一种电化学储能系统PACK热失控自动弹出舱外的方法及装置与流程

本发明涉及电化学储能安全，特别涉及一种电化学储能系统pack热失控自动弹出舱外的方法及装置。

背景技术：

1、电化学储能电站通常采用集装箱式电池舱，舱内密集排布多个电池pack。为应对热失控风险，现有消防方案普遍采用“气体消防+水喷淋”的架构，由烟感传感器、温感传感器、气体复合探测器等实时监测舱内状态，消防控制器根据采集的信号执行策略判断，一旦确认火情则启动电磁阀，通过管路喷放全氟己酮或七氟丙烷等灭火介质，并辅以水喷淋降温，以期控制热失控蔓延、降低火灾损失。

2、然而，上述传统方案存在根本性局限：气体灭火和水喷淋仅能压制明火、降低外部温度，无法终止电池内部已触发的链式热分解反应，被扑灭的pack存在高概率复燃风险；舱内隔离措施如阻燃布仅能延缓热蔓延，无法将火源物理移除；泄爆装置虽可释放压力，但未处理燃烧体本身。一旦复燃发生，火源仍处于电池舱内部，极易殃及周边正常pack，最终导致整舱烧毁。因此，如何在精准识别热失控的前提下，主动且安全地将故障pack物理移除至舱外，以彻底消除其对相邻pack的威胁，是本领域亟待解决的核心问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有储能电池舱消防方案无法将热失控pack物理移除、存在复燃殃及周边正常pack的问题，提供一种在精准识别热失控后主动将故障pack安全弹出舱外的方法。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了一种电化学储能系统pack热失控自动弹出舱外的方法，应用于电池舱，电池舱内配置有pack支架、导轮、舱门、舱门电推杆、pack推出电推杆、传感器及推杆控制器，所述方法由推杆控制器执行，包括：

3、实时获取传感器采集的各pack内部的多维时序数据；

4、并行执行第一判断准则和第二判断准则，对多维时序数据进行双重冗余校验，以识别热失控事件并确定发生热失控的目标pack；第一判断准则为趋势分析算法单元，内部并行运行多种趋势分析算法，包括基于温度计算温升速率和温升加速度的差分算法、指数加权移动平均算法、滑动窗口z-score算法和卡尔曼滤波器算法，各算法独立输出一级预警或二级预警；第二判断准则为机器学习辅助决策单元，每隔预设周期从预设时间窗口的多维时序数据中提取特征向量，输入风险预测模型，输出热失控风险概率值，并根据概率值输出一级预警或二级预警；

5、当第一判断准则或第二判断准则输出二级预警时，进入目标pack的弹出流程；当输出一级预警时，启动气体灭火装置并发出声光报警，并继续监测是否升级为二级预警；

6、进入弹出流程后，接收到电池舱主回路及高压箱回路断电信号后，在控制舱门电推杆开启舱门之前，读取电池舱内部压力传感器信号和可燃气体浓度；若压力上升速率超过预设安全极限或可燃气体浓度超过预设安全阈值，触发泄压与排风联动，待均恢复安全后再控制舱门电推杆开启舱门；

7、收到舱门开启到位信号后，控制pack推出电推杆将目标pack沿导轮推出舱外；推出后，控制舱门电推杆关闭舱门。

8、本发明实施例还一种电化学储能系统pack热失控自动弹出舱外装置，用于实施本发明所述的方法，包括：

9、舱体，设有可开闭的舱门；

10、pack支架，设于所述舱体内，用于承载pack模块；

11、导轮，装设于所述pack支架上，用于引导pack模块移动；

12、舱门电推杆，与所述舱门驱动连接；

13、pack弹出推杆，其底座固定于所述pack支架，推出端用于推动pack模块沿所述导轮移动；

14、行程开关，用于检测所述舱门开启到位并生成到位信号；

15、传感器组，包括用于采集pack内部温度信号的温度传感器、用于采集可燃气体浓度信号的气体传感器、用于采集舱内压力信号的压力传感器，以及用于采集电参数和环境参数的其他传感器，所述电参数包括电压和电流，所述环境参数包括环境温度；

16、推杆控制器，分别与所述舱门电推杆、所述pack弹出推杆、所述行程开关、所述传感器组、电池管理系统bms总控以及消防控制器通信连接；

17、所述推杆控制器被配置为执行本发明所述的方法。

18、本发明实施例提供的技术方案，通过推杆控制器实时获取各pack内部的多维时序数据，并行执行由趋势分析算法单元和机器学习辅助决策单元构成的双重冗余校验，以一级预警触发灭火报警、二级预警触发自动弹出的分级响应机制，在确认电池舱主回路及高压箱回路断电后，先行对舱内压力上升速率和可燃气体浓度进行安全判断，仅在无爆燃风险时开启舱门，并在收到到位信号后将目标pack沿导轮推出舱外并关闭舱门，由此实现了从热失控精准识别、分级处置、环境安全联锁到物理移除的完整过程。该方法通过双重冗余校验提高了热失控识别的准确性和可靠性，避免了单一判断机制可能导致的漏报或误报；通过将故障pack主动弹出舱外并与其余正常pack完全物理隔离，消除了热失控蔓延和复燃殃及相邻pack的隐患；同时，在开门前引入压力与可燃气体浓度的安全判断及泄压排风联动，有效降低了开门瞬间发生爆燃的风险，保障了弹出过程的安全性。

1.一种电化学储能系统pack热失控自动弹出舱外的方法，应用于电池舱，电池舱内配置有pack支架、导轮、舱门、舱门电推杆、pack推出电推杆、传感器及推杆控制器，其特征在于，所述方法由推杆控制器执行，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多种趋势分析算法通过以下方式输出预警等级：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二判断准则中，所述风险预测模型为随机森林分类器，由100棵决策树组成，每棵树的最大深度为15，采用基尼系数作为分裂标准；所述第二判断准则通过以下方式输出预警等级：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发泄压与排风联动，待均恢复安全后继续执行，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述舱门电推杆包括主电推杆和备用电推杆；所述控制舱门电推杆开启舱门和所述控制pack推出电推杆将目标pack沿导轮推出舱外，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括基于消防异常信号的防误报确认过程：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当电池舱内多个pack同时出现热失控异常时，所述确定发生热失控的目标pack，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制pack推出电推杆将目标pack沿导轮推出舱外之前，所述推杆控制器根据所述目标pack的尺寸和重量设定所述pack推出电推杆的行程、速度和推力参数；在所述控制舱门电推杆开启舱门之前，所述推杆控制器根据舱门的尺寸和重量设定所述舱门电推杆的行程、速度和推力参数。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述继续监测是否升级为二级预警，包括：

10.一种电化学储能系统pack热失控自动弹出舱外装置，用于实施权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，包括：