에 연결되고, 당해 클러스터의 각 배터리팩 내의 가스가 탐지기로 흡입되어 집중식 분석을 진행하고, 당해 클러스터의 배터리팩에서 열폭주 화재를 탐지하고 위치를 추적한다. 분사 화재 진압은 또한 배터리 팩의 전체 클러스터에 대해 분사를 진행한다. 배터리팩의 화재 특성에 따라, 소화, 냉각 및 지속 억제 요구를 만족할 필요가 있고, 기액 2상의 화재 억제 장치를 채용하여, 공기는 흡기 파이프라인을 통해 그리고 퍼플루오로헥사논은 액체 운송 파이프라인을 통해 노즐 헤드의 캐비티로 진입하고, 펌프의 압력이 작용하고 노즐 헤드의 분무 노즐이 작용하여 공기와 퍼플루오로헥사논이 혼합되어 생성한 무화된 액상 분무가 배터리 박스 내로 분사되고, 화재를 진화하는 동안, 무화된 액체 입자의 큰 비표면적은, 열폭주 배터리의 열을 빠르게 흡수하고, 열폭주 배터리를 빠르게 냉각시킨다. 기액 2상 작용은, 시스템 압력을 낮추고, 소화제를 무화하여 분사하고, 소화제의 양이 적게 하여, 지속 분사 및 지속 억제를 충족시켜, 배터리의 2차 재점화를 방지할 수 있다.The present invention uses a cluster of battery packs as a protection unit, adopts an intake type detector, and is connected to each battery pack in the cluster through an intake pipeline, and the gas in each battery pack of the cluster is sucked into the detector for centralized analysis. , detects thermal runaway fire in the battery pack of the cluster, and tracks its location. Spray fire suppression also involves spraying the entire cluster of the battery pack. According to the fire characteristics of the battery pack, it is necessary to meet the fire extinguishing, cooling and continuous suppression requirements, and adopt gas-liquid two-phase fire suppression device, air is through the intake pipeline and perfluorohexanone is through the liquid transport pipeline. It enters the cavity of the nozzle head through the pressure of the pump and the spray nozzle of the nozzle head acts, and the atomized liquid spray created by mixing air and perfluorohexanone is sprayed into the battery box, extinguishing the fire. Meanwhile, the large specific surface area of the atomized liquid particles quickly absorbs the heat of the thermal runaway battery and cools the thermal runaway battery quickly. The gas-liquid two-phase action lowers the system pressure, atomizes and sprays the extinguishing agent, reduces the amount of extinguishing agent, satisfies continuous injection and continuous suppression, and can prevent secondary re-ignition of the battery.
이상에서 서술한 바는 본 발명의 일 실시예에 불과하고, 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 설명 및 첨부 도면을 이용하여 임의의 등가 구조 또는 등가 공정으로 변형하거나, 직접 또는 간접적으로 다른 관련 기술 분야에 응용하는 것은 모두 본 발명의 특허 보호 범위 내에 포함된다.What has been described above is only an embodiment of the present invention and does not limit the scope of the present invention, and may be modified into any equivalent structure or equivalent process using the description of the present invention and the accompanying drawings, or directly or All indirect applications to other related technical fields are included within the scope of patent protection of the present invention.
Claims (4)
제어 시스템, 탐지 데이터 분석 시스템, 연동 제어 시스템, 소화 시스템, 폭발 억제 시스템 및 데이터 정보 관리 시스템으로 구성되고,
탐지 데이터 분석 시스템은, 단일 배터리 전압, 배터리 클러스터 전압 및 배터리 모듈 온도를 실시간으로 수집하여 리튬 배터리 안전 상태 정보를 수집하는 BMS 데이터 통신 장치와, 고장 온도, VOC, 가연성 가스를 탐지하는 탐지기를 포함하고, 탐지기는 종방향으로 배열된 배터리 박스의 클러스터 각각의 상방에 배치된 흡기 탐지기이고, 흡기 탐지기의 흡기구는 흡기 파이프라인과 연결되고, 흡기 파이프라인에는 8개의 하위 파이프가 있으며, 각 하위 파이프의 단부는 8개의 배터리 박스 측벽의 관통 구멍 내에 각각 연결되고,
연동 제어 시스템은 정전, 음향 및 조명 경보, 배기 및 흡기를 제어하는 제어기이고,
소화 시스템은 소화 본체 및 파이프라인을 통해 소화 본체와 연결되는 노즐 헤드를 포함하고, 소화 본체에는 비도전성의 액체 소화제 및 펌프가 구비되고, 다수의 노즐 헤드가 전술한 각각의 배터리 박스의 관통 구멍 내에 구비되고, 노즐 헤드는 기액 2상 노즐 헤드이며, 노즐 헤드 흡기 파이프라인 상단은 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 가스 운송 파이프라인과 연결되고, 노즐 헤드의 액체 유입단은 하위 파이프라인에 연결된 액체 운송 파이프라인과 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 주 액체 운송 파이프라인과 연결되고,
폭발 억제 시스템은 비활성 가스 저장 탱크, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에 연결된 비활성 가스 파이프라인, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에 설치된 배기 팬을 포함하고,
데이터 정보 관리 시스템은 예방 및 통제 데이터 연동 데이터, 탐지 데이터를 관리하기 위한 데이터 관리 플랫폼인 것을 특징으로 하는 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 화재 억제 시스템.A fire suppression system for a lithium battery energy storage cabinet, comprising:
It consists of a control system, detection data analysis system, interlocking control system, fire extinguishing system, explosion suppression system and data information management system;
The detection data analysis system includes a BMS data communication device that collects lithium battery safety status information by collecting single battery voltage, battery cluster voltage, and battery module temperature in real time, and a detector that detects fault temperature, VOC, and combustible gas. , the detector is an intake detector disposed above each cluster of battery boxes arranged in the longitudinal direction, the intake port of the intake detector is connected to the intake pipeline, the intake pipeline has eight sub-pipes, and the end of each sub-pipe are each connected within the through-holes of the side walls of the eight battery boxes,
The interlocking control system is a controller that controls blackout, sound and light alarms, exhaust and intake,
The fire extinguishing system includes a fire extinguishing body and a nozzle head connected to the fire extinguishing body through a pipeline, the fire extinguishing body is equipped with a non-conductive liquid fire extinguishing agent and a pump, and a plurality of nozzle heads are installed in the through hole of each of the above-described battery boxes. The nozzle head is a gas-liquid two-phase nozzle head, the upper part of the nozzle head intake pipeline is connected to the gas transport pipeline of the fire extinguishing body through a partition selection valve, and the liquid inlet end of the nozzle head is connected to the lower pipeline. connected to the main liquid transport pipeline of the fire extinguishing body through a pipeline and partition selection valve;
The explosion suppression system includes an inert gas storage tank, an inert gas pipeline connected to the lithium battery energy storage cabinet, and an exhaust fan installed in the lithium battery energy storage cabinet;
The data information management system is a fire suppression system for a lithium battery energy storage cabinet, characterized in that it is a data management platform for managing prevention and control data linkage data and detection data.
상기 탐지기는 또한 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 전기 구역 내 상단부에 설치된 다수의 온도 및 연기 탐지기와, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 배터리 구역 내 상단부의 다수의 CO 및 가연성 가스 탐지기를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 화재 억제 시스템.According to claim 1,
The detector also includes a plurality of temperature and smoke detectors installed on the upper portion of the electrical compartment of the lithium battery energy storage cabinet and a plurality of CO and combustible gas detectors on the upper portion of the battery compartment of the lithium battery energy storage cabinet. Fire suppression system in battery energy storage cabinet.
리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에는 다수의 배터리 클러스터가 설치되고, 각각의 배터리 클러스터에는 상하로 배치된 8개의 리튬인산철 배터리 박스가 설치되고, 화재 탐지기는 또한 각각 하나의 배터리 클러스터 상방에 설치된 하나의 흡기 탐지기를 포함하고, 흡기 탐지기는 CAN 통신을 통해 억제 시스템의 호스트와 신호 연결을 형성하고, 상기 흡기 탐지기는 흡기구와 배기구가 제공되고, 흡기구는 흡기 파이프라인과 연결되고, 흡기 파이프라인에는 8개의 하위 파이프라인이 제공되고, 각 하위 파이프라인의 단부는 각각 8개의 배터리 박스 측벽 상방 중간부에 배치된 관통 구멍 내의 기액 2상 분무 노즐 헤드의 흡기단에 연결되고, 노즐 헤드의 분사구는 배터리 상자 내로 연장되어 설치되고, 흡기 탐지기의 배기구는 배기관에 연결되어 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 외부로 통하는 것을 특징으로 하는 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 화재 억제 시스템.According to claim 1,
A plurality of battery clusters are installed in the lithium battery energy storage cabinet, and each battery cluster is equipped with eight lithium iron phosphate battery boxes arranged above and below, and the smoke detector also includes one intake detector installed above each battery cluster. , wherein the intake detector forms a signal connection with the host of the suppression system through CAN communication, the intake detector is provided with an intake port and an exhaust port, the intake port is connected to the intake pipeline, and the intake pipeline has eight sub-pipes. A line is provided, and the end of each sub-pipeline is connected to the intake end of the gas-liquid two-phase spray nozzle head in the through hole disposed in the upper middle portion of the side wall of each of the eight battery boxes, and the nozzle head of the nozzle head extends into the battery box. A fire suppression system for a lithium battery energy storage cabinet, wherein the exhaust port of the intake detector is connected to the exhaust pipe and leads to the outside of the lithium battery energy storage cabinet.
소화 시스템은 소화 본체 및 파이프라인을 통해 소화 본체와 연결된 노즐 헤드로 구성되고, 소화 본체에는 비도전성의 액체 소화제 및 펌프가 설치되고, 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛에 다수의 배터리 클러스터가 설치되고, 각 배터리 클러스터에는 상하로 배치된 8개의 리튬인산철 배터리 박스가 제공되고, 각 배터리 박스의 측벽 상단 중간에 관통 구멍이 개설되고, 노즐은 관통 구멍 내에 연장되어 설치되고, 상기 노즐 헤드는 기액 2상의 광각 분무 노즐 헤드이고, 각각 하나의 배터리 클러스터 상방에는 하나의 흡기 탐지기가 설치되고, 흡기 탐지기의 흡기구는 흡기 파이프라인과 연결되고, 흡기 파이프라인에는 8개의 하위 파이프라인이 설치되고, 각 하위 파이프라인의 단부는 각각 8개의 배터리 박스 측벽에 배치된 노즐 헤드의 흡기단에 연결되고, 흡기 파이프라인 상단은 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 가스 운송 파이프라인과 연결되고, 노즐 헤드의 액체 유입단은 하위 파이프라인에 연결된 액체 운송 파이프라인과 파티션 선택 밸브를 통해 소화 본체의 주 액체 운송 파이프라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 리튬 배터리 에너지 저장 캐비닛의 화재 억제 시스템.
According to claim 1,
The fire extinguishing system consists of a fire extinguishing body and a nozzle head connected to the fire extinguishing body through a pipeline, a non-conductive liquid fire extinguishing agent and a pump are installed in the fire extinguishing body, a plurality of battery clusters are installed in a lithium battery energy storage cabinet, and each battery The cluster is provided with eight lithium iron phosphate battery boxes arranged up and down, a through hole is opened in the upper middle of the side wall of each battery box, a nozzle is installed to extend within the through hole, and the nozzle head is used for wide-angle spraying of two phases of gas and liquid. It is a nozzle head, and one intake detector is installed above each battery cluster, the intake port of the intake detector is connected to the intake pipeline, eight sub-pipelines are installed in the intake pipeline, and the end of each sub-pipeline is connected to the intake end of the nozzle head placed on the side wall of each of the eight battery boxes, the upper part of the intake pipeline is connected to the gas transport pipeline of the fire extinguishing body through the partition selection valve, and the liquid inlet end of the nozzle head is connected to the lower pipeline. A fire suppression system in a lithium battery energy storage cabinet, characterized in that the liquid transport pipeline is connected to and is connected to the main liquid transport pipeline of the extinguishing body through a partition selection valve.
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| KR1020220049643A KR20230150432A (en) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | Fire suppression system of lithium battery energy storage cabinet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220049643A KR20230150432A (en) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | Fire suppression system of lithium battery energy storage cabinet |
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ID=88543280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020220049643A KR20230150432A (en) | 2022-04-21 | 2022-04-21 | Fire suppression system of lithium battery energy storage cabinet |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN117841724A (en) * | 2024-01-09 | 2024-04-09 | 福州友宝电子科技有限公司 | Intelligent lithium battery charging cabinet |
-
2022
- 2022-04-21 KR KR1020220049643A patent/KR20230150432A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117525646A (en) * | 2024-01-04 | 2024-02-06 | 深圳乐能电子有限公司 | Electric power distribution group convenient to overhaul |
| CN117525646B (en) * | 2024-01-04 | 2024-03-12 | 深圳乐能电子有限公司 | Electric power distribution group convenient to overhaul |
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