一种用于锂离子电池的灭火方法及灭火系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于锂离子电池的灭火方法及灭火系统，通过实时采集放置锂离子电池的电池箱内的环境参数，并与设置的环境参数的阈值比较，确定锂离子电池的安全等级，并根据预先编写的灭火控制程序中与安全等级相对应的灭火策略，发出灭火命令，促使灭火装置按照对应的灭火策略设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔对所述电池箱内部进行降温和/或扑灭明火。本发明专利技术所述的灭火方法和灭火系统使明火扑灭的速度更快，而且能有效阻止明火复燃，同时灭火控制程序对灭火装置的精确控制，最大限度地节约了灭火剂的使用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂离子电池的灭火方法及灭火系统
本专利技术涉及锂电池安全防护领域,并且更具体地，涉及一种用于锂离子电池的灭火方法及灭火系统。
技术介绍
锂离子电池具有容量大、工作电压高、循环寿命长、体积小、重量轻等优点，应用于较多场景。在电动汽车和储能系统中，电源的动力电池要求具有较大的容量和电压，需要将多个单体电池装置于电池箱内，通过串、并联形成电池组来达到动力源的要求。多个电池箱组合构成的锂离子电池系统，需要加强检测，减小或消除安全隐患。锂离子电池由于能量密度高，以及电池本身的结构特点，一旦发生燃烧不易扑灭，并且对于大批量电池集中放置的场景，比如电池箱、电池模块、电池货架等，当电池开始燃烧可能会引发连锁反应，使相邻电池陆续引燃，酿成火灾，这种情况下电池的燃烧更不易扑灭。对于锂离子电池的燃烧，采用的传统的扑灭技术不易扑灭，并且电池柜、电池箱和电池单元的电池性能存在差异，当发生火灾隐患或明火时，往往力度和火势大小不一，如果用传统的扑灭方式，一方面无法保证大火的高效完全扑灭，或者电池明火一次扑灭后是否复燃，后续电池会不会出现连锁反应，同时由于不能根据火势大小控制灭火剂用量，经济性不高。因此，需要一种能保证锂离子电池的明火高效完全地扑灭，同时又能节省灭火剂的灭火方法和策略。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的锂离子电池灭火技术中存在的大火无法高效完全扑灭、明火一次扑灭后复燃以及灭火剂浪费的技术问题，专利技术提供一种用于锂离子电池的灭火方法，所述方法包括：实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值，其中，所述环境参数包括温度、烟雾浓度和火焰强度；根据所述环境参数值和预先设置的每个环境参数的阈值，确定锂离子电池的安全等级，并根据预先设置的灭火控制程序，向灭火装置发出灭火指令，其中，灭火控制程序是与锂离子电池的安全等级对应的灭火策略，所述灭火策略包括灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔；使灭火装置根据数据处理单元的灭火指令，执行灭火动作。进一步地，实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值并进行传输之前还包括：根据锂离子电池的类型和能量等级设置环境参数温度T的阈值Yt、烟雾浓度S的阈值Ys和火焰强度F的阈值Yf；根据所有环境参数的阈值确定灭火系统的安全等级，其中：当F>Yf时，安全等级为一级；当F≤Yf且T>Yt或者F≤Yf且S>Ys时，安全等级为二级；当F≤Yf，T≤Yt且S≤Ys时，安全等级为三级。编写灭火控制程序，其中：当安全等级为一级时，按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔扑灭放置起火的锂离子电池的电池箱内部的明火，并按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔对所述电池箱内部进行降温；当安全等级为二级时，按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔对放置锂离子电池的电池箱内部进行降温；当安全等级为三级时，不启动灭火控制程序。进一步地，所述实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值是指通过位于放置锂离子电池的电池箱内部的温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器实时检测所述电池内部的温度、烟雾浓度和火焰强度，并将其转化为可识别信号。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种用于锂离子电池的灭火系统，所述系统包括：数据采集单元，其用于实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值并发送至数据传输单元，其中，所述环境参数包括温度、烟雾浓度和火焰强度；数据传输单元，其与数据采集单元和数据处理单元连接，用于将数据采集单元采集的环境参数值传输至数据处理单元；数据处理单元，其与数据传输单元连接，用于根据传输的环境参数值和预先设置的每个环境参数的阈值，确定锂离子电池的安全等级，并根据预先编写的灭火控制程序，向灭火装置发出灭火指令，；灭火控制程序，其是与锂离子电池的安全等级对应的灭火策略，所述灭火策略包括灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔；灭火装置，其用于根据数据处理单元的灭火指令，执行灭火动作。进一步地，所述数据采集单元包括温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器。进一步地，所述系统还包括参数设置单元，其用于根据锂离子电池的类型和能量等级设置温度T的阈值Yt、烟雾浓度S的阈值Ys和火焰强度F的阈值Yf，并根据所有环境参数的阈值确定灭火系统的安全等级，其中：当F>Yf时，安全等级为一级；当F≤Yf且T>Yt或者F≤Yf且S>Ys时，安全等级为二级；当F≤Yf，T≤Yt且S≤Ys时，安全等级为三级。进一步地，所述灭火控制程序包括：当安全等级为一级时，按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔扑灭放置起火的锂离子电池的电池箱内部的明火，并按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔对所述电池箱内部进行降温；当安全等级为二级时，按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔对放置锂离子电池的电池箱内部进行降温；当安全等级为三级时，不启动灭火控制程序。进一步地，所述灭火装置包括：降温型灭火装置，其用于对放置锂离子电池的电池箱内部进行降温；窒息型灭火装置，其用于通过在放置锂离子电池的电池箱内部喷射窒息型灭火剂来扑灭所述电池箱内的明火。进一步地，所述灭火系统中的灭火装置和数据采集单元的数量根据锂离子电池的类型和能量等级确定。本专利技术技术方案提供的用于锂离子电池的灭火方法及灭火系统，通过实时采集放置锂离子电池的电池箱内的环境参数，并与设置的环境参数的阈值比较，确定锂离子电池的安全等级，并根据预先编写的灭火控制程序中与安全等级相对应的灭火策略，发出灭火命令，促使灭火装置按照对应的灭火策略设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔对所述电池箱内部进行降温和/或扑灭明火。和现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：针对不同电池类型和能量等级的电池组，通过实时采集环境参数值，并与设置的环境参数阈值进行比较，确定电池的安全等级，并根据预先编写的灭火控制程序中不同安全等级对应的灭火控制策略来进行灭火，不仅使明火扑灭的速度更快，而且能有效阻止明火复燃，同时灭火控制程序对灭火装置的精确控制，最大限度地节约了灭火剂的使用。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本专利技术的示例性实施方式：图1为根据本专利技术优选实施方式的用于锂离子电池的灭火方法的流程图；图2为根据本专利技术优选实施方式的用于锂离子电池的灭火系统的结构示意图。具体实施方式现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。图1为根据本专利技术优选实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂离子电池的灭火方法，其特征在于，所述方法包括：实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值，其中，所述环境参数包括温度、烟雾浓度和火焰强度；根据所述环境参数值和预先设置的每个环境参数的阈值，确定锂离子电池的安全等级，并根据预先设置的灭火控制程序，向灭火装置发出灭火指令，其中，灭火控制程序是与锂离子电池的安全等级对应的灭火策略，所述灭火策略包括灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔；使灭火装置根据数据处理单元的灭火指令，执行灭火动作。

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的灭火方法，其特征在于，所述方法包括：实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值，其中，所述环境参数包括温度、烟雾浓度和火焰强度；根据所述环境参数值和预先设置的每个环境参数的阈值，确定锂离子电池的安全等级，并根据预先设置的灭火控制程序，向灭火装置发出灭火指令，其中，灭火控制程序是与锂离子电池的安全等级对应的灭火策略，所述灭火策略包括灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔；使灭火装置根据数据处理单元的灭火指令，执行灭火动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值并进行传输之前还包括：根据锂离子电池的类型和能量等级设置环境参数温度T的阈值Yt、烟雾浓度S的阈值Ys和火焰强度F的阈值Yf；根据所有环境参数的阈值确定灭火系统的安全等级，其中：当F>Yf时，安全等级为一级；当F≤Yf且T>Yt或者F≤Yf且S>Ys时，安全等级为二级；当F≤Yf，T≤Yt且S≤Ys时，安全等级为三级。编写灭火控制程序，其中：当安全等级为一级时，按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔扑灭放置起火的锂离子电池的电池箱内部的明火，并按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔对所述电池箱内部进行降温；当安全等级为二级时，按照设置的灭火装置的喷射次数、每次的喷射量、每次喷射之间的时间间隔对放置锂离子电池的电池箱内部进行降温；当安全等级为三级时，不启动灭火控制程序。3.根据权利要求1或者2所述的灭火方法，其特征在于，所述实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值是指通过位于放置锂离子电池的电池箱内部的温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器实时检测所述电池内部的温度、烟雾浓度和火焰强度，并将其转化为可识别信号。4.一种用于锂离子电池的灭火系统，其特征在于，所述系统包括：数据采集单元，其用于实时采集放置锂离子电池的电池箱内部的环境参数值并发送至数据传输单元，其中，所述环境参数包括温度、烟雾浓度和火焰强度；数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，高飞，王康康，刘超群，张明杰，刘皓，贾广清，耿萌萌，王凯丰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11