一种储能电池安全防护系统的制作方法

本发明涉及储能电池消防，具体涉及一种储能电池安全防护系统。

背景技术：

1、储能技术是满足可再生能源大规模介入的重要手段，也是分布式能源系统、电动汽车产业的重要组成部分；储能电池具有高效、动态特性好、使用年数高、几乎不受地形影响等优点，广泛应用于储能电站、换电站等场景。然而，由于储能电池电极的活泼性及电解液的不稳定性，在使用过程中，如储能电池外部电路发生短路；储能电池内部材料发生短路；过度充电；储能电池受到撞击、挤压造成机械式损伤等触发储能电池发生热失控，其内部材料之间发生化学反应放热，引发火灾或者爆炸事故，严重影响储能电站的安全性能。

2、现有的储能电池消防应急响应方案是通过将储能电池存放于密封的储电站，当储能电池发生火灾情况时，会利用注水的方式对储能站内部进行消防处理；例如：采用水泵快速抽取水箱中的水实现快速浸没电池并为电池降温，采用喷淋的方式对电池易燃部位快速降温，采用喷惰性气体/七氟丙烷的方式灭火，采用喷液氮的方式瞬间冻结电池并熄灭火源，其无法及时有效的控制储能电池的电池包热失控，导致储能电池热失控产生大量的热会迅速蔓延到相邻的储能电池，即难以遏制电池组的热失控蔓延，进而仍然存在较高的引发电池组发生火灾的风险。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的缺陷，从而提供一种储能电池安全防护系统。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明实施例提供一种储能电池安全防护系统，包括：消防信号采集模块、核心控制器和灭火处理模块，核心控制器分别与消防信号采集模块和灭火处理模块电连接，其中：

4、消防信号采集模块，包括：电池管理系统、氢气浓度在线分析仪、一氧化碳浓度在线分析仪、多个温度探测器和多个感烟探测器，分别用于采集储能电池内的温度和电压并输出报警级别、储能电池集装箱内氢气的浓度、一氧化碳的浓度、温度及烟雾浓度并传输至核心控制器；

5、核心控制器根据储能电池内的温度和电压报警级别、储能电池集装箱内氢气的浓度、一氧化碳的浓度、温度及烟雾浓度，基于第一预设判定条件进行局部灭火判断，以及基于第二预设判定条件进行全局灭火判断，当判定结果为局部灭火时发出热失控报警信号，当判定为全局灭火时发出全淹没灭火报警信号；

6、灭火处理模块，包括：局部灭火模块、灭火剂供应模块和全淹没处理模块，根据所述发出热失控报警信号或全淹没灭火报警信号，启动灭火剂供应模块给局部灭火模块或全淹没处理模块执行灭火措施。

7、在一实施例中，氢气浓度在线分析仪和一氧化碳浓度在线分析仪的浓度报警根据预设浓度阈值分为低浓度、高浓度、超高浓度三级，其中低浓度为一级报警、高浓度为二级报警，超高浓度为三级报警，在储能电池发生热失控产生氢气、一氧化碳时，需要进行停止充放电的操作，通过核心控制器报警信息通过协议转换发送至电池管理系统；

8、电池管理系统输出的储能电池内温度、电压降信息发送至核心控制器，作为系统的温度异常报警信号和电压降报警信号：以一个电池簇为基本单位，将簇内电芯温度的最高值和次高值发送到核心控制器；以一个电池簇为基本单位，将簇内电芯电压的最低值发送至核心控制器。

9、在一实施例中，所述基于第一预设判定条件进行局部灭火判断，包括：

10、核心控制器根据电池管理系统输出的高温二级报警、根据电池管理系统输出的电压降二级报警、氢气浓度在线分析仪的氢气浓度二级报警、一氧化碳浓度在线分析仪的一氧化碳浓度二级报警、点型感温或点型感烟探测器的报警信号中任意两种时，判定某电池包出现热失控，需进行局部灭火。

11、在一实施例中，所述基于第二预设判定条件进行局部灭火判断，包括：

12、任意两个不同地址的点型感温探测器和点型感烟探测器报警信号，作为储能电池集装箱火灾的判定信号，需进行全局灭火。

13、在一实施例中，储能电池安全防护系统，还包括：气体释放灯和声光报警器，均安装于集装箱的入口处，用于提醒人员注意并采取相应措施；所述核心控制器电连接有现场显示控制箱，现场显示控制箱设置在储能电池集装箱入口处，用于控制灭火处理模块选择手动工作模式或自动控制模式，手动工作模式时，核心控制器只发出报警信号，不输出动作信号，通过设置在储能集装箱入口处的现场显示控制箱实现手动启动操作，自动控制模式时根据热失控报警信号或全淹没灭火报警信号联动关闭空调系统，启动声光警报器和气体释放灯。

14、在一实施例中，任意一个点型感烟探测器报警信号，任意一个点型感温探测器报警信号，电池管理系统输出低温一级报警信号，电池管理系统输电压降一级报警信号、任意一个气体浓度一/二级报警信号，核心控制器启动集装箱外声光报警信号，并将报警信息发送至电池管理系统，工作人员应密切关注后续发展情况，根据实际情况再必要时启动手动模式。

15、在一实施例中，所述现场显示控制箱设触摸屏及多个按钮，用于对系统状态信息、报警信息、温度和气体浓度实时浓度信息、手动/自动工作状态的查询、设置功能，一单元防护的一键启停功能，集装箱全淹没防护，补液开关的开启关闭，事故通风系统的启停。

16、在一实施例中，所述灭火处理模块包括：灭火剂供应模块、全淹没处理模块和局部灭火模块，其中：

17、灭火剂供应模块包括依此连接的存有灭火剂的储存容器、专用泵组、灭火剂输送管道、分区控制阀；灭火剂输送管道包括全淹没管网和电池包主动防护管网，专用泵组包括若干泵，泵分别与全淹没管网和电池包主动防护管网之间连接有选择阀，分区控制阀和选择阀与核心控制器电连接；

18、全淹没处理模块包括全淹没雾化喷头，其安装在储能电池集装箱的顶部，用于控制灭火剂的喷射速率；

19、局部灭火模块包括电池包定制雾化喷头，电池包定制雾化喷头安装在每个电池包外壳背面的进风口位置，用于控制灭火剂的喷射速率。

20、在一实施例中，所述储能电池安全防护系统，还包括：

21、火灾报警系统，当核心管理器发出全淹没灭火报警信号时，电气管理系统发出指令，联动关闭集装箱内空调系统、超级电容风扇，切断相关电源，启动进行全淹没灭火处置，同时向输出火灾确认信号及动作反馈信号；

22、控制及通讯接口，用于消防控制室对核心控制器进行远程控制。

23、在一实施例中，所述核心控制器根据烟颗粒的历史质量浓度的均值及预设质量浓度变化值的波动值阈值，调整更新烟感探测器的报警阈值。

24、本发明技术方案，具有如下优点：

25、1.本发明提供的一种储能电池安全防护系统，通过两路灭火判断条件分别电池包是否出现热失控需进行局部灭火，以及储能电池集装箱是否发生火灾，能够及时有效的控制储能电池的电池包热失控，以及对电池包内产生的火灾及时有效的响应灭火措施。

26、2.本发明利用烟雾发生时会有大量的烟雾快速生成且短时间内进入探测器的规律，在核心控制器中设置了报警基准阈值动态调整策略，有效解决了烟感探测器容易产生误报的问题。