[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

说明书

本发明公开了一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置及方法，所述装置包括电池柜、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，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，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；本发明的优点在于：做到早期预警和不同阶段的安全预防措施，实现更为精准、迅速的灭火处理，需要的灭火剂用量相对较少，不会造成不必要的浪费。

技术领域

本发明涉及消防安全技术领域，更具体涉及一种用于锂离子电池柜的多级预警消防装置及方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、体积小质量轻、绿色环保等特点，广泛应用于3C电子类产品和电动汽车领域。近些年来，随着新能源产业和智能电网建设的发展，锂离子电池作为一种储能设备，其需求日益增大，在削峰填谷、应急备用、改善电能质量等方面发挥着重要的作用。目前，储能锂离子电池主要是集中放置在电池柜中。但是，工作环境相对密闭，散热条件有限，再加上锂离子电池的本质安全仍难以实现，在过热、过充、短路等滥用条件下，锂离子电池可能产生大量的热量并引发热失控，甚至发展为燃烧爆炸，造成大规模火灾事故，给生命财产安全带来巨大的损失。因此，发展高效安全的消防灭火系统和装置就显得尤为重要。

现阶段，针对锂离子电池柜的消防灭火装置的研究尚处于起步阶段，大部分是参考传统电气消防灭火装置设计的，如管网全淹没的七氟丙烷气体灭火系统。但是，传统消防灭火装置的效果并不好，存在一些缺陷：(1)采集信号和预警模式单一，难以保证消防系统的准确性，容易发生误判或不能及时响应；(2)大部分装置监测到电池完全发生热失控后才启动灭火装置，难以做到早期预警和不同阶段的安全预防措施；(3)全淹没式灭火系统的动作时间慢，并且无法做到对火源的精准定点灭火；(4)全淹没式灭火系统所需的灭火剂用量大，会造成不必要的浪费，并且会影响其他电气设备。

中国专利授权公告号CN 109432634 B，公开了一种集装箱式锂离子电池储能系统的消防方法，该方法利用自动灭火系统和预警系统。该发明可在单体电池火灾、电池模块火灾及储能系统火灾等储能集装箱内火灾发生、蔓延的不同阶段分别启动三级灭火响应，并发出三级预警信号，即通过火探灭火系统、细水雾灭火系统、水喷淋及水幕系统对单体电池火灾以及电池柜乃至集装箱间的火灾蔓延进行有效的抑制和阻隔，同时通过不同的预警信号使终端监控人员采取不同的应急措施，从而保障集装箱式储能系统安全、高效的运行。虽然其采用了三级预警，但是其当电池模块内单体电池发生火灾时才启动灭火装置，抑制电池明火，难以做到早期预警和不同阶段的安全预防措施，其次，其三级响应针对的是电池模块和整个集装箱，不能根据火源位置和火灾范围实现更为精准、迅速的灭火处理，最后，其灭火剂用量应根据电池模块封闭空间的体积，以及灭火设计浓度进行计算，且灭火针对的是整个集装箱和电池模块，属于全淹没式灭火，需要的灭火剂用量大，造成不必要的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的锂离子电池柜的多级预警消防装置及方法存在的问题之一在于其当电池模块内单体电池发生火灾时才启动灭火装置，抑制电池明火，难以做到早期预警和不同阶段的安全预防措施；存在的问题之二在于其三级响应针对的是电池模块和整个集装箱，不能根据火源位置和火灾范围实现更为精准、迅速的灭火处理；存在的问题之三在于，其灭火剂用量应根据电池模块封闭空间的体积，以及灭火设计浓度进行计算，且灭火针对的是整个集装箱和电池模块，属于全淹没式灭火，需要的灭火剂用量大，造成不必要的浪费。