[發明專利]一種應用于磷酸鐵鋰儲能電池的細水霧滅火裝置和方法

在審

• 申請號: 202010059834.5
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111249652A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 陶風波;劉洋;孫磊;黃強;尹康涌;郭東亮;肖鵬;劉建軍;蔚超;馬勇
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: A62C3/16
• 分類號: A62C3/16;A62C31/02;A62C37/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李淑靜

本發明公開了一種應用于磷酸鐵鋰儲能電池的細水霧滅火裝置和方法，所述滅火裝置由熱失控在線監測裝置、控制裝置、細水霧發生裝置組成；其中熱失控在線監測裝置包括紅外探頭、氣體探頭及電氣與網絡通路；控制裝置由溫度閾值判斷模塊、氣體閾值判斷模塊、報警信號燈、控制閥門組成；細水霧發生裝置由儲水罐、高壓泵、供水管道、細水霧噴頭等組成；本發明提出的滅火裝置及滅火方法，可用于精準撲滅磷酸鐵鋰儲能電池模組火災并能夠遏止復燃，能夠大幅提高儲能電站運行安全性。

技術領域

本發明屬于儲能技術領域，具體涉及一種磷酸鐵鋰儲能電池模組的滅火裝置和方法。

背景技術

近年來，可再生能源的開發與應用日益廣泛，大規模儲能技術隨之得到大力發展。磷酸鐵鋰電池依靠其在能量密度、循環性能及應用成本等方面的優勢，受到越來越多的關注。

鋰離子電池由于其本征的發熱特性，在過充等濫用條件下容易發生熱失控，甚至起火爆炸。目前關于鋰離子電池安全性的研究，主要集中在電動汽車領域及單體電池水平。電化學儲能電站中，電池數量龐大，一旦發生熱失控，將引起連鎖反應，熱失控致火會導致更為嚴重的災難。

關于鋰離子電池滅火的研究層出不窮，而選擇有效的滅火劑和滅火方法一直是遏止火災事故的關鍵點。常用滅火劑主要分為固體、液體、氣體三種，目前研究人員主要研究了包括干粉、水、七氟丙烷、二氧化碳、全氟己酮等滅火劑對于撲滅鋰離子電池火災的效果，結果表明在滅火和降溫方面，細水霧性能較為優異。

現有關于細水霧撲滅鋰離子電池火災的研究，往往僅采用加熱至電池熱失控的試驗方法；針對真實儲能艙環境下，鋰離子電池模組火災的預警和撲滅尚未形成有效的方案；鋰離子電池火災撲滅后可能存在復燃情況，氣體滅火劑在抑制電池復燃方面效果不佳。

發明內容

發明目的：本發明提供一種針對磷酸鐵鋰儲能電池的細水霧滅火裝置和方法，可對儲能艙式布置的磷酸鐵鋰電池模組火災進行精準撲滅，并防止電池復燃。

技術方案：根據本發明的第一方面，提供一種細水霧滅火裝置，包括熱失控在線監測部、控制部、細水霧發生部，其中熱失控在線監測部實時監測電池模組的溫度狀態和儲能艙內氣體信息，并將監測信息發送至控制部；控制部根據監測信息進行分析和判斷，當符合預設的條件時，發出控制指令，指示細水霧發生部進行噴射；細水霧發生部根據控制指令采用高壓細水霧噴頭對電池模組進行持續噴射。

進一步地，所述熱失控在線監測部包括紅外探頭、氣體探頭及電氣與網絡通路，紅外探頭采集艙內電池模組表面溫度信號，所述氣體探頭采集電池熱失控特征氣體濃度信號，經由電氣與網絡通路傳送至控制部；所述控制部包括溫度閾值判斷模塊、氣體閾值判斷模塊、控制閥門，所述溫度閾值判斷模塊對紅外探頭采集的溫度信號與預設溫度閾值進行比較，所述氣體閾值判斷模塊對氣體探頭采集的氣體濃度與預設氣體濃度閾值進行比較，并根據溫度閾值判斷模塊的判斷結果下發控制指令至細水霧裝置；所述細水霧裝置包括儲水罐、高壓泵、供水管道、細水霧噴頭，所述儲水罐通過管道與高壓泵連接，再通過架設的供水管道和位于電池模組頂蓋下方的細水霧噴頭連接；控制閥門安裝在連接高壓泵與細水霧噴頭的管道上，根據控制部下發的指令實現打開或閉合。

根據本發明的第二方面，提供一種利用上述細水霧滅火裝置快速撲滅火災并防止復燃的方法，包括如下步驟：

獲取電池模組的溫度狀態和儲能艙內氣體信息；

分析所述溫度狀態和儲能艙內氣體信息，當符合預設的條件時，發出控制指令，所述控制指令用于對電池模組進行持續噴射。

進一步地，所述電池模組的溫度狀態利用紅外探頭獲取，所述儲能艙內氣體信息利用氣體探頭獲取，所述分析所述溫度狀態和儲能艙內氣體信息，當符合預設的條件時，發出控制指令包括以下步驟：