[發明專利]一種鋰電池火災及消防試驗用儲能預制艙

在審

• 申請號: 202010926859.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111991728A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王青松;黃宗侯;余勇;段強領;李國宏;孫金華
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學;陽光三星（合肥）儲能電源有限公司
• 主分類號: A62C3/16
• 分類號: A62C3/16;G01J5/00;G01N33/00;H01M2/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發明公開了一種鋰電池火災及消防試驗用儲能預制艙，包括箱體，箱體內設置用于放置測試用電池的電池架、排煙、散熱系統、氣體探測系統、消防水孔、電纜孔以及觀察窗和紅外相機窗口。所述排煙、散熱系統包括位于所述箱體頂部的兩臺風機、以及所述箱體一端的進風百葉窗，可對所述箱體內的測試用電池進行高效的散熱、排煙；所述消防排水孔位于所述箱體的底面，可在電池測試過程中根據試驗要求和情況進行消防給排水；所述預制艙體為鋰電池在儲能預制艙內的火災和消防測試提供了一種科學、安全的實驗平臺，可以更加科學準確研究鋰電池在儲能預制艙內的火災行為特性，對于提高和保障電池儲能系統的安全性能具有重大意義。

技術領域

本發明涉及火災及消防測試用預制艙的技術領域，具體涉及一種鋰電池火災及消防試驗用儲能預制艙。

背景技術

近年來，國內外智能電網建設以及電池儲能技術的迅速發展，電池儲能的需求不斷增大。儲能技術成為發展和建設智能電網的關鍵技術之一，其具有改善電網的低能質量、削峰填谷、應急備用以及加大可再生能源的利用率等優點。預制艙式電池儲能系統具有技術成熟，大容量、可移動、便于安裝等優點，在電網系統具有廣泛的應用前景。隨著新一代鋰電池材料的迅速發展以及電池技術的進一步提高，使得鋰電池在電池儲能系統中成為應用最廣泛的電池。鋰電池雖然擁有優良的性能，但其在過熱、過充放、短路等濫用條件下會發生熱失控，釋放大量的熱量和有毒煙氣，進而可能引發火災爆炸事故。

由于能量密度和空間的限制，儲能預制艙內的電池架上電池布置密集，且無工作人員對預制艙內的工作狀態進行實時監控。因此，如果電池架上的電池發生熱失控引發火災，釋放的熱量傳遞相鄰的電池，引發模組內電池之間熱失控的傳播現象，如果不采取措施，則火災極易在電池架之間甚至儲能預制艙之間的傳播蔓延，從而造成大規模的火災爆炸事故，對人員和財產安全造成了極大的威脅。

因此，研究鋰電池在儲能預制艙內的火災行為特性以及相應的消防措施對于提高和保障電池儲能系統的安全性能具有重大意義。目前，針對鋰電池熱失控行為特性的研究很多，但基本上都是在實驗室的敞開空間或者小范圍封閉空間內進行的，與儲能預制艙內的封閉空間環境不同，因此現有的研究很難真實地揭示鋰電池在儲能預制艙內的火災行為特性，不能為提高預制艙式電池儲能系統的安全性能提供理論基礎。

發明內容

本發明主要解決的技術問題在于，提供一種能真實準確地模擬電池在儲能預制艙內的火災行為特性的火災及消防測試用預制艙。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種鋰電池火災及消防試驗用儲能預制艙，其包括箱體，箱體內壁材料為Q235冷板噴漆，外部為耐候鋼噴漆。所述箱體內設置用于放置測試用電池的電池架、排煙、散熱系統、氣體探測系統、消防水孔、電纜孔以及觀察窗和紅外相機窗口。所述排煙、散熱系統包括位于所述箱體頂部的兩臺風機、以及所述箱體一端的進風百葉窗，對所述箱體內的測試用電池進行高效的散熱、排煙；所述氣體探測系統主要包括位于所述電池架上方的氣體傳感器、以及與所述氣體傳感器連接的主機等，用于探測電芯測試過程中的氣體種類和含量；所述觀察窗和紅外相機窗口位于所述箱體的側面以及端面，用于觀察并記錄鋰電池的燃燒特征；所述消防排水孔位于所述箱體的底端，用于消防排水，所述電纜孔位于箱體的兩側面，用于實驗過程中預制艙體內外的電纜線連接。

其中，所述箱體包括位于箱體內兩側的電池架，電池架的數量根據實驗所用電芯數目來靈活調整，所述箱體中間為設置走道，將電池架分割為左右兩側，所述箱體的內部構造按照現行的儲能預制艙來設計，提供的實驗條件基本與現行的儲能預制艙相符。

所述氣體探測系統包括設置在實驗用電池架上方的氣體傳感器、置于預制艙體外的主機，所述氣體傳感器與所述主機之間通過電纜連接，電纜經由預制艙體側面設置的電纜孔。所述氣體傳感器的種類和數量可根據實驗要求來確定，所述氣體探測系統可探測電池測試過程中的氣體種類和含量。