一种电池系统的灭火方法及电池系统技术方案

本申请实施例公开了一种电池系统的灭火方法及电池系统，能够提高电池系统的安全性。本申请实施例中的电池系统包括电池管理系统BMS、电池模组、气体传感器和灭火装置。BMS从气体传感器接收气体传感器采集的易燃易爆气体的浓度值，根据易燃易爆气体的浓度值确定存在安全风险的目标气体传感器及目标气体传感器的风险等级，当目标气体传感器的风险等级超过第一风险告警值时，启动目标气体传感器对应的灭火装置，通过灭火装置向目标气体传感器所对应的电池模组喷射灭火气体。本申请采用气体传感器对易燃易爆气体进行监测，通过灭火气体进行灭火，能延长预警时间，抓住最佳灭火时机，降低系统的燃烧概率，从而能够提高电池系统的安全性。

A Fire Extinguishing Method and Battery System for Battery System

The embodiment of the application discloses a fire extinguishing method and a battery system of a battery system, which can improve the safety of the battery system. The battery system in the embodiment of this application includes a battery management system BMS, a battery module, a gas sensor and a fire extinguishing device. BMS receives the concentration value of flammable and explosive gases from gas sensors, determines the risk level of target gas sensors and gas sensors with safety risks according to the concentration value of flammable and explosive gases. When the risk level of target gas sensors exceeds the first risk alarm value, the fire extinguishing device corresponding to target gas sensors is activated, and through fire extinguishing installation. Fire extinguishing gas is injected into the battery module corresponding to the target gas sensor. This application uses gas sensors to monitor flammable and explosive gases. Fire extinguishing gas can prolong the warning time, seize the best fire extinguishing time, reduce the burning probability of the system, thereby improving the safety of the battery system.

【技术实现步骤摘要】
一种电池系统的灭火方法及电池系统
本申请涉及储能系统领域，尤其涉及一种电池系统的灭火方法及电池系统。
技术介绍
电池储能系统采用电池(例如：锂离子电池)作为储能单元。电池内部活性材料化学性质活泼，在被滥用或者制造缺陷条件下易发生热失控，进而发生燃烧或爆炸，从而容易造成生命和财产的损失。电池储能系统一般具有充放电管理、状态估算、热管理、电池故障诊断与安全保护功能。其中安全保护功能需要保证电池在热失控时的人员和设备安全。目前，电池储能系统内电池燃烧报警与灭火方式借鉴了传统灭火系统，一般采用烟雾传感器、温度或压力传感器监控是否发生燃烧，采用喷淋灭火剂的方式灭火。但传统灭火系统并不能很好的抑制电池起火的问题，导致电池系统的安全性较差。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种电池系统的灭火方法及电池系统，能够提高电池系统的安全性。本申请实施例第一方面提供了一种电池系统的灭火方法，其中，该电池系统包括电池管理系统(batterymanagementsystem，BMS)、电池模组、气体传感器和灭火装置。该方法包括：BMS从气体传感器接收气体传感器采集的电池模组的易燃易爆气体的浓度值，其中，易燃易爆气体包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯和一氧化碳中的一种或多种；然后，BMS根据易燃易爆气体的浓度值从气体传感器中确定存在安全风险的目标气体传感器及目标气体传感器的风险等级；若目标气体传感器的风险等级超过第一风险告警值，则表示该气体传感器所监测的范围内有电池发生热失控，则BMS启动目标气体传感器对应的灭火装置，以通过目标气体传感器对应的灭火装置向目标气体传感器所对应的电池模组喷射灭火气体。一方面，本申请实施例采用气体传感器对易燃易爆气体进行监测，当电池发生热失控时，气体扩散速度快，因而能在电池失效初期进行预警，延长预警时间，抓住最佳灭火时机，降低电池热失控时系统的燃烧概率。另一方面，本申请实施例通过灭火气体进行灭火，能稀释及排除易燃易爆气体，降低电池失效的破坏危害。因此，本申请实施例能够提高电池系统的安全性。可选的，当电池系统包括多个气体传感器时，BMS根据易燃易爆气体的浓度值确定存在安全风险的目标气体传感器及目标气体传感器的风险等级的方式可以是：BMS根据每一个气体传感器采集的易燃易爆气体的浓度值确定每一个气体传感器对应的风险等级；再根据每一个气体传感器对应的风险等级，从多个气体传感器中确定目标气体传感器，目标气体传感器为多个气体传感器中风险等级最高的一个气体传感器。从多个气体传感器中确定风险等级最高的气体传感器时，当风险等级最高的气体传感器有多个时，则从其中选择一个气体传感器作为目标气体传感器。可理解的，当风险等级最高的气体传感器有多个时，从其中选择一个气体传感器作为目标气体传感器的方法可以是：从风险等级最高的气体传感器中选择最早有异常历史记录的气体传感器，有异常历史记录的气体传感器为按照时间先后顺序记录的风险等级大于第二风险告警值的气体传感器。从而可以结合异常历史记录，来定位最早存在异常风险的气体传感器。可选的，BMS根据每一个气体传感器采集的易燃易爆气体的浓度值确定每一个气体传感器对应的风险等级的方法可以是：对于每一个气体传感器，BMS根据该气体传感器采集的每一种易燃易爆气体的浓度值确定每一种易燃易爆气体对应的风险系数，再将该气体传感器采集的所有易燃易爆气体的浓度值对应的风险系数相加，以得到该气体传感器对应的风险等级。本申请实施例通过气体传感器在电池系统内部构建安全风险监控网络，定位发生热数控的电池的位置，通过定位信息对该异常电芯定向灭火，提高灭火效率和灭火效果，同时能减少因为灭火原因带来的额外损失。可选的，当电池发生热失控时，气体扩散速度很快，在实际应用中，一般会有多个气体传感器监测到易燃易爆气体，因此，出现异常的气体传感器一般不止一个。当只有一个时，可能会存在因气体传感器本身的硬件故障，或信号干扰等外界因素导致的误报。因此，在BMS从多个气体传感器中确定目标气体传感器之前，需要排除因单个气体传感器上报风险导致的误报。在电池系统中有多个气体传感器的情况下，若只有一个气体传感器存在安全风险，即只有一个气体传感器的风险等级大于第二风险告警值时，则将该大于第二风险告警值的气体传感器的风险等级降低至少一个等级。从而可以防止因气体传感器本身的硬件故障，或信号干扰等外界因素导致的误报。可选的，在启动目标气体传感器对应的灭火装置之后，需要对灭火效果进行确认，以防止发生爆炸等危险。确认的方法为：在启动灭火装置后，BMS继续判断该目标气体传感器的风险等级超过第一风险告警值的次数，若超过第一风险告警值的次数超过次数预设阈值，则启动目标气体传感器对应的灭火装置所关联的灭火装置。关联的灭火装置为目标气体传感器临近的灭火装置。可选的，BMS在接收到气体传感器采集的易燃易爆气体的浓度值之前，需要确认气体传感器是否失效，失效是指气体传感器发生硬件故障，或由于信号干扰等外界因素造成采集的气体浓度值不准确。若失效，则后续处理过程中，可以忽略失效的气体传感器上传的监测数据，以防止误报。确认气体传感器失效的方法可以为：方法1：当BMS从该气体传感器接收到状态异常消息，则确定该气体传感器失效；方法2：BMS根据气体传感器多次采集到的每一种易燃易爆气体的多个浓度值，计算每一种易燃易爆气体的多个浓度值的方差，判断方差是否小于方差预设阈值，若小于，则确定该气体传感器失效。可选的，当气体传感器监测到的易燃易爆气体的总的浓度值高于第二风险告警值时，确定该气体传感器所在的区域存在安全风险。则BMS向电池系统所服务的控制中心发送报警信号，以使得控制中心可以执行相应的处理，例如：降低输出功率、开启报警、切断电池系统的主继电器等。可选的，当BMS确定目标气体传感器后，降低或关闭所述目标气体传感器所监测的电池模块(即目标气体传感器对应的电池模块)的功能输出；或开启散热系统。本申请第二方面还提供了一种电池系统，该电池系统包括电池系统外壳，电池管理系统BMS和设置在电池系统外壳内的至少一个电池模组，以及设置在电池系统外壳内的至少一个气体传感器和至少一个灭火装置，至少一个气体传感器和至少一个灭火装置连接分别与BMS连接。其中，所述气体感应器，用于采集电池模组中的易燃易爆气体的浓度值，将易燃易爆气体的浓度值发送至BMS，易燃易爆气体包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯和一氧化碳中的一种或多种；所述BMS，用于根据易燃易爆气体的浓度值确定存在安全风险的目标气体传感器及目标气体传感器的风险等级，当目标气体传感器的风险等级超过第一风险告警值时，启动目标气体传感器对应的灭火装置；所述灭火装置，用于向目标气体传感器所对应的电池模组喷射灭火气体。可选的，该BMS还用于执行第一方面所述的电池系统灭火方法中的BMS所执行的全部或部分步骤，此处不做赘述。可选的，所述电池系统外壳、电池模组外壳上分别还包括透气防爆阀，用于在电池发生热失控时，排除易燃易爆气体，避免了易燃易爆气体的燃烧，提高电池系统的安全特性。可选的，所述电池系统还包括继电器，所述BMS与所述继电器连接，当BMS确定目标气体传感器的风险等级超过超过第一风险告警值时，切断所述目标气体传感器对应的电池模组所连接的继电器。以通过控制继电器来控制存在危本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池系统的灭火方法，其特征在于，所述电池系统包括电池管理系统BMS、电池模组、气体传感器和灭火装置，所述方法包括：所述BMS从所述气体传感器接收所述气体传感器采集的所述电池模组的易燃易爆气体的浓度值，所述易燃易爆气体包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯和一氧化碳中的一种或多种；所述BMS根据所述易燃易爆气体的浓度值从所述气体传感器中确定存在安全风险的目标气体传感器及所述目标气体传感器的风险等级；若所述目标气体传感器的风险等级超过第一风险告警值，则所述BMS启动所述目标气体传感器对应的灭火装置，以通过所述目标气体传感器对应的灭火装置向所述目标气体传感器所对应的电池模组喷射灭火气体。

【技术特征摘要】
1.一种电池系统的灭火方法，其特征在于，所述电池系统包括电池管理系统BMS、电池模组、气体传感器和灭火装置，所述方法包括：所述BMS从所述气体传感器接收所述气体传感器采集的所述电池模组的易燃易爆气体的浓度值，所述易燃易爆气体包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯和一氧化碳中的一种或多种；所述BMS根据所述易燃易爆气体的浓度值从所述气体传感器中确定存在安全风险的目标气体传感器及所述目标气体传感器的风险等级；若所述目标气体传感器的风险等级超过第一风险告警值，则所述BMS启动所述目标气体传感器对应的灭火装置，以通过所述目标气体传感器对应的灭火装置向所述目标气体传感器所对应的电池模组喷射灭火气体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电池系统包括多个所述气体传感器，所述BMS根据所述易燃易爆气体的浓度值确定存在安全风险的目标气体传感器及所述目标气体传感器的风险等级包括：所述BMS根据每一个气体传感器采集的易燃易爆气体的浓度值确定每一个气体传感器对应的风险等级；所述BMS根据每一个气体传感器对应的风险等级，从多个所述气体传感器中确定所述目标气体传感器，所述目标气体传感器为多个所述气体传感器中风险等级最高的气体传感器中的其中一个气体传感器。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述BMS根据每一个气体传感器采集的易燃易爆气体的浓度值确定每一个气体传感器对应的风险等级包括：针对每一个气体传感器，所述BMS根据该气体传感器采集的每一种易燃易爆气体的浓度值确定每一种易燃易爆气体对应的风险系数；所述BMS将所有易燃易爆气体的浓度值对应的风险系数相加，以得到该气体传感器对应的风险等级。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在所述BMS根据每一个气体传感器对应的风险等级，从多个所述气体传感器中确定所述目标气体传感器之前，所述方法还包括：若多个所述气体传感器中，只有一个气体传感器的风险等级大于第二风险告警值，则将所述大于所述第二风险告警值的气体传感器的风险等级降低至少一个等级，所述第二风险告警值小于所述第一风险告警值。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述从多个所述气体传感器中确定所述目标气体传感器包括：从多个所述气体传感器中确定风险等级最高的气体传感器，若所述风险等级最高的气体传感器有多个，则从所述风险等级最高的气体传感器中选择最早有异常历史记录的气体传感器，所述有异常历史记录的气体传感器为按照时间先后顺序记录的风险等级大于第二风险告警值的气体传感器，所述第二风险告警值小于所述第一风险告警值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在启动所述目标气体传感器对应的灭火装置之后，所述方法还包括：所述BMS判断所述目标气体传感器的风险等级超过第一风险告警值的次数是否超过次数预设阈值，若超过次数预设阈值，则启动所述目标气体传感器对应的所述灭火装置所关联的灭火装置。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述BMS根据该气体传感器采集的每一种易燃易爆气体的浓度值确定每一种易燃易爆气体对应的风险系数之前，所述方法还包括：若所述BMS从该气体传感器接收到状态异常消息，则确定该气体传感器失效；或，所述BMS根据该气体传感器多次采集到的每一种易燃易爆气体的多个浓度值，计算所述每一种易燃易爆气体的多个浓度值的方差，判断所述方差是否小于方差预设阈值，若小于，则确定该气体传感器失效。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨同欢，蔡兵，司淑坤，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44