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，包括火灾探测模块、多个存储舱、发射舱及控制模块；当火灾探测模块探测到储能电池舱发生火灾时；首先发射舱摆动到与存储有灭火介质的存储舱进行对接，使含有灭火介质的灭火球从发射舱经由连通管道喷射至火灾处，利用灭火介质快速扑灭明火，避免火灾向其它电池单位扩散；然后发射舱旋转到与存储有钝化冷却介质的存储舱进行对接，使得存储舱内的钝化冷却介质从发射舱经由连通管道喷射至火灾处，利用钝化冷却介质对热失控电池中的活性锂物质进行钝化，中断电池热失控的发展，完全扑灭火灾，彻底控制热失控及其蔓延；与传统的灭火方式相比，这种灭火方式的介质损失能够大大减少，灭火效果较高。灭火效果较高。灭火效果较高。

【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]锂电池储能是最重要的储能系统之一。而锂电池发生故障时极易发生火灾，造成人员伤亡和重大财产损失。近年，国内外储能锂电池火灾频发，严重威胁储能系统安全运行。
[0003]储能锂电池火灾的起因是在过充、内外部短路等状况下，电池发生热失控，瞬间放出大量热量和可燃气体，引发火灾和爆炸。储能锂电池中可存在可燃材料与氧化剂，因此与常规火灾不同，仅靠阻隔氧气无法使电池降温，不能阻断电池内部化学反应灭火和抑爆。目前储能锂电池灭火主要采用细水雾、七氟丙烷灭火系统。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。七氟丙烷灭火剂降温能力差，不能抑制锂电池热失控引起的复燃。且明火扑灭后，电池仍然会因热失控持续产生可燃气体，气体到一定浓度，可能发生爆炸。因此亟需开发清洁高效安全且低成本的锂电池储能系统灭火抑爆方法和系统。

技术实现思路

[0004]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在扑灭明火时无法同时抑制电池的热失控且现有灭火系统灭火介质浪费严重的技术问题。
[0005]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：
[0006]火灾探测模块，定位储能电池舱内的火灾位置并发出火灾发生信号；
[0007]冷却耦合灭火装置，与储能电池舱(30)之间通过连通管道连通，所述冷却耦合灭火装置(40)包括多个存储舱(10)和发射舱(20)，其中一个所述存储舱内存储有用于钝化活性锂并抑制热失控的钝化冷却介质，其余所述存储舱内存储有用于扑灭明火的灭火介质；所述钝化冷却介质为二氧化碳和氧气的混合物，且所述氧气的含量不高于3％，钝化冷却反应原理是：Li (活性锂)+CO2+1/2O2→
Li2CO3；所述发射舱通过摆动支架可摆动安装于天花板上以对接不同的所述存储舱；
[0008]控制模块，与所述火灾探测模块通讯并被配置为：
[0009]接收所述火灾探测模块发出的火灾发生信号并实时监控火势阶段；
[0010]根据火势阶段控制所述发射舱摆动连接至相应的所述存储舱的出料端，并将所述存储舱内的灭火介质或钝化冷却介质通过连通管道喷射至火灾发生位置；
[0011]在本专利技术的实施例中，所述连通管道的一端能够与所述发射舱的出料端连通，所述连通管道的另一端连通多个支管道，每个所述支管道均穿过所述储能电池舱且出口均设
置有喷嘴。
[0012]在本专利技术的实施例中，所述存储舱内设置有能够沿所述长度方向移动的灭火球，所述灭火球上设置有开关阀门以使得灭火介质或钝化冷却介质排出，所述锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统还包括：
[0013]半圆形固定板，朝向所述发射舱的进料端内凹，所述半圆形固定板开设有供所述灭火球通过的连通口；
[0014]多个导向筒，一一对应连接于每个所述存储舱的出料端，所述导向筒的出料端部的横截面与所述半圆形固定板的弧形面垂直连接，所述导向筒的进料端贯穿所述天花板并对接所述存储舱的出料端，每个所述导向筒的出料端对应连接所述连通口。
[0015]在本专利技术的实施例中，所述发射舱包括沿轴向连通的：
[0016]发射输送舱，内周壁沿径向对称安装有两个沿轴向延伸的发射输送带，所述发射输送带夹紧所述灭火球的外周并驱动所述灭火球朝向所述发射输送舱的发射口输送；
[0017]加压舱，外周壁安装有储气罐和控制所述储气罐开关的电磁阀，所述储气罐的出气端穿过所述加压舱并对所述加压舱内施加压力气体。
[0018]在本专利技术的实施例中，所述灭火球包括：
[0019]环形固定框架；
[0020]中空混合圆钢瓶，通过安装支柱固定连接于所述环形固定框架的内侧壁；
[0021]多个药剂球，盛放有所述灭火介质或者所述钝化冷却介质，多个所述药剂球沿所述中空混合圆钢瓶的周向内侧壁对称分布，所述药剂球的外周壁形成有贯穿所述中空混合圆钢瓶侧壁的凸起；
[0022]其中，所述安装支柱为中空圆柱体结构，所述安装支柱内沿轴向设置有用于刺穿所述药剂球侧壁的穿刺钉和驱动所述穿刺钉轴向移动的推动活塞。
[0023]在本专利技术的实施例中，所述环形固定框架的外周壁均匀间隔贴设有多个弧形连接板，所述弧形连接板与所述环形固定框架的外周弧度相同，所述安装支柱位于任意两个所述弧形连接板之间；所述安装支柱的底部形成朝向所述凸起延伸的支脚并与所述凸起的外侧壁密封配合，所述安装支柱的底壁内侧中心形成有供所述穿刺钉穿过的贯穿孔。
[0024]在本专利技术的实施例中，所述发射输送舱、所述加压舱以及所述存储舱均为圆筒形管道结构且内径相同，所述环形固定框架的外周壁与所述圆筒形管道的内侧壁内切。
[0025]在本专利技术的实施例中，所述发射舱和所述存储舱分别位于所述天花板的两侧，所述摆动支架呈梯形结构并横跨所述发射输送舱的相对两侧壁，所述天花板上安装有能够驱动所述发射输送舱摆动的旋转驱动机构；
[0026]所述旋转驱动机构包括驱动电机、主动齿轮以及与所述主动齿轮外周啮合的从动齿轮，所述从动齿轮安装于所述天花板背离所述摆动支架的一侧并通过安装轴与所述摆动支架固定连接，所述主动齿轮的中心与所述驱动电机的输出轴连接，所述驱动电机的输出轴的旋转能够驱动所述主动齿轮旋转，以带动所述从动齿轮旋转。
[0027]在本专利技术的实施例中，所述加压舱内沿轴向间隔挂设有两个阀板，所述阀板沿径向贯穿所述加压舱，两个所述阀板之间的轴向距离大于所述灭火球的外径，所述阀板的挂耳延伸至所述加压舱的上方，所述导向筒靠近出料端处沿径向贯穿有所述阀板；
[0028]每个所述阀板均对应连接有阀板驱动机构，所述阀板驱动机构用于驱动所述阀板
绕所述挂耳旋转以通断所述发射输送舱和所述加压舱，或者通断所述加压舱和所述导向筒；
[0029]所述阀板驱动机构包括安装座和安装于所述安装座上的阀板电机，所述安装座开设有轴孔，所述阀板电机的输出轴依次紧固穿过所述轴孔和所述挂耳的耳孔，所述阀板电机的输出轴旋转以带动所述阀板绕所述挂耳在径向平面内旋转。
[0030]在本专利技术的实施例中，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，所述锂电池储能系统钝化灭火抑爆方法包括：
[0031]获取火灾发生信号；
[0032]根据所述火灾发生信号控制所述发射舱输送盛放有灭火介质的灭火球；
[0033]获取电池模组的温度信息，并比对所述电池模组的温度和明火温度；
[0034]当所述电池模组的温度低于所述明火温度时，所述灭火介质停止喷射灭火，开启所述钝化冷却介质喷射以冷却所述电池模组。
[0035]在本专利技术的实施例中，所述锂电池储本文档来自技高网...

【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(83)，定位储能电池舱(80)内的火灾位置并发出火灾发生信号；冷却耦合灭火装置(82)，与储能电池舱(80)之间通过连通管道(70)连通，所述冷却耦合灭火装置(82)包括多个存储舱(10)和发射舱(20)，其中一个所述存储舱(10)内存储有用于钝化活性锂并抑制热失控的钝化冷却介质，其余所述存储舱(10)内存储有用于扑灭明火的灭火介质；所述钝化冷却介质为二氧化碳和氧气的混合物，且所述氧气的含量不高于3％，钝化冷却反应原理是：Li(活性锂)+CO2+1/2O2→
Li2CO3；所述发射舱(20)通过摆动支架(23)可摆动安装于天花板(60)上以对接不同的所述存储舱(10)；控制模块(90)，与所述火灾探测模块(83)通讯并被配置为：接收所述火灾探测模块(83)发出的火灾发生信号并实时监控火势阶段；根据火势阶段控制所述发射舱(20)摆动连接至相应的所述存储舱(10)的出料端，并将所述存储舱(10)内的灭火介质或钝化冷却介质通过连通管道(70)喷射至火灾发生位置。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，所述连通管道(70)的一端能够与所述发射舱(20)的出料端连通，所述连通管道(70)的另一端连通多个支管道(73)，每个所述支管道(73)均穿过所述储能电池舱(80)且出口均设置有喷嘴(81)。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，所述存储舱(10)内设置有能够沿所述长度方向移动的灭火球(11)，所述灭火球(11)上设置有开关阀门以使得灭火介质或钝化冷却介质排出，所述锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统还包括：半圆形固定板(30)，朝向所述发射舱(20)的进料端内凹，所述半圆形固定板(30)开设有供所述灭火球(11)通过的连通口(31)；多个导向筒(40)，一一对应连接于每个所述存储舱(10)的出料端，所述导向筒(40)的出料端部的横截面与所述半圆形固定板(30)的弧形面垂直连接，所述导向筒(40)的进料端贯穿所述天花板(60)并对接所述存储舱(10)的出料端，每个所述导向筒(40)的出料端对应连接所述连通口(31)。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，所述发射舱(20)包括沿轴向连通的：发射输送舱(21)，内周壁沿径向对称安装有两个沿轴向延伸的发射输送带(24)，所述发射输送带(24)夹紧所述灭火球(11)的外周并驱动所述灭火球(11)朝向所述发射输送舱(21)的发射口输送；和加压舱(22)，外周壁安装有储气罐(25)和控制所述储气罐(25)开关的电磁阀(26)，所述储气罐(25)的出气端穿过所述加压舱(22)并对所述加压舱(22)内施加压力气体。5.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，所述灭火球(11)包括：环形固定框架(111)；中空混合圆钢瓶(112)，通过安装支柱(114)固定连接于所述环形固定框架(111)的内侧壁；多个药剂球(113)，盛放有所述灭火介质或者所述钝化冷却介质，多个所述药剂球(113)沿所述中空混合圆钢瓶(112)的周向内侧壁对称分布，所述药剂球(113)的外周壁形
成有贯穿所述中空混合圆钢瓶(112)侧壁的凸起(117)；其中，所述安装支柱(114)为中空圆柱体结构，所述安装支柱(114)内沿轴向设置有用于刺穿所述药剂球(113)侧壁的穿刺钉(116)和驱动所述穿刺钉(116)轴向移动的推动活塞(115...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，陈宝辉，李波，周天念，吴传平，潘碧宸，
申请(专利权)人：湖南防灾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：