[發明專利]一種用于儲能電站或電池集裝箱的滅火系統及方法

在審

• 申請號: 202110344782.0
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112717306A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 楊凱;賴銥麟;劉皓;張明杰;劉超群;渠展展;高飛;范茂松
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: A62C3/16
• 分類號: A62C3/16;A62C37/00
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 張弘

本發明公開了一種用于儲能電站或電池集裝箱的滅火系統及方法，基于鋰離子電池熱失控燃燒特性，針對鋰離子電池明火撲滅后產生復燃及熱失控蔓延的情況，對儲能電站及集裝箱中針對鋰離子電池火災的滅火系統進行改進，通過優化對電池熱失控與火災的探測，并引入液態復燃抑制劑。本發明可以兼顧整個系統和著火點的火災進行滅火，同時可以有效避免了誤報的可能，具有較高的準確性。其次，本發明滅火系統在使用氣體滅火劑的同時引入液態復燃抑制劑，氣體滅火劑可以有效的熄滅電池熱失控產生的明火，液態復燃抑制劑可以有效抑制電池復燃和生煙，以及及熱失控蔓延的出現，安全系數更高。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，特別涉及一種用于儲能電站或電池集裝箱的滅火系統及方法。

背景技術

目前，常用的電化學儲能體系，如鋰離子電池儲能體系存在安全隱患，無法從本質上保證使用安全性，面臨的安全挑戰也變得日益嚴峻，有關電池熱失控燃燒后的消防依然是一個熱點問題。

對于現有的針對儲能電站或電池集裝箱的消防系統，多是采用七氟丙烷氣體滅火劑，當系統內的溫感或煙感探測器探測到異常的數據時會在整個電池室或集裝箱內噴射七氟丙烷，通過七氟丙烷氣體隔絕氧氣及化學抑制的功能實現明火的撲滅。然而該方式并不是針對著火點或對出現熱失控電池模塊進行噴射，這樣即需要大量的滅火劑，又降低了滅火效率，很容易讓熱量傳遞，引發更大規模火災。并且由于氣體滅火劑無法實現長效降溫，無法從根本上抑制電池的熱失控，隨著電池內部反應的繼續，會繼續累積大量的熱并持續釋放可燃氣體，進而出現電池火災的復燃并且發生熱失控蔓延，造成大量的財產損失及人員傷亡。

考慮到電池產生火災滅火后復燃的可能性，為了解決噴射七氟丙烷等氣體滅火劑后再次出現燃燒出現火焰的情況，申請號為201410217016.8的中國專利申請提出了一種氣體滅火系統，該滅火系統具有自動與手動兩種啟動方式，當滿足探測器觸發信號或人為開啟啟動按鈕后打開氣體滅火單元對整個空間噴射氣體滅火劑進行滅火。考慮到電池可能出現的復燃現象，該消防系統設計了兩套滅火裝置共用一個消防柜，從而具備復燃后的二次滅火功能。

上述專利具有以下缺陷：

（1）七氟丙烷等氣體滅火劑對撲滅明火具有很好的效果，但是無法對電池進行長效降溫，無法根源上解決熱失控的問題，因而采用兩次噴射氣體滅火劑的方式仍然會有復燃的風險。

（2）該滅火系統是針對整個空間進行滅火，沒有針對著火點進行滅火，滅火效率較低。

再有，為了提高滅火裝置的可靠性，解決氣體滅火的不足，申請號為201110235922.7的中國專利申請提出了一種采用水系滅火劑對電池模塊內熱失控電池進行滅火，且同步進行排煙，具有滅火速度快、煙霧低的特點，及時排煙排氣可以迅速抽走電池釋放的可燃氣體，避免了因可燃氣體累積導致的爆炸情況出現。該滅火系統還使用了擋水裝置與積水排水裝置，降低因水流亂竄導致觸電短路的可能。

上述專利具有以下缺陷：

（1）該滅火系統采用高導電系數的水系滅火劑，在噴射時噴射到正常狀態的電池上導致漏電的情況出現的風險將始終存在，有一定的安全隱患。

（2）盡管水具有良好的儲熱能力，然而水的沸點只有100°C，遠低于電池熱失控時的溫度，這也使得水無法用于抑制電池的復燃。

（3）該滅火系統只能針對電池模塊進行滅火，如果火災來源來自電池室或集裝箱內其他空間，將無法進行滅火。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中鋰離子電池熱失控火災的生煙和復燃及向臨近電池蔓延的問題，提供一種用于儲能電站或電池集裝箱的滅火系統及方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

第一方面，本發明提供一種用于儲能電站或電池集裝箱的滅火方法，用于儲能電站或電池集裝箱內電池單元的消防，所述電池單元包括若干密閉電池箱；密閉電池箱內安裝有若干儲能用電池；所述滅火方法包括以下步驟：