一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统，包括至少一组设置在储能电站电池仓内侧顶部的灭火剂释放装置，每一组灭火剂释放装置均位于相邻两组电池单体之间的顶部空间，每一组灭火剂释放装置均与电池热管理系统通讯连接，每一组灭火剂释放装置均连接在灭火系统管道上，灭火系统管道上连接流量控制模块、灭火药剂储存装置和消防水箱，针对不同位置处的电池簇采用定向高效防控，将极早期探测与灭火控制模块合二为一，集成在清洁高效定向输出装置内；灭火药剂释放装置可根据电池热失控状态进行分阶段处置，既能高效定向灭火，又能持续高效降温，减少对非故障电池簇的损坏。的损坏。的损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统


[0001]本专利技术涉及电化学储能电站消防安全
，具体为一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]新能源发电站中会使用储能电池作为吸纳电能波动的装置，而储能电池数量巨大，需要反复在充放电状态间切换，内部的锂物质容易产生热失控，从而在多个储能电池之间引发火灾和爆炸。
[0004]储能电池内部的锂物质特性使得火灾发生速度较快，容易在短时间内引发爆炸，因此现有技术针对储能电池引发的火灾和爆炸问题，可以采用卤代烃气体应对初期明火，利用氮气、二氧化碳钝化活性锂物质吸热。还可以采用泡沫灭火剂覆盖锂离子电池表面，实现锂离子电池的防火防爆。上述针对电站内储能电池的安全系统虽然给出了各类灭火和抑爆的措施，但并未考虑储能电站的空间布局，也没有考虑电池失火后的极早期定向控制，无法在火灾事故发生时在极短时间内快速处置火灾。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统，在电化学储能电站热失控后第一时间实现光学烟雾、H2、HF、CO、CH4、SO2、红外图像等复合探测，并分阶段采取灭火、降温控制，实现电化学储能电站消防全流程高效管控。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统，包括：
[0008]至少一组设置在储能电站电池仓内侧顶部的灭火剂释放装置，每一组灭火剂释放装置均位于相邻两组电池单体之间的顶部空间，每一组灭火剂释放装置均与电池热管理系统通讯连接，每一组灭火剂释放装置均连接在灭火系统管道上，灭火系统管道上连接流量控制模块、灭火药剂储存装置和消防水箱。
[0009]灭火剂释放装置包括设在保护外壳底部且朝向电池单体顶部空间的灭火药剂释放喷口，灭火药剂释放喷口与进入保护外壳的灭火系统管道活动连接，进入保护外壳的灭火系统管道上设有智能比例混合模块、清洁高效灭火剂储存单元和旋转控制模块。
[0010]多组电池单体呈矩阵分布时，每一组灭火剂释放装置均位于矩阵交叉点上。
[0011]灭火药剂释放喷口与进入保护外壳的灭火系统管道活动连接形成旋转喷头。
[0012]智能比例混合模块具有喷射器，喷射器的吸入口与清洁高效灭火剂存储单元连接，入口连接灭火系统管道，出口与灭火剂释放喷口连接。
[0013]保护外壳下底面设有复合探测预警模块，复合探测预警模块通过位于保护外壳内部的电信号传输通道与控制单元连接。
[0014]复合探测预警模块包括连接在一起且分别与控制单元连接的烟雾传感器、可燃气体传感器、温度传感器和图像传感器。
[0015]灭火药储存装置和消防水箱并联接入管道，灭火剂储存装置通过灭火剂流量控制模块与管道连接。
[0016]消防水箱通过水流量控制模块与管道连接。
[0017]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0018]1、使得每一个电池簇的斜上方空间均由一个灭火剂释放装置保护，同时也可以由两侧的灭火剂释放装置协同参与保护，在电池簇内的电池发生热失控后，相邻电池簇之间产生的烟雾和气体能够被灭火剂释放装置第一时间捕捉并执行灭火实现极早期探测。
[0019]2、灭火剂释放装置上的复合探测预警模块
[0020]3、将极早期探测装置与高效灭火剂释放装置引入电化学储能电站中，针对不同位置处的电池簇采用定向高效防控，将极早期探测与灭火控制模块合二为一，集成在清洁高效定向输出装置内；灭火药剂释放装置可根据电池热失控状态进行分阶段处置，既能高效定向灭火，又能持续高效降温，减少对非故障电池簇的损坏。
附图说明
[0021]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0022]图1是本专利技术一个或多个实施例提供的安全系统整体结构示意图；
[0023]图2是本专利技术一个或多个实施例提供的清洁高效定向输出装置的结构示意图；
[0024]图中：1
‑
电池热管理系统；2
‑
电池热管理系统信号传输装置；3
‑
灭火剂释放装置；4
‑
灭火系统管道；5
‑
流量控制模块；6
‑
动力驱动装置；7
‑
气体灭火药剂流量控制模块；8
‑
气体灭火药剂储存装置；9
‑
水流量控制模块；10
‑
消防水箱；11
‑
灭火药剂释放喷口；12
‑
旋转控制模块；13
‑
复合探测预警模块；14
‑
单向流通阀；15
‑
清洁高效灭火剂储存单元；16
‑
预警信号采集、传输、控制模块；17
‑
灭火药剂输送管道；18
‑
智能比例混合模块；19
‑
电信号传输通道；20
‑
保护外壳。
具体实施方式
[0025]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0026]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0027]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0028]正如
技术介绍
中所描述的，现有技术针对储能电站实现灭火的系统没有考虑储能
电站的空间布局，也没有考虑电池失火后的极早期定向控制，无法在火灾事故发生时在极短时间内快速处置火灾。
[0029]例如CN114191750《一种锂电池储能系统钝化灭火抑爆系统及方法》，采用卤代烃气体灭初期明火，氮气、二氧化碳钝化活性锂物质吸热。值得一提的是，锂电池热失控后防复燃的重要措施是冷却降温，而水是最经济、效果最佳的冷却剂。
[0030]CN110624193《一种基于物联网的防止复燃的消防控制方法》，实现了灭火的定向控制，但未涉及极早期探测系统联动及灭火、降温等分阶段高效处置。
[0031]CN107681067《一种锂离子电池防火防爆装置》，采用泡沫灭火剂覆盖电池表面，但未考虑电化学储能电站空间布局。
[0032]根据相关研究，储能电池热失控后的极早期定向控制至关重要。由于新本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统，其特征在于：包括至少一组设置在储能电站电池仓内侧顶部的灭火剂释放装置，每一组灭火剂释放装置均位于相邻两组电池单体之间的顶部空间，每一组灭火剂释放装置均与电池热管理系统通讯连接，每一组灭火剂释放装置均连接在灭火系统管道上，灭火系统管道上连接流量控制模块、灭火药剂储存装置和消防水箱。2.如权利要求1所述的一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统，其特征在于：多组电池单体呈矩阵分布时，每一组灭火剂释放装置均位于矩阵交叉点上。3.如权利要求1所述的一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统，其特征在于：所述灭火剂释放装置包括设在保护外壳底部且朝向电池单体顶部空间的灭火药剂释放喷口，灭火药剂释放喷口与进入保护外壳的灭火系统管道活动连接。4.如权利要求2所述的一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统，其特征在于：所述保护外壳下底面设有复合探测预警模块，复合探测预警模块通过位于保护外壳内部的电信号传输通道与控制单元连接。5.如权利要求3所述的一种基于极早期探测和定向灭火的储能电站安全系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国春，刘国强，谢连科，张燕，齐国栋，吴中杰，王东路，亓秋波，李贵海，张瑞强，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：