一种用于储能电站或电池集装箱的灭火系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于储能电站或电池集装箱的灭火系统及方法，基于锂离子电池热失控燃烧特性，针对锂离子电池明火扑灭后产生复燃及热失控蔓延的情况，对储能电站及集装箱中针对锂离子电池火灾的灭火系统进行改进，通过优化对电池热失控与火灾的探测，并引入液态复燃抑制剂。本发明专利技术可以兼顾整个系统和着火点的火灾进行灭火，同时可以有效避免了误报的可能，具有较高的准确性。其次，本发明专利技术灭火系统在使用气体灭火剂的同时引入液态复燃抑制剂，气体灭火剂可以有效的熄灭电池热失控产生的明火，液态复燃抑制剂可以有效抑制电池复燃和生烟，以及及热失控蔓延的出现，安全系数更高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于储能电站或电池集装箱的灭火系统及方法
本专利技术属于锂离子电池
，特别涉及一种用于储能电站或电池集装箱的灭火系统及方法。
技术介绍
目前，常用的电化学储能体系，如锂离子电池储能体系存在安全隐患，无法从本质上保证使用安全性，面临的安全挑战也变得日益严峻，有关电池热失控燃烧后的消防依然是一个热点问题。对于现有的针对储能电站或电池集装箱的消防系统，多是采用七氟丙烷气体灭火剂，当系统内的温感或烟感探测器探测到异常的数据时会在整个电池室或集装箱内喷射七氟丙烷，通过七氟丙烷气体隔绝氧气及化学抑制的功能实现明火的扑灭。然而该方式并不是针对着火点或对出现热失控电池模块进行喷射，这样即需要大量的灭火剂，又降低了灭火效率，很容易让热量传递，引发更大规模火灾。并且由于气体灭火剂无法实现长效降温，无法从根本上抑制电池的热失控，随着电池内部反应的继续，会继续累积大量的热并持续释放可燃气体，进而出现电池火灾的复燃并且发生热失控蔓延，造成大量的财产损失及人员伤亡。考虑到电池产生火灾灭火后复燃的可能性，为了解决喷射七氟丙烷等气体灭火剂后再次出现燃烧出现火焰的情况，申请号为201410217016.8的中国专利申请提出了一种气体灭火系统，该灭火系统具有自动与手动两种启动方式，当满足探测器触发信号或人为开启启动按钮后打开气体灭火单元对整个空间喷射气体灭火剂进行灭火。考虑到电池可能出现的复燃现象，该消防系统设计了两套灭火装置共用一个消防柜，从而具备复燃后的二次灭火功能。上述专利具有以下缺陷：（1）七氟丙烷等气体灭火剂对扑灭明火具有很好的效果，但是无法对电池进行长效降温，无法根源上解决热失控的问题，因而采用两次喷射气体灭火剂的方式仍然会有复燃的风险。（2）该灭火系统是针对整个空间进行灭火，没有针对着火点进行灭火，灭火效率较低。再有，为了提高灭火装置的可靠性，解决气体灭火的不足，申请号为201110235922.7的中国专利申请提出了一种采用水系灭火剂对电池模块内热失控电池进行灭火，且同步进行排烟，具有灭火速度快、烟雾低的特点，及时排烟排气可以迅速抽走电池释放的可燃气体，避免了因可燃气体累积导致的爆炸情况出现。该灭火系统还使用了挡水装置与积水排水装置，降低因水流乱窜导致触电短路的可能。上述专利具有以下缺陷：（1）该灭火系统采用高导电系数的水系灭火剂，在喷射时喷射到正常状态的电池上导致漏电的情况出现的风险将始终存在，有一定的安全隐患。（2）尽管水具有良好的储热能力，然而水的沸点只有100°C，远低于电池热失控时的温度，这也使得水无法用于抑制电池的复燃。（3）该灭火系统只能针对电池模块进行灭火，如果火灾来源来自电池室或集装箱内其他空间，将无法进行灭火。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中锂离子电池热失控火灾的生烟和复燃及向临近电池蔓延的问题，提供一种用于储能电站或电池集装箱的灭火系统及方法。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：第一方面，本专利技术提供一种用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，用于储能电站或电池集装箱内电池单元的消防，所述电池单元包括若干密闭电池箱；密闭电池箱内安装有若干储能用电池；所述灭火方法包括以下步骤：实时采集温度信息和烟雾信息；基于实时采集的温度信息和烟雾信息，以及预设灭火条件，按照预设灭火方式进行灭火；所述灭火方式包括向密闭电池箱喷射气体灭火剂和液态复燃抑制剂的先后顺序、延时时间、以及喷射气体灭火剂和液态复燃抑制剂的时间间隔，所述灭火方式具体为：根据电池的温度信息，喷射液态复燃抑制剂；根据密闭电池箱的温度信息和烟雾信息，喷射气体灭火剂和/或液态复燃抑制剂；根据储能电站或电池集装箱内的烟雾信息，喷射气体灭火剂。本专利技术进一步的改进在于：所述根据电池的温度信息，喷射液态复燃抑制剂的具体方法如下：当电池的温度为70-100°C，且持续时间大于预设延时时间A后，向密闭电池箱内喷射液态复燃抑制剂；当电池的温度大于100°C，且持续时间大于预设延时时间B后，向密闭电池箱内喷射液态复燃抑制剂；其中，所述延时时间B小于延时时间A。本专利技术进一步的改进在于：所述根据密闭电池箱的温度信息和烟雾信息，喷射气体灭火剂和/或液态复燃抑制剂的具体方法如下：当任一密闭电池箱内仅探测到烟雾时，经过预设延时时间C后，向密闭电池箱喷射气体灭火剂；当任一密闭电池箱内的任意电池的温度超过70℃，且在预设延时时间D以内探测到烟雾时，在预设延时时间D时向密闭电池箱内先喷射气体灭火剂，再延时喷射液态复燃抑制剂；当任一密闭电池箱内的任意电池的温度超过70℃，且在预设延时时间D之后探测到烟雾时，直接向密闭电池箱内先喷射气体灭火剂，再延时喷射液态复燃抑制剂；当任一密闭电池箱内探测到烟雾，且密闭电池箱内的任意电池的温度超过70℃，在预设延时时间E时，向密闭电池箱内先喷射气体灭火剂，再延时喷射液态复燃抑制剂。本专利技术进一步的改进在于：所述根据储能电站或电池集装箱内的烟雾信息，喷射气体灭火剂的具体方法如下：当储能电站或电池集装箱内探测到烟雾时，经预设延时时间F后，向探测到烟雾的储能电站或电池集装箱内喷射气体灭火剂。本专利技术进一步的改进在于：所述气体灭火剂采用七氟丙烷、二氧化碳、氩气及氮气中的一种或几种。本专利技术进一步的改进在于：所述液态复燃抑制剂，用于对电池进行降温以抑制复燃，同时对电池热失控过程产生的烟气进行部分吸收。本专利技术进一步的改进在于：所述液态复燃抑制剂由第一组分物质与第二组分物质组成；第一组分物质为液体，沸点＜60℃；第二组分物质为液体，分解温度≥350℃。本专利技术进一步的改进在于：第一组分物质汽化吸热时，同时形成惰性氛围，抑制电池的复燃。本专利技术进一步的改进在于：第一组分物质为氟化环氧化物、氟化酮、氟化硫中的一种或几种。本专利技术进一步的改进在于：第二组分物质通过吸热控制热失控电池及附近电池的温度，抑制电池复燃并防止热失控扩散。本专利技术进一步的改进在于：第二组分物质为氟化醚、氟化胺、氟化脂、硅油中的一种或几种。本专利技术进一步的改进在于：第一组分物质和第二组分物质的质量比为（1~10）：（10~1）。本专利技术进一步的改进在于：第一组分物质和第二组分物质的质量比为1：1。本专利技术进一步的改进在于：执行所述灭火方式时，均持续报警；当电池的温度低于电池正常工作温度范围上限时，停止报警；当电池的温度为电池正常工作温度范围上限至70℃之间时，若人工确认无故障，手动停止报警。本专利技术进一步的改进在于：电池和密闭电池箱的温度信息是通过设置于密闭电池箱内的温度探测器采集的；密闭电池箱的烟雾信息是通过设置于密闭电池箱内的烟感探测器采集的；储能电站或电池集装箱内的烟雾信息是通过设置于储能电站或电池集装箱内的烟感探测器采集的。第二方面，本专利技术还提供一种用于储能电站或电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，用于储能电站或电池集装箱内电池单元的消防，其特征在于，所述电池单元包括若干密闭电池箱；密闭电池箱内安装有若干储能用电池；所述灭火方法包括以下步骤：/n实时采集温度信息和烟雾信息；/n基于实时采集的温度信息和烟雾信息，以及预设灭火条件，按照预设灭火方式进行灭火；/n所述灭火方式包括向密闭电池箱喷射气体灭火剂和液态复燃抑制剂的先后顺序、延时时间、以及喷射气体灭火剂和液态复燃抑制剂的时间间隔，所述灭火方式具体为：/n根据电池的温度信息，喷射液态复燃抑制剂；/n根据密闭电池箱的温度信息和烟雾信息，喷射气体灭火剂和/或液态复燃抑制剂；/n根据储能电站或电池集装箱内的烟雾信息，喷射气体灭火剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，用于储能电站或电池集装箱内电池单元的消防，其特征在于，所述电池单元包括若干密闭电池箱；密闭电池箱内安装有若干储能用电池；所述灭火方法包括以下步骤：
实时采集温度信息和烟雾信息；
基于实时采集的温度信息和烟雾信息，以及预设灭火条件，按照预设灭火方式进行灭火；
所述灭火方式包括向密闭电池箱喷射气体灭火剂和液态复燃抑制剂的先后顺序、延时时间、以及喷射气体灭火剂和液态复燃抑制剂的时间间隔，所述灭火方式具体为：
根据电池的温度信息，喷射液态复燃抑制剂；
根据密闭电池箱的温度信息和烟雾信息，喷射气体灭火剂和/或液态复燃抑制剂；
根据储能电站或电池集装箱内的烟雾信息，喷射气体灭火剂。


2.根据权利要求1所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，所述根据电池的温度信息，喷射液态复燃抑制剂的具体方法如下：
当电池的温度为70-100°C，且持续时间大于预设延时时间A后，向密闭电池箱内喷射液态复燃抑制剂；
当电池的温度大于100°C，且持续时间大于预设延时时间B后，向密闭电池箱内喷射液态复燃抑制剂；
其中，所述延时时间B小于延时时间A。


3.根据权利要求1所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，所述根据密闭电池箱的温度信息和烟雾信息，喷射气体灭火剂和/或液态复燃抑制剂的具体方法如下：
当任一密闭电池箱内仅探测到烟雾时，经过预设延时时间C后，向密闭电池箱喷射气体灭火剂；
当任一密闭电池箱内的任意电池的温度超过70℃，且在预设延时时间D以内探测到烟雾时，在预设延时时间D时向密闭电池箱内先喷射气体灭火剂，再延时喷射液态复燃抑制剂；
当任一密闭电池箱内的任意电池的温度超过70℃，且在预设延时时间D之后探测到烟雾时，直接向密闭电池箱内先喷射气体灭火剂，再延时喷射液态复燃抑制剂；
当任一密闭电池箱内探测到烟雾，且密闭电池箱内的任意电池的温度超过70℃，在预设延时时间E时，向密闭电池箱内先喷射气体灭火剂，再延时喷射液态复燃抑制剂。


4.根据权利要求1所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，所述根据储能电站或电池集装箱内的烟雾信息，喷射气体灭火剂的具体方法如下：
当储能电站或电池集装箱内探测到烟雾时，经预设延时时间F后，向探测到烟雾的储能电站或电池集装箱内喷射气体灭火剂。


5.根据权利要求2-4任一项所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，所述气体灭火剂采用七氟丙烷、二氧化碳、氩气及氮气中的一种或几种。


6.根据权利要求2-4任一项所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，所述液态复燃抑制剂，用于对电池进行降温以抑制复燃，同时对电池热失控过程产生的烟气进行部分吸收。


7.根据权利要求2-4任一项所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，所述液态复燃抑制剂由第一组分物质与第二组分物质组成；
第一组分物质为液体，沸点＜60℃；
第二组分物质为液体，分解温度≥350℃。


8.根据权利要求7所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，第一组分物质汽化吸热时，同时形成惰性氛围，抑制电池的复燃。


9.根据权利要求7所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，第一组分物质为氟化环氧化物、氟化酮、氟化硫中的一种或几种。


10.根据权利要求7所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，第二组分物质通过吸热控制热失控电池及附近电池的温度，抑制电池复燃并防止热失控扩散。


11.根据权利要求7所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，第二组分物质为氟化醚、氟化胺、氟化脂、硅油中的一种或几种。


12.根据权利要求7所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，第一组分物质和第二组分物质的质量比为（1~10）：（10~1）。


13.根据权利要求7所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，第一组分物质和第二组分物质的质量比为1：1。


14.根据权利要求1-4任一项所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，执行所述灭火方式时，均持续报警；当电池的温度低于电池正常工作温度范围上限时，停止报警；当电池的温度为电池正常工作温度范围上限至70℃之间时，若人工确认无故障，手动停止报警。


15.根据权利要求1-4任一项所述的用于储能电站或电池集装箱的灭火方法，其特征在于，电池和密闭电池箱的温度信息是通过设置于密闭电池箱内的温度探测器采集的；
密闭电池箱的烟雾信息是通过设置于密闭电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，赖铱麟，刘皓，张明杰，刘超群，渠展展，高飞，范茂松，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11