[发明专利]一种磷酸铁锂储能电站火灾模型及火灾模拟方法

说明书

本发明属于新能源磷酸铁锂储能电站消防领域，具体涉及一种磷酸铁锂储能电站火灾模型及火灾模拟方法，包括电池模组预制舱；电池模组框架，内置于电池模组预制舱中；电池模组，内置于电池模组框架中；过充设备，位于电池模组预制舱外，连接于电池模组；短路设备，位于电池模组预制舱外，连接于电池模组；其中，电池模组有1个或5个及5个以上，并且所有电池模组均为充满电状态；定义1个电池模组为模组级电池模组；定义5个及5个以上的电池模组为簇级电池模组；其中，模组级电池模组直接置于电池模组框架中；簇级电池模组中5个电池模组呈十字型布设，其余电池模组任意布设。本申请的火灾模型及火灾模拟方法均能真实有效模拟储能电站发生火灾时的真实工况。

技术领域

本发明属于新能源磷酸铁锂储能电站消防领域，具体涉及一种磷酸铁锂储能电站火灾模型及火灾模拟方法。

背景技术

磷酸铁锂电池具有能量密度大、输出电压高、循环寿命长，环境污染小等优点，已在各种电子设备、电动汽车和电化学储能中广泛使用。其中磷酸铁锂储能电站累计装机量正稳步上升，到2020年装机量将超过2000MW，年增长率接近70％，一旦发生火灾，严重危害供电可靠性和安全性，社会影响和危害极大。而目前在世界范围内，还没有一种能够有效扑灭磷酸铁锂储能电站电池预制舱火灾的灭火方法，国内、外大量储能电站电池预制舱火灾实例就是很好的证明。

目前国内、外研究实验机构还没有能够体现磷酸铁锂储能电站实体火灾的火灾模型。只是用单体电池火灾作为火灾模型来验证灭火系统的有效性，这是不合理且存在很大隐患，主要问题如下：

1)不能反映真实的火灾规模。因为储能电站小则由几个电池预制舱组成，大则由几十个电池预制舱组成，而每个电池预制舱内安装有几百个电池模组，每个电池模组含有几十个单体电池，根据电池预制舱的电池管理系统(BMS)控制原理，几十个电池模组形成一个簇。一旦发生火灾，会产生电池模组级火灾，甚至产生簇级火灾或整个电池预制舱火灾。火灾规模比单体电池大得多。因此单体电池火灾模型不能验证灭火系统灭火性能。

2)不能反映真实的锂电池热失控的传播过程。如果只有一个单体电池，则不存在热失控的传播问题；而实际中是由几十个单体电池放置在一起组成一个电池模组，而几十个电池模组组成一个簇。如果一个单体电池发生热失控，会传播到整个电池模组热失控，继而热失控在电池模组间传播，造成一个簇的热失控，最终整个预制舱的热失控。因此单体电池火灾模型不能验证灭火系统冷却降温抑制热失控性能。

发明内容

本发明提供一种磷酸铁锂储能电站火灾模型及火灾模拟方法，其能真实有效模拟储能电站发生火灾时的真实工况。

为实现上述技术目的，本申请采取的技术方案为，一种磷酸铁锂储能电站火灾模型，包括

电池模组预制舱，用于进行火灾模拟实验；

电池模组框架，内置于电池模组预制舱中；

电池模组，内置于电池模组框架中；

过充设备，位于电池模组预制舱外，连接于电池模组，以通过过充的方式促使磷酸铁锂储能电站发生火灾；

短路设备，位于电池模组预制舱外，连接于电池模组，以通过短路的方式促使磷酸铁锂储能电站发生火灾；

其中，电池模组有1个或5个及5个以上，并且所有电池模组均为充满电状态；定义1个电池模组为模组级电池模组；定义5个及5个以上的电池模组为簇级电池模组；

用于模组级电池模组的火灾模型时，模组级电池模组直接置于电池模组框架中，过充设备或短路设备直接连接于电池模组；

用于簇级电池模组的火灾模型时，簇级电池模组中5个电池模组呈十字型布设，其余电池模组任意布设；过充设备或短路设备直接连接于呈十字型布设的簇级电池模组中心位置处的电池模组。