本发明涉及储能消防,尤其涉及一种防火分区灭火装置、灭火方法及锂电池储能系统。
背景技术:
1、由于锂离子电池热失控的化学机理非常复杂,包括电解液的分解反应、sei(solidelectrolyte interphase,固体电解质界面)膜的分解反应、电解液与正极材料及粘接剂的反应、正极材料的分解反应及储存电化学能的释放,在这些异常反应的过程中,同时会产生热量和可燃气体(氢气、一氧化碳等)。
2、目前,针对锂离子电池热失控的消防药剂有七氟丙烷、全氟己酮、气溶胶、液氮、消防散热一体的浸没式、高压细水雾。以上常用的消防药剂工程效果不佳,因此,减少热失控的危害范围,将预制舱的进行防火分区越来越受到人们的青睐。
3、但是,现有技术中的防火分区灭火装置,防火分区的范围单元大多是电池簇,防火分区实现途径是隔热结构材料,配合水浸没式消防。
4、但是,水浸没电池簇,容易引起更多电池包的热失控,即热失控危害范围过大,不利于及时抑制热失控的蔓延。
技术实现思路
1、本发明提供一种防火分区灭火装置、灭火方法及电池储能系统,用以解决现有技术中抑制电池包热失控热蔓延效果较差的缺陷,实现将防火分区精确到电池包级,有效减少热失控的危害范围。
2、本发明提供一种防火分区灭火装置,用于电池储能系统,所述电池储能系统包括预制舱,所述预制舱内设置有多个电池包,每个所述电池包具有多个导热面;所述灭火装置包括:
3、多个降温组件,与多个所述电池包一一对应设置;
4、每个所述降温组件包括盖体和液冷板,所述盖体的内部具有供消防介质流动的盖体内腔;且所述盖体内腔连通有进液口和出液口;所述盖体和所述液冷板覆盖所有所述导热面;其中,所述进液口和所述出液口分别用于所述消防介质的流入和流出。
5、根据本发明提供的一种防火分区灭火装置,所述盖体包括内盖、外盖和侧板,所述内盖、所述外盖和所述侧板围成所述盖体内腔;所述内盖设置于朝向所述电池包的一侧;所述电池包的内部具有电池包内腔;
6、所述内盖上设置有临界密封件,且所述临界密封件具有密封状态和失效状态;
7、当所述临界密封件所处的温度低于临界温度时,所述临界密封件处于密封状态,所述盖体内腔和电池包内腔隔离;当所述临界密封件所处的温度大于或等于所述临界温度时,所述临界密封件处于失效状态,所述盖体内腔和电池包内腔连通。
8、根据本发明提供的一种防火分区灭火装置,每个所述内盖上设置有多个所述临界密封件,至少一个所述临界密封件与所述上盖粘接,所述临界密封件所处温度大于或等于所述临界温度时,所述粘接剂融化,以使所述临界密封件处于失效状态。
9、根据本发明提供的一种防火分区灭火装置,还包括消防介质流入管道,所述消防介质流入管道包括:
10、流入横梁,连通消防介质源;
11、流入分支竖梁,与所述流入横梁连通,且所述流入分支竖梁上设置有多个进液管,所述进液管与所述进液口一一对应连通。
12、根据本发明提供的一种防火分区灭火装置,还包括消防介质流出管道,所述消防介质流出管道包括:
13、流出分支竖梁,所述流出分支竖梁上设置有多个出液管,所述出液管与所述出液口一一对应连通,以及
14、流出横梁,所述流出横梁与所述流出分支竖梁连通。
15、根据本发明提供的一种防火分区灭火装置,还包括排液阀,所述排液阀的一端与所述盖体内腔连通,另一端与所述外界连通。
16、根据本发明提供的一种防火分区灭火装置,所述内盖上设置有温度感应装置。
17、本发明还提供一种防火分区灭火方法,包括:
18、获取电池包的实时温度;
19、当所述实时温度大于第一温度时,消防启动,电池包外侧的盖体内腔中采用第一流量通入消防介质,所述消防介质用于抑制热失控。
20、根据本发明提供的一种防火分区灭火方法,还包括:
21、当所述实时温度大于或等于临界温度时,所述盖体内腔和电池包内腔连通;
22、所述盖体内腔中采用最大流量通入消防介质,所述最大流量大于所述第一流量;其中,所述临界温度大于所述第一温度。
23、本发明还提供一种锂电池储能系统,包括:
24、预制舱体;
25、多个电池包,设置于所述预制舱体内部;
26、如上所述的防火分区灭火装置,用于对所述电池包进行防止热失控。
27、本发明提供的防火分区灭火装置及灭火方法,通过多个降温组件与多个电池包一一对应设置,每个降温组件包括盖体和液冷板,盖体内部具有供消防介质流动的盖体内腔,液冷板内置冷却液,盖体内腔连通有进液口和出液口,实现盖体内腔消防介质的流动,盖体和液冷板覆盖电池包的所有导热面,以使每个电池包被高比热容的液体所围护隔离,当其中一个电池包发生热失控时,灭火装置启动,每个盖体内腔内通入消防介质,并填充至盖体内腔的空间,进而实现电池包的防火分区,能够有效抑制电池包热失控的蔓延,消防介质持续流入灭火装置,多余的消防介质流出,排出预制舱,即,消防介质处于流动状态,确保及时高效带走热失控热量。
28、而且,当发生热失控电池包比较剧烈(同时多个电芯一起热失控),着火比较严重,因为临近电池包的外周有消防介质保护,因此,火焰也不会伤害电池包内的电池,即临近电池包外周的降温组件起到了对临近电池包的保护,进一步抑制了电池包热失控的蔓延。
29、同时,本发明在发生热失控不剧烈时,在盖体内腔通入消防介质,通过热辐射方式带走热失控热量,能有效抑制热失控;相对于直接水浸没式灭火,消防介质直接进入电池包内腔,电池包内直接灌水,会导致所有电池外短路,会引起更多电池热失控,产生更多有害物质。综上,本发明的防火分区灭火装置更具有环保性。
30、本发明还提供了一种锂电池储能系统,由于包括如上所述的防火分区灭火装置,因此具备如上所述的各种优势。
1.一种防火分区灭火装置,用于锂电池储能系统,所述锂电池储能系统包括预制舱(100),所述预制舱(100)内设置有多个电池包(200),每个所述电池包(200)具有多个导热面;其特征在于,所述灭火装置包括:
2.根据权利要求1所述的防火分区灭火装置,其特征在于,所述盖体包括内盖(1)、外盖和侧板,所述内盖(1)、所述外盖和所述侧板围成所述盖体内腔;所述电池包(200)的内部具有电池包内腔(20),所述内盖(1)设置于朝向所述电池包(200)的一侧;
3.根据权利要求2所述的防火分区灭火装置,其特征在于,所述内盖(1)上设置有多个所述临界密封件(11),至少一个所述临界密封件(11)与所述内盖(1)通过粘接剂粘接;
4.根据权利要求1所述的防火分区灭火装置,其特征在于,还包括消防介质流入管道(5),所述消防介质流入管道(5)包括:
5.根据权利要求1所述的防火分区灭火装置,其特征在于,还包括消防介质流出管道(6),所述消防介质流出管道(6)包括:
6.根据权利要求5所述的防火分区灭火装置,其特征在于,还包括排液阀,所述排液阀的一端与所述盖体内腔(10)连通,另一端与外界连通。
7.根据权利要求2所述的防火分区灭火装置,其特征在于,所述内盖(1)上设置有温度感应装置。
8.一种防火分区灭火方法,利用如权利要求1-7任一项所述的防火分区灭火装置,其特征在于,包括:
9.根据权利要求8所述的防火分区灭火方法,其特征在于,还包括:
10.一种锂电池储能系统,其特征在于,包括:
