[实用新型]一种锂离子电池储能单元智能消防扑救系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及储能单元的消防系统，具体涉及一种可对锂离子电池储能单元火灾及热失控实现自动灭火扑救并兼具移动智能化管理功能的锂离子电池储能单元智能消防扑救系统。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、无污染、工作温度范围宽、自放电小等诸多优点，因此其在电动汽车、电网储能系统等领域有着广泛的应用。锂电池储能系统主要由电池储能单元、能量转换系统、电池管理系统等关键设备组成，用于实现配电网侧的削峰填谷、调频、调压等功能。其中，锂电池储能单元是一种由电路相联的若干锂电池组(模块)和电路设备组成并放置于密封空间的单元集合，其为储能系统能量承载的核心设备。由于锂电池在充放电过程会产生大量的热量，特别是在滥用的条件，热量的积累易导致电池(模块)温度的急剧升高并发生热失控，从而引发锂电池火灾爆炸事故的发生。如防控不当或消防扑救不及时，极有可能造成火灾向周边储能单元蔓延扩大，从而引起大规模火灾爆炸事故的发生。因此，配置先进高效的消防灭火系统对于储能系统的安全运营具有重要意义。

目前，针对锂离子电池储能单元火灾的消防扑救研究还存在着明显不足，相关消防系统更是严重缺乏。现有的消防系统主要参考电气类火灾进行设计，多采用固定式气体灭火系统。发生火灾后，安装在防护区域的感温、感烟探测器发出火灾报警，并启动气体灭火系统向着火区域喷洒灭火剂，通过全淹没方式对整个区域进行灭火保护。传统灭火系统对于扑灭锂电池储能单元火灾存在诸多缺陷：(1)其灭火对象通常为火势较大的设备火灾，而无法对密闭空间内的火源进行点对点式扑救；(2)该灭火系统的动作时间慢，需等到火灾发展到较大规模，探测器接收到高温或烟气等火灾信号后才能动作，丧失最佳灭火时机；(3)灭火剂用量大，需要灭火剂淹没到整个防护区域内才能实施有效灭火，且由于灭火剂不能快速渗透到密闭设备内部，灭火效果差；此外灭火剂多为二氧化碳、惰性混合气等气体，降温效果差，灭火效率低下；(4)该灭火系统结构复杂，对安装环境要求高，投资成本高，且不具备远程移动控制的功能。

显然传统灭火系统无法适用于锂电池早期火灾的预防和早期扑救，因此针对锂离子电池储能单元亟需设计出新型智能化的消防扑救系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池储能单元智能消防扑救系统，在锂离子电池储能单元发生热失控导致温度异常升高或在火灾初期，针对着火区域或温度异常位置及时喷放灭火剂进行灭火、降温处置；同时每个储能单元的灭火装置相对独立，可通过消防系统管理主机、移动客户端进行智能监控管理。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂离子电池储能单元智能消防扑救系统，主要包括：灭火系统、消防通讯系统、消防管理系统。

进一步的，灭火系统包括灭火剂储球、释放阀、火探管、控制阀、灭火剂输运管道和喷头，其中：灭火剂储球主要用于储存灭火剂，可为一半圆球状结构，灭火剂储球的外壁上设计有挂钩结构，实现将灭火剂储球悬挂于锂离子电池储能单元顶部；同时在灭火剂储球上设有第一释放口和第二释放口，第一释放口处安装释放阀，主要用于控制灭火剂的喷放，释放阀还进一步连接火探管，火探管按一定顺序沿着储能电池(模块)的表面进行布置；第二释放口处安装控制阀，控制阀的后部连接灭火剂输运管道，用于输运灭火剂。灭火剂输运管道的尾端安装喷头，用于喷洒灭火剂到防护区内。

进一步的，消防通讯系统包括压力信号发生器、无线信号发生器、无线信号接收器、灭火控制器和消防系统控制器，压力信号发生器、无线信号发生器和无线信号接收器组成消防管理系统模块。火探管尾部安装压力信号发生器，实现实时监测火探管内部压力变化的功能。无线信号发生器用于接收压力信号发生器产生的电信号，并将相应电信号转化为无线信号发出。控制阀可接收灭火控制器发来的指令信号。无线信号接收器可将远程无线信号转化成电信号输入给灭火控制器。消防系统控制器可接收来自无线信号发生器产生的无线信号，实现对从储能单元传输来的火灾信号进行识别、判断的功能，并可发送无线信号至无线信号接收器，进而传输到灭火控制器。

消防管理系统由消防系统管理主机和消防系统移动终端组成。消防系统管理主机与消防系统控制器连接，实现对储能系统各个储能单元灭火系统进行实时监控管理的功能。消防系统管理主机与互联网连接，并实时将消防系统相关数据传输到互联网实现远程共享。消防系统移动终端可实时接收来自消防系统管理主机提供的数据，实现远程监控、管理储能站内消防系统的功能。