一种分布式储能消防系统的制作方法

1.本实用新型涉及储能消防技术领域，具体而言，涉及一种分布式储能消防系统。


背景技术：

2.近年来，由于对储能的需求越来越多，锂离子电池储能系统在电力系统中所处的位置越来越重要，其广泛应用于用户侧、电网侧、发电侧、新能源并网及微电网等各个领域。随着电池储能电站的规模化应用，储能系统的安全性能引起了广泛关注。
3.目前，应用在储能的消防系统常采用全淹没式七氟丙烷灭火，其通过设置多个温感、烟感探测器监测储能系统的运行情况，当探测器监测到火灾信号时，电池损伤的情况实际上已经比较严重了；消防系统根据检测到的火灾信号喷射七氟丙烷灭火剂，使灭火剂在一定时间内充满整个空间，而火灾区域与未发生火灾部分却未进行有效隔离，因而火灾容易蔓延。另外，灭火剂的喷射针对整个储能系统，而不是针对发生火灾的部分区域进行灭火，其灭火的效果并不理想，无法做到快速、高效和安全地灭火；而且，电池热失控是一种连锁反应，虽然采用七氟丙烷灭火可以暂时抑制火灾情况，但是在火被扑灭后，热失控电池内部的温度仍可能处于较高状态，因此还存在着二次复燃的风险。一旦发生二次复燃，此时由于灭火剂已经全部喷射完，对于储能系统来说已经没有继续阻止火灾蔓延的有效措施，因而会造成更严重的后果。
4.因此，需要设计一种分布式储能消防系统，能够独立地对每一个电池簇进行消防管控，同时在极端情况下，如灭火剂全部喷射完电池仍存在复燃风险，能够通过引入其他消防措施以实现持续降温灭火，从而确保储能系统及相关人员的安全。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型提供一种分布式储能消防系统，其能够独立地对每一个电池簇进行消防管控，将传统的以集装箱为基本消防单元的设计思路做了优化，同时引入了气体灭火与液体灭火相结合的设计理念，能够将安全风险分解隔离，避免火灾风险的扩大化。同时每个消防单元采用标准化设计，解决了传统水消防管路复杂、安装困难的问题，能够全面确保储能系统的消防安全。
6.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种分布式储能消防系统，其包括：
7.一消防主机，所述消防主机连接一站外声光报警器、一放气误入指示灯及一用户开关；
8.多个消防单元，分别设置于对应电池簇的顶部，每个消防单元分别与所述消防主机连接，其中每个消防单元包括：
9.一箱体；
10.一复合探测器，设置于所述箱体下方并与所述消防主机电性连接，且所述复合探测器还与对应电池簇的电池管理系统数据连接；
11.一消防罐，设置于所述箱体内部，其内置灭火剂；
12.一消防罐电磁阀，设置于所述箱体内部并与所述消防主机电性连接，所述消防罐电磁阀管路还分别连接到所述消防罐出口及一顶部消防管，用于组成消防气体内部通路；
13.一水管电磁阀，设置于所述箱体内部并与所述消防主机电性连接，所述水管电磁阀管路还分别连接到一外部消防水源及一内部水管，用于组成消防液体内部通路并在开启时引入外部消防水源进行降温灭火；以及
14.一站内声光报警器，设置于所述箱体下方并与所述消防主机电性连接。
15.在本实用新型一实施例中，其中，所述消防罐内置的所述灭火剂包括：七氟丙烷、全氟己酮或气溶胶。
16.在本实用新型一实施例中，其中，还包括多个串联消防管与多个中间消防管，其中：
17.每个中间消防管，设置于对应电池簇内每个电池箱的顶部；
18.所述多个串联消防管，设置于对应电池簇的前部，每个串联消防管与每个中间消防管依序串联，组成电池簇消防气液外部通路；
19.所述电池簇消防气液外部通路的两端分别连接到所述顶部消防管与所述内部水管。在本实用新型一实施例中，其中，所述复合探测器探测的内容包括：co、氢气、voc烟气及温度。
20.与现有技术的储能消防系统相比，本实用新型的优点包括：
21.1)每个消防单元能够独立地对每一个电池簇进行消防管控；
22.2)通过引入了气体灭火与液体灭火相结合的设计理念，共用消防管路；
23.3)每个消防单元采用标准化设计，解决了传统水消防管路复杂、安装困难的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型一实施例的消防系统架构图；
26.图2为本实用新型一实施例中的消防单元结构示意图；
27.图3为应用本实用新型一实施例的消防单元的电池簇示意图；
28.图4为应用本实用新型一实施例的消防单元的电池箱示意图。
29.附图标记说明：101
‑
消防主机；102
‑
消防单元；111
‑
站外声光报警器；112
‑ꢀ
放气误入指示灯；113
‑
用户开关；121
‑
复合探测器；122
‑
消防罐电磁阀；123
‑ꢀ
站内声光报警器；124
‑
水管电磁阀；125
‑
消防罐；126
‑
电池管理系统；201
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消防罐；202
‑
消防罐电磁阀；203
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内部水管；204
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水管电磁阀；205
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站内声光报警器；206
‑
复合探测器；207
‑
箱体；208
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顶部消防管；301
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消防单元；302
‑
电池架；303
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电池箱；304
‑
串联消防管；401
‑
电池箱体；402
‑
电池模组；403
‑
中间消防管；404
‑
连接器；405
‑
风机。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.实施例一
32.图1为本实用新型一实施例的消防系统架构图，如图1所示，本实施例提供了一种分布式储能消防系统，其包括：
33.一消防主机(101)，消防主机(101)连接一站外声光报警器(111)、一放气误入指示灯(112)及一用户开关(113)；
34.多个消防单元(102)，分别设置于对应电池簇的顶部，每个消防单元(102)分别与消防主机(101)连接，其中每个消防单元(102)包括：
35.一箱体(图中未示)；
36.一复合探测器(121)，设置于箱体下方并与消防主机(101)电性连接，用于探测对应电池簇内的co(一氧化碳)、氢气、温度、voc(volatileorganiccompounds挥发性有机化合物)烟气等，且复合探测器(121)还与对应电池簇的电池管理系统(bms1)(126)数据连接，用以进行数据通讯；
37.一消防罐(125)，设置于箱体内部，其内置灭火剂；
38.一消防罐电磁阀(122)，设置于箱体内部并与消防主机(101)电性连接，消防罐电磁阀(122)管路还分别连接到消防罐(125)出口及一顶部消防管(图1中未示)，用于组成消防气体内部通路并在开启时使消防罐(125)内的灭火剂能够进入顶部消防管；
39.一水管电磁阀(124)，设置于所述箱体内部并与消防主机(101)电性连接，水管电磁阀(123)管路还分别连接到一外部消防水源(图1中未示)及一内部水管(图1中未示)，用于组成消防液体内部通路并在开启时引入外部消防水源进行降温灭火；以及
40.一站内声光报警器(123)，设置于箱体下方并与消防主机(101)电性连接。
41.在本实施例中，其中，消防罐(125)内置的灭火剂包括：七氟丙烷、全氟己酮、气溶胶等。
42.图2为本实用新型一实施例中的消防单元结构示意图，如图2所示，在本实施中，在每个消防单元的箱体(207)内部各组件连接如下：
43.消防罐(201)、消防罐电池阀(202)的管路及顶部消防管(208)依序串接在一起，组成对应电池簇的消防气体内部通路，其中，顶部消防管(208)未与消防罐电池阀(202)连接的一端作为输出端，由于消防罐电池阀(202)与消防主机是电性连接的，因此消防主机可以控制消防罐电池阀(202)打开，进而将消防罐内的灭火剂通过顶部消防管(208)的输出端流入对应电池簇内的管路中；
44.外部消防水源(图中未示)、水管电磁阀(204)的管路及内部水管(203)依序串接在一起，组成对应电池簇的消防液体内部通路，其中，内部水管(203)未与水管电磁阀(204)连接的一端作为输出端，由于水管电磁阀(204)与消防主机是电性连接的，因此消防主机可以在灭火剂喷射完毕后控制水管电磁阀(204)打开，进而接入外部消防水源流入内部水管(203)进行降温灭火；
45.站内声光报警器(205)设置于箱体下方，由于其与消防主机是电性连接的，因此当需要进行站内报警时，消防主机控制站内声光报警器(205)启动，发出声光报警；
46.复合探测器(206)设置于箱体下方，由于其与消防主机是电性连接的，因此当其探测到可燃气体、烟气或温度变化等情况存在时，可以向消防主机发送报警信息。
47.图3为应用本实用新型一实施例的消防单元的电池簇示意图，如图3所示，在本实施例中的电池簇包括：
48.一电池架(302)；
49.多个电池箱(303)，设置于电池架(302)上并通过螺钉锁紧；
50.多个串联消防管(304)，设置于电池簇前部，且每个串联消防管(304) 与每个电池箱(303)内的中间消防管依序串联起来，组成电池簇消防气液外部通路；
51.在电池簇的顶部设置一消防单元(301)，并将消防单元(301)的顶部消防管(图2的208)连接到电池簇消防气液外部通路的一端，消防单元(301) 的内部水管(图2的203)连接到电池簇消防气液外部通路的另一端，从而形成一回路(可视为u形回路)。
52.为了清楚说明，其中，顶部消防管、内部水管、多个串联消防管及每个电池箱内的中间消防管的连接方式具体为：第一个串联消防管的一端连接顶部消防管，另一端连接第一个电池箱内的中间消防管，第一个电池箱内的中间消防管的另一端连接到第二个串联消防管的一端，第二个串联消防管的另一端连接到第二个电池箱内的中间消防管，第二个电池箱内的中间消防管的另一端连接到第三个串联消防管的一端，以此类推，最后一个串联消防管未与中间消防管连接的一端连接到内部水管。通过此连接方式可以实现当消防罐电池阀打开后，消防罐内的灭火剂通过顶部消防管进入多个串联消防管与每个电池箱的中间消防管形成的通路中，以进行灭火剂的喷射；当水管电磁阀打开后，外部消防水源通过内部水管进入多个串联消防管与每个电池箱的中间消防管形成的通路中，以进行水路的降温灭火。
53.图4为应用本实用新型一实施例的消防单元的电池箱示意图，如图4所示，在本实施例中，电池簇内的每个电池箱包括：
54.电池箱体(401)；
55.电池模组(402)，固定在电池箱体(401)内部；
56.中间消防管(403)，固定在电池箱体(401)顶部，并与电池簇前部的对应串联消防管(304)的输出端连通；
57.连接器(404)，设置于电池箱体(401)的前面板，作为电池模组(402) 的正负极连接端与其他电池模组连接；
58.风机(405)，设置于电池箱体(401)的前面板，用于为电池箱提供流通的空气以降低电池箱的热量；
59.其中，电池模组(402)内部包括多个电芯，每个电芯包括一防爆阀(现有电芯结构，在此不做赘述)。
60.在本实施例中，结合图2～图3，其中，消防单元的顶部消防管还通过对应电池簇上的多个串联消防管与对应电池簇内每个电池箱的中间消防管连通，用于在需要时喷射灭火剂。
61.本实施例的分布式储能消防系统能够独立地对每一个电池簇进行消防管控，将传统的以集装箱为基本消防单元的设计思路做了优化，同时引入了气体灭火与液体灭火相结合的设计理念，能够将安全风险分解隔离，避免风险扩大化。同时每个消防单元采用标准化
设计，解决了传统水消防管路复杂、安装困难的问题。
62.实施例二
63.在请参考图1～图4，在本实施例中，分布式储能消防系统的具体实现方式为：
64.1.当任一电池簇内的任一电池模组内部的某一只电芯发生热失控时，其温度急剧上升，此时，电芯的防爆阀打开并喷射大量高温气体，同时bms检测到故障后发送停机指令，储能系统停机；
65.2.当高温继续发生，并使固定在对应电池模组顶部的中间消防管受到高温后，其管壁发生破裂，消防主机控制消防罐电池阀打开，灭火剂通过顶部消防管和串联消防管进入中间消防管，并开始向破裂处喷射灭火剂，喷射的过程可以是间隔进行的，其间隔时间可以在消防主机中预设，其主要目的是防止复燃；同时，复合探测器探测到气体或温度等后向消防主机发送报警信息，消防主机根据接收到的报警信号控制站内声光报警器启动发出声光报警，并控制站外声光报警器、放气勿入指示灯开启；
66.3.如果火灾情况进一步升级，并且消防罐内的灭火剂已经全部喷射后，复合探测器仍然能够检测到大量可燃气体，同时bms也检测到其它电芯过温，则证明储能系统内的热失控发生蔓延，此时消防主机控制水管电磁阀打开，引入外部消防水源进入内部水管对热失控点进行降温灭火；
67.4.如果发生极端情况，即单个电池簇的火势已经无法控制，并开始向周围蔓延，可由消防主机主动控制去打开其它电池簇(如相邻电池簇)顶部的消防罐电池阀，以喷射灭火剂，从而实现对整个集装箱进行灭火。
68.另外，在本实用新型其他实施例中，也可以设置为相邻几个电池簇共用一个消防罐，多个电池簇的内部水管也可以是连通的，具体设置方式可以根据电池簇的规模进行设置，但其连接方式与实施例一相同。
69.在本实施例中，其中，复合探测器探测的内容包括：co、氢气、voc 烟气及温度等，因此，复合探测器探测也选择为温感 烟感的形式，本实用新型不限制复合探测器的具体类型。
70.与现有的储能消防系统相比，本实用新型的优点包括：1)每个消防单元能够独立地对每一个电池簇进行消防管控；2)通过引入了气体灭火与液体灭火相结合的设计理念，共用消防管路；3)每个消防单元采用标准化设计，解决了传统水消防管路复杂、安装困难的问题。
71.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
72.本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
73.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。