[发明专利]一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置及方法

权利要求书

1.一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置，其特征在于，包括电池柜、安装于电池柜内的锂电池、安装于电池柜内侧顶部的检测模块、灭火系统、布置于电池柜外面的控制系统以及报警系统，所述灭火系统包括安装于电池柜侧壁且位于锂电池四周的喷头、灭火剂存储罐、控制阀门以及流量控制器，所述检测模块与控制系统连接，控制系统与报警系统连接，灭火剂存储罐通过管道依次与控制阀门、流量控制器以及喷头连接，控制系统与控制阀门连接；

所述控制系统接收检测模块的信号，当检测到锂电池温度异常但未达到预设温度阈值时，向灭火系统发出一级预警信号，启动火源位置附近的喷头喷洒一级预警对应设置用量的灭火剂并向报警系统发送报警指令，当检测到锂电池温度高于预设阈值且检测到特征气体、烟雾信号和火焰信号时，向灭火系统发出二级预警信号，启动火源位置附近的喷头喷洒二级预警对应设置用量的灭火剂并向报警系统发送报警指令，当检测到锂电池温度高于预设阈值且特征气体浓度、烟雾浓度持续上升并高于预设阈值时，向灭火系统发出三级预警信号，启动火源位置附近的多个喷头喷洒三级预警对应设置用量的灭火剂并向报警系统发送报警指令。

2.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置，其特征在于，所述检测模块包括红外感温探测器、烟气探测器以及火焰探测器，红外感温探测器、烟气探测器以及火焰探测器分别与控制系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置，其特征在于，所述控制系统包括BMS电池管理系统和电池状态分析模块，所述电池状态分析模块分别与烟气探测器以及火焰探测器连接，红外感温探测器与BMS电池管理系统的信号采集端口连接，BMS电池管理系统的信号输出端通过电池状态分析模块分别与灭火系统中的控制阀门以及报警系统连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置，其特征在于，所述BMS电池管理系统接收到检测模块发出的温度异常信号时，BMS电池管理系统限制锂电池的电流大小或切断锂电池外电路。

5.根据权利要求3所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置，其特征在于，所述红外感温探测器采集电池的温度信号，结合红外探测技术识别温度异常电池、火源位置和范围，电池状态分析模块根据温度异常电池、火源位置和范围开启对应的控制阀门，从而使温度异常电池附近的喷头喷洒灭火剂。

6.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置，其特征在于，所述电池柜包括观察窗，所述观察窗的材质为防火防爆玻璃。

7.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置，其特征在于，所述锂电池为磷酸铁锂电池，所述磷酸铁锂电池有多个且安装于电池柜的固定支架上。

8.根据权利要求1所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置，其特征在于，所述灭火剂存储罐内存储的灭火剂为全氟己酮灭火剂，不同预警级别采用的灭火剂的用量不同，三级预警对应的灭火剂用量高于二级预警对应的灭火剂用量，二级预警对应的灭火剂用量高于一级预警对应的灭火剂用量。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述控制系统接收检测模块的信号，当检测到锂电池温度异常但未达到预设温度阈值时，向灭火系统发出一级预警信号，启动火源位置附近的喷头喷洒一级预警对应设置用量的灭火剂并向报警系统发送报警指令，当检测到锂电池温度高于预设阈值且检测到特征气体、烟雾信号和火焰信号时，向灭火系统发出二级预警信号，启动火源位置附近的喷头喷洒二级预警对应设置用量的灭火剂并向报警系统发送报警指令，当检测到锂电池温度高于预设阈值且特征气体浓度、烟雾浓度持续上升并高于预设阈值时，向灭火系统发出三级预警信号，启动火源位置附近的多个喷头喷洒三级预警对应设置用量的灭火剂并向报警系统发送报警指令。

10.根据权利要求9所述的一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述检测模块包括红外感温探测器、烟气探测器以及火焰探测器，所述控制系统包括BMS电池管理系统和电池状态分析模块，所述电池状态分析模块分别与烟气探测器以及火焰探测器连接，红外感温探测器与BMS电池管理系统的信号采集端口连接，BMS电池管理系统的信号输出端通过电池状态分析模块分别与灭火系统中的控制阀门以及报警系统连接；

当红外感温探测器检测到锂电池温度异常升高，但仍未达到预设温度阈值时，将温度信号传递给控制系统，其中，BMS电池管理系统会限制锂电池的电流大小或切断锂电池的外电路，而电池状态分析模块会向灭火系统发出一级预警信号，结合红外探测技术找到温度异常电池，并开启和温度异常电池附近喷头相连的控制阀门，灭火系统喷洒一级响应对应设置用量的灭火剂，对电池进行降温处理，同时，控制系统还给报警系统发出指令，以提醒工作人员电池柜内电池发生异常升温；

当电池状态分析模块判断出锂电池温度高于预设温度阈值，并且接收到烟气探测器和火焰探测器发出的特征气体、烟雾信号和火焰信号时，向灭火系统发出二级预警信号，结合红外探测技术找到火源位置，并开启和火源位置附近喷头相连的控制阀门，灭火系统喷洒二级预警对应设置用量的灭火剂，对电池进行灭火处理，以实现精准定点灭火，同时，控制系统给报警系统发出指令，以提醒工作人员电池柜内电池发生火情；

当电池状态分析模块判断出锂电池温度高于预设温度阈值，并且特征气体浓度、烟雾浓度持续上升并高于预设阈值，火焰信号不断增强时，向灭火系统发出三级预警信号，结合红外探测技术找到火源范围，并开启火源范围附近的多个喷头相连的多个控制阀门，灭火系统通过多个喷头喷洒三级预警对应设置用量的灭火剂，对电池进行多点灭火处理，同时，控制系统还会给报警系统发出指令，以提醒工作人员电池柜内电池发生火情。