[发明专利]一种锂电池储能站全过程火灾探测及自动灭火方法

说明书

本发明属于消防报警监控及自动灭火领域，公开了一种锂电池储能站全过程火灾探测及自动灭火方法，包括火灾探测方法和灭火方法，其特征在于，所述探测方法包括：感温探测、气体探测、感烟探测及热成像探测；所述灭火方法包括断电、水雾喷淋降温及灭火药剂灭火；消防控制主机与不同的火灾探测器信号连接，消防控制主机根据收到的火灾探测信号及预先设定的灭火规则启动不同的灭火方法。本发明实现了从单个电池、到整个电站的工作状态全监控，在火灾的不同阶段启动相应的处置措施，解决了传统消防探测系统反应滞后、灭火介入晚、灭火效率低、财产损失大等问题，实现了全过程探测、极早期预警、更有效灭火的功能，能够有效减少当前锂电池储能站火灾事故的发生，为清洁能源的使用推广、碳中和战略保驾护航。

技术领域

本发明属于消防报警监控及自动灭火技术领域，尤其涉及一种锂电池储能站全过程火灾探测及自动灭火方法。

背景技术

风电、太阳能等新能源建设迎来飞速发展，随之而来，锂电池储能系统在电力系统中所处的位置越来越重要，应用遍布在用户侧、电网侧、发电侧、新能源并网及微电网各个领域。锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，具有体积小、能量密度大、环保等优点，但是锂电池存在容易热失控导致起火燃烧、爆炸等安全问题，大量锂电池串并联组成的储能站安全风险更大，一旦发生安全事故，经济损失较大，对人员生命有严重威胁。

2011-2021年10年间全球共发生32起储能电站起火爆炸事故。因此需要研发一种能够全过程探测锂电池储能电站工作状态，并即时启动对应的灭火措施，尽量将火灾风险扑灭在初级阶段，最大化减少生命和财产损失。

热失控是锂电池起火爆炸的直接原因，200度以上即进入热失控状态(见附图一)。因此要降低风险，应该是通过技术手段尽早探测热失控前的状态，并作出相应的消除措施。

现有探测技术是通过在储能电站内部安装感烟、感温、气体探测器，由于空间较大，以上探测器存在报警滞后的问题，只能在锂电池热失控后发生报警，这就导致在储能电站里的水喷淋灭火系统或气体灭火系统灭火时机滞后、灭火效率低、灭火损失大等问题。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明结合单个电池从发热到爆燃的过程特点及锂电池储能站的特点，提供一种锂电池储能站全过程火灾探测及自动灭火方法。

本发明是这样实现的，提供一种锂电池储能站全过程火灾探测及自动灭火方法，包括火灾探测方法和灭火方法，所述探测方法包括：感温探测、气体探测、感烟探测及热成像探测；所述灭火方法包括断电、水雾喷淋降温及灭火药剂灭火；

消防控制主机与不同的火灾探测器信号连接，消防控制主机根据收到的火灾探测信号及预先设定的灭火规则启动不同的灭火方法。

根据本发明的一个优选实施方案，所述灭火规则次序为：

S1探测到电池温度达到预警温度时，启动断电措施；

S2探测出可燃气体且红外热成像探测器确认温度超过90度时，针对单个故障电池所在位置进行局部降温；

S3探测出热烟雾，启动储能站整站灭火药剂淹没式灭火；

S4探测出明火燃烧或爆燃，启动储能站整站高压细水雾灭火；

S5如果S4执行后仍不能控制火情，启动储能站的泄爆装置。

根据本发明的一个优选实施方案，储能站内的电池组的感温探测是通过 BMS(电池管理系统)启动断电或由感温电缆系统通过消防控制主机启动断电。

根据本发明的一个优选实施方案，所述灭火药剂灭火中使用的灭火药剂为全氟己酮。

根据本发明的一个优选实施方案，所述消防控制主机还含有手动控制设施，可通过手动操作执行所述灭火方法。