[发明专利]一种应用于磷酸铁锂储能电池的细水雾灭火装置和方法

说明书

本发明公开了一种应用于磷酸铁锂储能电池的细水雾灭火装置和方法，所述灭火装置由热失控在线监测装置、控制装置、细水雾发生装置组成；其中热失控在线监测装置包括红外探头、气体探头及电气与网络通路；控制装置由温度阈值判断模块、气体阈值判断模块、报警信号灯、控制阀门组成；细水雾发生装置由储水罐、高压泵、供水管道、细水雾喷头等组成；本发明提出的灭火装置及灭火方法，可用于精准扑灭磷酸铁锂储能电池模组火灾并能够遏止复燃，能够大幅提高储能电站运行安全性。

技术领域

本发明属于储能技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂储能电池模组的灭火装置和方法。

背景技术

近年来，可再生能源的开发与应用日益广泛，大规模储能技术随之得到大力发展。磷酸铁锂电池依靠其在能量密度、循环性能及应用成本等方面的优势，受到越来越多的关注。

锂离子电池由于其本征的发热特性，在过充等滥用条件下容易发生热失控，甚至起火爆炸。目前关于锂离子电池安全性的研究，主要集中在电动汽车领域及单体电池水平。电化学储能电站中，电池数量庞大，一旦发生热失控，将引起连锁反应，热失控致火会导致更为严重的灾难。

关于锂离子电池灭火的研究层出不穷，而选择有效的灭火剂和灭火方法一直是遏止火灾事故的关键点。常用灭火剂主要分为固体、液体、气体三种，目前研究人员主要研究了包括干粉、水、七氟丙烷、二氧化碳、全氟己酮等灭火剂对于扑灭锂离子电池火灾的效果，结果表明在灭火和降温方面，细水雾性能较为优异。

现有关于细水雾扑灭锂离子电池火灾的研究，往往仅采用加热至电池热失控的试验方法；针对真实储能舱环境下，锂离子电池模组火灾的预警和扑灭尚未形成有效的方案；锂离子电池火灾扑灭后可能存在复燃情况，气体灭火剂在抑制电池复燃方面效果不佳。

发明内容

发明目的：本发明提供一种针对磷酸铁锂储能电池的细水雾灭火装置和方法，可对储能舱式布置的磷酸铁锂电池模组火灾进行精准扑灭，并防止电池复燃。

技术方案：根据本发明的第一方面，提供一种细水雾灭火装置，包括热失控在线监测部、控制部、细水雾发生部，其中热失控在线监测部实时监测电池模组的温度状态和储能舱内气体信息，并将监测信息发送至控制部；控制部根据监测信息进行分析和判断，当符合预设的条件时，发出控制指令，指示细水雾发生部进行喷射；细水雾发生部根据控制指令采用高压细水雾喷头对电池模组进行持续喷射。

进一步地，所述热失控在线监测部包括红外探头、气体探头及电气与网络通路，红外探头采集舱内电池模组表面温度信号，所述气体探头采集电池热失控特征气体浓度信号，经由电气与网络通路传送至控制部；所述控制部包括温度阈值判断模块、气体阈值判断模块、控制阀门，所述温度阈值判断模块对红外探头采集的温度信号与预设温度阈值进行比较，所述气体阈值判断模块对气体探头采集的气体浓度与预设气体浓度阈值进行比较，并根据温度阈值判断模块的判断结果下发控制指令至细水雾装置；所述细水雾装置包括储水罐、高压泵、供水管道、细水雾喷头，所述储水罐通过管道与高压泵连接，再通过架设的供水管道和位于电池模组顶盖下方的细水雾喷头连接；控制阀门安装在连接高压泵与细水雾喷头的管道上，根据控制部下发的指令实现打开或闭合。

根据本发明的第二方面，提供一种利用上述细水雾灭火装置快速扑灭火灾并防止复燃的方法，包括如下步骤：

获取电池模组的温度状态和储能舱内气体信息；

分析所述温度状态和储能舱内气体信息，当符合预设的条件时，发出控制指令，所述控制指令用于对电池模组进行持续喷射。

进一步地，所述电池模组的温度状态利用红外探头获取，所述储能舱内气体信息利用气体探头获取，所述分析所述温度状态和储能舱内气体信息，当符合预设的条件时，发出控制指令包括以下步骤：