【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于储能锂电池的气液双流体消防装置，属电池安全防护。
技术介绍
1、随着储能锂电池能量密度越来越大，其在过热、过充、机械损伤等条件下热失控致火灾风险将愈发突出。
2、目前用于储能电池消防作业的系统主要是通过喷淋高压水雾达到降温、灭火的目的，虽然可以满足使用的需要，但在降温消防作业时，一方面往往需要消耗大量的消防水，且系统构建成本高，设备运行维护难度大；另一方面由于降温灭火时需要消耗大量的消防水，从而极易因水量过大而破坏电气设备绝缘、造成二次灾害的风险，同时传统的水雾往往难以克服火羽动量，不易穿透烟气到达电池表面，瞬时灭火和冷却效率较低；而当采用气体灭火介质灭火降温时，降温能力不足，无法有效阻止电池复燃，同时全氟己酮等含氟气体灭火介质在浓度、压力不足时还易促进燃烧，且在降温消防过程中会产生有毒气体，造成有毒有害气体扩散。
3、因此针对这一问题，迫切需要开发一种针对储能锂电池的新型消防装置及其方法，以满足实际使用的需要。
技术实现思路
1、为了解决现有技术上的不足，本专利技术提供一种储能锂电池气液双流体消防装置及其方法。
2、一种储能锂电池气液双流体消防装置，包括灭火终端、汇流管路、液冷板、电池模组壳体、雾化喷头、分流管及驱动电路，电池模组壳体至少一个，各电池模组壳体均为横断面呈矩形的闭合腔体结构，每个电池模组壳体内均设若干液冷板和若干雾化喷头，其中电池模组壳体底部设至少一个与其底部平行分布的液冷板，剩余各液冷板均与电池模组壳体底部
3、进一步的，所述的液冷板包括金属换热板、换热管、液体灭火剂、控制阀，所述金属换热板为横断面呈矩形的板状结构，所述金属换热板内设至少一条换热管，所述换热管沿金属换热板轴线方向分布，其两端对应的金属换热板侧壁位置分别设一个进液口和一个出液口，同时所述出液口处对应的金属换热板侧壁位置另设一个消防射流口，所述进液口、出液口及消防射流口处均设控制阀，进液口、出液口和消防射流口分别通过控制阀与分流管连通，并通过分流管与汇流管路连通，其中所述进液口、出液口通过分流管、汇流管路与灭火终端连通并构成闭合循环管路，消防射流口通过分流管、汇流管路与雾化喷头所连通的分流管间连通，所述液体灭火剂位于换热管内，且液体灭火剂总体积为换热管容积的至少90%，所述控制阀与驱动电路间电气连接。
4、进一步的，所述的金属换热板上端面及下端面均布若干高度不小于5毫米的散热翅板，所述散热翅板板面与金属换热板板面呈45°—90°夹角，相邻两散热翅板间距为1—5毫米。
5、进一步的，所述的电池模组壳体包括承载防护壳、密封盖、温度传感器、绝缘弹性衬板、应急泄压口、泄压阀、定位卡扣，所述承载防护壳为横断面呈“凵”字形槽状结构，其上端面与密封盖连接并构成闭合腔体结构，所述绝缘弹性衬板若干，位于承载防护壳内并包覆在承载防护壳的底部及侧壁，且承载防护壳侧壁所连接的各缘弹性衬板中，相邻两绝缘弹性衬板之间预留定位槽，并通过定位槽包覆在液冷板侧表面外，同时所述承载防护壳侧壁设1—2个应急泄压口，所述应急泄压口轴线与承载防护壳底部平行分布，且位于承载防护壳底部所连接的液冷板上方至少10毫米处，同时所述应急泄压口与泄压阀连通，且泄压阀位于承载防护壳外，所述定位卡扣若干，与承载防护壳外侧面连接并环绕承载防护壳轴线均布，且承载防护壳通过定位卡扣与汇流管路和分流管连接，且汇流管路和分流管环绕承载防护壳轴线呈螺旋状结构分布，同时所述温度传感器数量与电池槽数量一致，且每个电池槽内均设一个温度传感器，同时每个温度传感器均与驱动电路电气连接。
6、进一步的，所述的灭火终端包括驱动泵、增压泵、控制阀、压力传感器、高压储气罐、连接护套、导流支管，其中所述高压储气罐为圆柱体密闭腔体结构，其前端面及后端面均设一个与其同轴分布的导流孔，且导流孔处均设一个控制阀，并通过控制阀与导流支管连通，同时所述高压储气罐至少两个，各高压储气罐间同轴分布并通过导流支管间连通，同时相邻两高压储气罐间另通过连接护套间相互串联，所述连接护套为圆柱体空心管状结构，且连接护套包覆在相邻两高压储气罐外，并与高压储气罐外侧面间通过弹性卡箍滑动连接，所述高压储气罐内均设一个压力传感器，同时位于最前方的高压储气罐前端面导流孔通过导流支管与驱动泵连通；位于最后方的高压储气罐后端面导流孔通过导流支管与增压泵连通，所述增压泵另控制阀与汇流管路连通，同时所述驱动泵、增压泵、控制阀、压力传感器均与驱动电路间电气连接。
7、进一步的，所述的连接护套内另设至少一个与其同轴分布的环状碟形弹簧，且碟形弹簧位于相邻两高压储气罐内，并与相邻两高压储气罐的端面相抵。
8、进一步的，所述的汇流管路包括多通阀、灭火管、供给管、三通连接器、压力传感器，其中所述多通阀通过导流管分别与灭火管、至少两条供给管及灭火终端的驱动泵、增压泵连通，同时多通阀另通过一条预留导流管与外部气体气源连通；所述灭火管另通过三通连接器与各条和雾化喷头连通的分流管间连通，同时三通连接器另通过导流管与液冷板的消防射流口连通，此外，所述供给管中的一条通过导流管与液冷板的进液口连通；另一条通过导流管与液冷板的出液口连通；所述灭火管、供给管上另均设一个压力传感器，所述多通阀、压力传感器均与驱动电路电气连接。
9、一种储能锂电池气液双流体消防装置的使用方法，包括如下步骤;
10、s1,系统配置，首先根据储能电池单体结构、使用总量及分布结构，设定电池模组壳体的结构，并通过液冷板将电池模组壳体分割为若干的电池槽，并在每个电池模组壳体内布设若干储能电池单体，并为每个电池模组壳体布设雾化喷头，同时在进行液冷板安装时，实现在液冷板内设置的换热管中灌注液体灭火剂并使液体灭火剂压力不低于1.3倍标准大气压条件下保压存储；最后对灭火终端、汇流管路、液冷板、电池模组壳体、雾化喷头、分流管及驱动电路进行装配，并将驱动电路与外部的控制电路及电源电路间电气连接，即可完成系统配置；
11、s2，灭火消防，在电池模组壳体内设置的温度传感器检测到电池槽内的储能电池单体异常高温时，一方面驱动灭火终端和汇流管路运行，使得灭火终端内高压气体灭火介质通过汇流管路、分流管输送至雾化喷头，并由雾化喷头直接喷淋到电池槽处形成惰化环境，初步实现灭火和降温；另一方面将液冷板消防射流口处的控制阀打开，使得液冷板的换热管与汇流管路的三通连接器连通，使换热管内的液体灭火剂在以下两种作用下输送至雾化喷头：一方面在自身压力驱动下流入到三通连接器处并与灭火终端气体灭火介质混合；另一方面当高速气流流经三通连接器时，高速气流处的压力小，在其与液体灭火剂间压差的驱动下，于三本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的储能锂电池气液双流体消防装置包括灭火终端、汇流管路、液冷板、电池模组壳体、雾化喷头、分流管及驱动电路，所述电池模组壳体至少一个，各电池模组壳体均为横断面呈矩形的闭合腔体结构，每个电池模组壳体内均设若干液冷板和若干雾化喷头，其中电池模组壳体底部设至少一个与其底部平行分布的液冷板，剩余各液冷板均与电池模组壳体底部垂直分布，并将电池模组壳体内分割为若干电池槽，同时每个电池槽对应的电池模组壳体顶部位置均设1—4个雾化喷头，同时电池模组壳体内的各液冷板、雾化喷头间均相互并联，其中各液冷板间通过同一条分流管与汇流管路连通，各雾化喷头间通过同一条分流管与汇流管路连通，所述汇流管路和分流管与电池模组壳体外侧面连接，且汇流管路与灭火终端间连通。
2.根据权利要求1所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的液冷板包括金属换热板、换热管、液体灭火剂、控制阀，所述金属换热板为横断面呈矩形的板状结构，所述金属换热板内设至少一条换热管，所述换热管沿金属换热板轴线方向分布，其两端对应的金属换热板侧壁位置分别设一个进液口和一个出
3.根据权利要求2所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的金属换热板上端面及下端面均布若干高度不小于5毫米的散热翅板，所述散热翅板面与金属换热板板面呈45°—90°夹角，相邻两散热翅板间间距为1—5毫米。
4.根据权利要求1所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的电池模组壳体包括承载防护壳、密封盖、温度传感器、绝缘弹性衬板、应急泄压口、泄压阀、定位卡扣，所述承载防护壳为横断面呈“凵”字形槽状结构，其上端面与密封盖连接并构成闭合腔体结构，所述绝缘弹性衬板若干，位于承载防护壳内并包覆在承载防护壳的底部及侧壁，且承载防护壳侧壁所连接的各缘弹性衬板中，相邻两绝缘弹性衬板之间预留定位槽，并通过定位槽包覆在液冷板侧表面外，同时所述承载防护壳侧壁设1—2个应急泄压口，所述应急泄压口轴线与承载防护壳底部平行分布，且位于承载防护壳底部所连接的液冷板上方至少10毫米处，同时所述应急泄压口与泄压阀连通，且泄压阀位于承载防护壳外，所述定位卡扣若干，与承载防护壳外侧面连接并环绕承载防护壳轴线均布，且承载防护壳通过定位卡扣与汇流管路和分流管连接，且汇流管路和分流管环绕承载防护壳轴线呈螺旋状结构分布，同时所述温度传感器数量与电池槽数量一致，且每个电池槽内均设一个温度传感器，同时每个温度传感器均与驱动电路电气连接。
5.根据权利要求1所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的灭火终端包括驱动泵、增压泵、控制阀、压力传感器、高压储气罐、连接护套、导流支管，其中所述高压储气罐为圆柱体密闭腔体结构，其前端面及后端面均设一个与其同轴分布的导流孔，且导流孔处均设一个控制阀，并通过控制阀与导流支管连通，同时所述高压储气罐至少两个，各高压储气罐间同轴分布并通过导流支管间连通，同时相邻两高压储气罐间另通过连接护套间相互串联，所述连接护套为圆柱体空心管状结构，且连接护套包覆在相邻两高压储气罐外，并与高压储气罐外侧面间通过弹性卡箍滑动连接，所述高压储气罐内均设一个压力传感器，同时位于最前方的高压储气罐前端面导流孔通过导流支管与驱动泵连通；位于最后方的高压储气罐后端面导流孔通过导流支管与增压泵连通，所述增压泵另控制阀与汇流管路连通，同时所述驱动泵、增压泵、控制阀、压力传感器均与驱动电路间电气连接。
6.根据权利要求5所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的连接护套内另设至少一个与其同轴分布的环状碟形弹簧，且碟形弹簧位于相邻两高压储气罐内，并与相邻两高压储气罐的端面相抵。
7.根据权利要求1或5所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的汇流管路包括多通阀、灭火管、供给管、三通连接器、压力传感器，其中所述多通阀通过导流管分别与灭火管、至少两条供给管及灭火终端的驱动泵、增压泵连通，同时多通阀另通过一条预留导流管与外部气体气源连通；所述灭火管另通过三通连接器与各条和雾化喷头连通的分流管间连通，同时三通连接器另通过导流管与液冷板的消防射流...
【技术特征摘要】
1.一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的储能锂电池气液双流体消防装置包括灭火终端、汇流管路、液冷板、电池模组壳体、雾化喷头、分流管及驱动电路，所述电池模组壳体至少一个，各电池模组壳体均为横断面呈矩形的闭合腔体结构，每个电池模组壳体内均设若干液冷板和若干雾化喷头，其中电池模组壳体底部设至少一个与其底部平行分布的液冷板，剩余各液冷板均与电池模组壳体底部垂直分布，并将电池模组壳体内分割为若干电池槽，同时每个电池槽对应的电池模组壳体顶部位置均设1—4个雾化喷头，同时电池模组壳体内的各液冷板、雾化喷头间均相互并联，其中各液冷板间通过同一条分流管与汇流管路连通，各雾化喷头间通过同一条分流管与汇流管路连通，所述汇流管路和分流管与电池模组壳体外侧面连接，且汇流管路与灭火终端间连通。
2.根据权利要求1所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的液冷板包括金属换热板、换热管、液体灭火剂、控制阀，所述金属换热板为横断面呈矩形的板状结构，所述金属换热板内设至少一条换热管，所述换热管沿金属换热板轴线方向分布，其两端对应的金属换热板侧壁位置分别设一个进液口和一个出液口，同时所述出液口处对应的金属换热板侧壁位置另设一个消防射流口，所述进液口、出液口及消防射流口处均设控制阀，进液口、出液口和消防射流口分别通过控制阀与分流管连通，并通过分流管与汇流管路连通，其中所述进液口、出液口通过分流管、汇流管路与灭火终端连通并构成闭合循环管路，消防射流口通过分流管、汇流管路与雾化喷头所连通的分流管间连通，所述液体灭火剂位于换热管内，且液体灭火剂总体积为换热管容积的至少90%，所述控制阀与驱动电路间电气连接。
3.根据权利要求2所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的金属换热板上端面及下端面均布若干高度不小于5毫米的散热翅板，所述散热翅板面与金属换热板板面呈45°—90°夹角，相邻两散热翅板间间距为1—5毫米。
4.根据权利要求1所述的一种储能锂电池气液双流体消防装置，其特征在于：所述的电池模组壳体包括承载防护壳、密封盖、温度传感器、绝缘弹性衬板、应急泄压口、泄压阀、定位卡扣，所述承载防护壳为横断面呈“凵”字形槽状结构，其上端面与密封盖连接并构成闭合腔体结构，所述绝缘弹性衬板若干，位于承载防护壳内并包覆在承载防护壳的底部及侧壁，且承载防护壳侧壁所连接的各缘弹性衬板中，相邻两绝缘弹性衬板之间预留定位槽，并通过定位槽包覆在液冷板侧表面外，同时所述承载防护壳侧壁设1—2个应急泄压口，所述应急泄压口轴线与承载防护壳底部平行分布，且位于承载防护壳底部所连接的液冷板上方至少10毫米处，同时所述应急泄压口与泄压阀连通，且泄压阀位于承载防护壳外，所述定位卡扣若干，与承载防护壳外侧面连接并环绕承载防护壳轴线均布，且承载防护壳通过定位卡扣与汇流管路和分流管连接，且汇流管路和分流管环绕承载防护壳轴线呈螺旋状结构分布，同...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，余天民，王燕，高保彬，王健，苏洋，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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