锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统及方法，该锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统包括定位火灾位置并发出火灾发生信号的火灾探测模块、灭火防复燃抑爆模块和控制灭火防复燃抑爆模块开启或关闭的控制模块，灭火防复燃抑爆模块用于快速扑灭明火并防止电池复燃爆炸，其包括用来存储灭火防复燃抑爆介质的存储装置，所述灭火防复燃抑爆介质为90％～99.8％的锂钝化气体和0.3％～10％的卤代烃气体的组合，所述锂钝化气体为氮气、二氧化碳中的一种或两种的组合。本发明专利技术采用灭火防复燃抑爆介质中卤代烃气体快速灭初期明火，迅速防止明火的蔓延和扩散；同时锂钝化介质钝化活性锂物质，吸热降温，抑制可燃易爆气体生成，同时实现高效灭火、防复燃和抑制爆炸三种功能。防复燃和抑制爆炸三种功能。防复燃和抑制爆炸三种功能。

【技术实现步骤摘要】
锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统及方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，尤其涉及一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统及方法。

技术介绍

[0002]2020年，我国提出“2030年碳达峰、2060年碳中和”的宏伟目标，大力发展风电、光伏等清洁低碳能源。而风电、光伏能源具有波动性、随机性，需配置大规模储能。锂电池储能是一类重要的储能系统，占电化学储能装机量的92％。截至2020年，我国锂电储能装置累计装机达13.6GW，预计2035 年将达600GW，市场规模超2万亿。
[0003]锂电储能系统在内外部短路、过充等电气故障及热源的耦合作用下易发生热失控，释放大量热量和易爆气体，引发起火和爆炸。近年国内外锂电储能火灾爆炸事故频发。并且，大型锂电储能站中锂电池数量超十万，容量达 10000kWh以上，远高于电动汽车(通常<100kWh)，灭火难、危害大。锂电储能电池防火防爆是储能领域迫切需要解决的技术难题。
[0004]与常规火灾不同，锂电池热失控自发持续，明火扑灭后极易复燃。同时电池特失控时内部发生大量化学反应，产生大量易爆气体，极易爆炸。常规灭火技术难以快速扑灭电池明火，不能阻断电池内部化学反应，也难以吸收电池热失控产生的大量热量，因此难以抑制复燃和爆炸。目前储能锂电池灭火主要采用水、七氟丙烷、全氟己酮灭火系统。水灭火系统采用水灭火，水导电，释放到电池和电气设备上将造成设备短路。七氟丙烷和全氟己酮灭火剂降温能力差，不能抑制锂电池热失控引起的复燃，也不能抑制电池爆炸。
专利技术内容
[0005]本专利技术的主要目的是提出一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统及方法，旨在解决现有技术中的灭火系统难以快速扑灭明火并难以抑制复燃和爆炸的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统，所述锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统包括：
[0007]火灾探测模块，探测并定位储能电池舱内的火灾位置并发出火灾发生信号；
[0008]灭火防复燃抑爆模块，用于快速扑灭明火并防止电池复燃爆炸，所述灭火防复燃抑爆模块包括用来存储灭火防复燃抑爆介质的存储装置，所述灭火防复燃抑爆介质为90％～99.8％的锂钝化气体和0.3％～10％的卤代烃气体的组合，所述锂钝化气体为氮气、二氧化碳中的一种或两种的组合；和
[0009]控制模块，与所述火灾探测模块通讯并被配置为：
[0010]接收所述火灾探测模块发出的火灾发生信号；
[0011]根据所述火灾发生信号控制所述灭火防复燃抑爆模块的开启或关闭。
[0012]在本专利技术的实施例中，所述卤代烃气体为同时含有两种或两种以上的卤素元素的卤代烃。
[0013]在本专利技术的实施例中，所述卤代烃气体为CBrF＝CF2、CHF、 CF2＝CHCF3、CF2＝
CFCF3、CClF＝CF2、CF3‑
S
‑
CF3、CF3CN、CH2＝CHCF3、 CF2＝CF2、CF2＝CHF、CH2＝CF2、CCl3F、CCl2F2、CHClF2、CF3I、CF3Br、 CH2＝CHBr、N(CF3)3中的一种或多种的组合。
[0014]在本专利技术的实施例中，所述灭火防复燃抑爆模块和电池模组之间通过连通管道连通，所述电池模组包括多个上下层叠布置的储能电池舱，所述连通管道的一端连通主管道，所述连通管道的另一端连通多个支管道，多个所述支管道一一对应的伸入多个所述储能电池舱的顶部，每个所述支管道的出口均安装有用于对所述储能电池舱喷射所述灭火防复燃抑爆介质的喷嘴。
[0015]在本专利技术的实施例中，所述主管道上沿所述灭火防复燃抑爆介质的流通方向依次设置有开启控制阀、单向流通阀以及选择阀。
[0016]在本专利技术的实施例中，所述火灾探测模块包括用于检测烟雾的感烟组件、用于监测温度的感温组件、用于监测可燃气体的可燃气体探测组件、用于监测电池外壳形变量的形变检测组件中的一种或多种的组合。
[0017]在本专利技术的实施例中，所述可燃气体为H2、CO、CO2、CH4、C2H4、SO2、 C2H6、C3H6中的一种或多种的组合。
[0018]在本专利技术的实施例中，所述灭火防复燃抑爆介质的储存温度范围为
ꢀ‑
30℃～20℃。
[0019]在本专利技术的实施例中，所述灭火防复燃抑爆介质的储存压力范围为 1MPa～10MPa。
[0020]并且，本专利技术还提出一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆方法，所述锂电池储能系统钝化灭火抑爆方法应用于如上所述的锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统中，其特征在于，所述锂电池储能系统钝化灭火抑爆方法包括：
[0021]获取火灾发生信号并定位火灾发生位置；
[0022]根据所述火灾发生信号控制所述灭火防复燃抑爆模块开启，并开始灭火。
[0023]通过上述技术方案，本专利技术实施例所提供的锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统具有如下的有益效果：
[0024]当火灾探测模块探测到锂电池储能系统发生火灾时并定位火灾位置，控制模块控制灭火防复燃抑爆模块开启，本专利技术将灭火防复燃抑爆介质中N2、 CO2作为锂钝化气体，与灭火防复燃抑爆介质中的含有两种及以上卤素元素的高效卤代烃气体灭火介质混合，用于锂电池火灾的灭火；具体地，采用高效卤代烃气体灭火介质快速扑灭明火，同时锂钝化气体钝化活性锂，并稀释易爆气体以抑制可燃易爆气体产生，抑制电池热失控和热蔓延，终止锂电池火灾及爆炸，同时实现快速扑灭火灾、防止火灾复燃、抑制爆炸三大功能；并且该灭火系统简单易行，应用方便，适合大规模推广应用。
[0025]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0026]附图是用来提供对本专利技术的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0027]图1是根据本专利技术一实施例中锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统的结构示意图；
[0028]图2是根据本专利技术一实施例中锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统在模拟对比试验
装备中的结构示意图。
[0029]附图标记说明
[0030]标号名称标号名称10火灾探测模块51支管道20控制模块52喷嘴30储能电池舱60开启控制阀40灭火防复燃抑爆模块61单向流通阀50连通管道62选择阀
具体实施方式
[0031]以下结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0032]下面参考附图描述根据本专利技术的锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统。
[0033]如图1和图2所示，在本专利技术的实施例中，提出一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统，该锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统包括：
[0034]火灾探测模块10，探测并定位储能电池舱30内的火灾位置并发出火灾发生信号；
[0035]灭火防复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统，其特征在于，所述锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统包括：火灾探测模块(10)，探测并定位储能电池舱(30)内的火灾位置并发出火灾发生信号；灭火防复燃抑爆模块(40)，用于快速扑灭明火并防止电池复燃爆炸，所述灭火防复燃抑爆模块(40)包括用来存储灭火防复燃抑爆介质的存储装置，所述灭火防复燃抑爆介质为90％～99.8％的锂钝化气体和0.3％～10％的卤代烃气体的组合，所述锂钝化气体为氮气、二氧化碳中的一种或两种的组合；和控制模块(20)，与所述火灾探测模块(10)通讯并被配置为：接收所述火灾探测模块(10)发出的火灾发生信号；根据所述火灾发生信号控制所述灭火防复燃抑爆模块(40)的开启或关闭。2.根据权利要求1所述的锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统，其特征在于，所述卤代烃气体为同时含有两种或两种以上的卤素元素的卤代烃。3.根据权利要求1所述的锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统，其特征在于，所述卤代烃气体为CBrF＝CF2、CHF、CF2＝CHCF3、CF2＝CFCF3、CClF＝CF2、CF3‑
S
‑
CF3、CF3CN、CH2＝CHCF3、CF2＝CF2、CF2＝CHF、CH2＝CF2、CCl3F、CCl2F2、CHClF2、CF3I、CF3Br、CH2＝CHBr、N(CF3)3中的一种或多种的组合。4.根据权利要求1所述的锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统，其特征在于，所述灭火防复燃抑爆模块(40)和电池模组之间通过连通管道(50)连通，所述电池模组包括多个上下层叠布置的储能电池舱(30)，所述连通管道(50)的一端连通主管道，所述连通管道(50)的另一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝辉，吴传平，周天念，刘毓，梁平，陈杰，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司防灾减灾中心国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：