本發(fā)明提出了一種液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制方法、系統(tǒng)及相關(guān)裝置，屬于電池消防。

背景技術(shù)：

1、目前商業(yè)化應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池絕大多數(shù)采用了易燃的碳酸酯類物質(zhì)作為電解質(zhì)溶液，在內(nèi)外部觸發(fā)條件滿足的情況下不可避免的會(huì)發(fā)生熱失控反應(yīng)，電池在熱失控時(shí)會(huì)釋放出大量易燃有毒氣體，這些氣體在通過(guò)安全閥或者電池外殼的缺損處釋放到環(huán)境中后，一旦遇到點(diǎn)火源，就可能發(fā)生火災(zāi)甚至是爆炸。系統(tǒng)火災(zāi)雖會(huì)造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失，系統(tǒng)爆炸則往往會(huì)嚴(yán)重威脅人身安全，產(chǎn)生巨大的負(fù)面社會(huì)影響，更嚴(yán)重阻礙行業(yè)的發(fā)展。鋰離子電池在熱失控過(guò)程中產(chǎn)生的混合可燃?xì)怏w在密閉空間內(nèi)富集，會(huì)導(dǎo)致爆炸。因此需要在開展鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的同時(shí)，充分考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)可能存在的燃爆風(fēng)險(xiǎn)，并通過(guò)專用的燃爆風(fēng)險(xiǎn)管理方法、可燃?xì)怏w疏導(dǎo)方法及與消防滅火協(xié)同控制方法，保障儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用安全性。

2、當(dāng)前液冷鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)的氣體泄放結(jié)構(gòu)多為被動(dòng)式泄壓板結(jié)合主動(dòng)式排風(fēng)系統(tǒng)。但是由于液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)多是采用氣體滅火劑，在滅火劑噴射后需要關(guān)閉系統(tǒng)內(nèi)主動(dòng)通風(fēng)設(shè)施保障滅火效果，但是滅火后電池?zé)崾Э胤磻?yīng)并未中斷，會(huì)持續(xù)噴射易燃易爆的煙氣，泄壓板可以在液冷儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)部壓力超過(guò)閾值時(shí)定向泄放，但是排放為被動(dòng)泄壓方式，電池?zé)崾Э貧怏w排放緩慢，這導(dǎo)致煙氣在儲(chǔ)能集裝箱內(nèi)聚集，當(dāng)達(dá)到爆炸極限時(shí)，極易誘發(fā)爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控?zé)煔馐鑼?dǎo)及抑爆需求，以及電池?zé)崾Э貧怏w通常通過(guò)安全閥排出的煙氣排放特征，提出一種液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制方法、系統(tǒng)及相關(guān)裝置，本發(fā)明通過(guò)將氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)與電池安全閥直接相連，使得熱失控氣體直接排放至氣體疏導(dǎo)結(jié)構(gòu)管路中，通過(guò)防爆風(fēng)機(jī)或氣泵進(jìn)行氣體定向排放；并且通過(guò)與滅火系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控氣體安全、定向泄放。

2、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制方法，包括：

4、接收探測(cè)器信號(hào)和滅火裝置動(dòng)作信號(hào)；其中，探測(cè)器包括煙霧探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器、感溫探測(cè)器；

5、根據(jù)所述探測(cè)器信號(hào)和所述滅火裝置動(dòng)作信號(hào)的強(qiáng)度和類型的不同，對(duì)液冷電池系統(tǒng)進(jìn)行不同級(jí)別的控制，所述不同級(jí)別的控制包括：信號(hào)異常處理、一級(jí)報(bào)警處理、二級(jí)及以上報(bào)警處理、滅火系統(tǒng)動(dòng)作、復(fù)燃抑制劑處理、持續(xù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警中的一種或多種。

6、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述接收探測(cè)器信號(hào)和滅火裝置動(dòng)作信號(hào)時(shí)，若探測(cè)器信號(hào)和/或滅火裝置動(dòng)作信號(hào)缺失或故障，向上級(jí)管理系統(tǒng)輸出故障信號(hào)。

7、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)異常處理包括以下步驟：

8、當(dāng)接收到煙霧探測(cè)器或可燃?xì)怏w探測(cè)器信號(hào)異常但未報(bào)警時(shí)，啟動(dòng)氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)，包括開啟故障電池模塊的閥門，并啟動(dòng)防爆風(fēng)機(jī)或氣泵進(jìn)行通風(fēng)，風(fēng)量控制在不大于a；a為第一預(yù)設(shè)風(fēng)量值；

9、若b時(shí)間段內(nèi)仍未報(bào)警，b為第一預(yù)設(shè)時(shí)間段，關(guān)閉防爆風(fēng)機(jī)、氣泵及故障電池模塊的閥門。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述一級(jí)報(bào)警處理包括以下步驟：

11、當(dāng)接收到煙霧探測(cè)器或可燃?xì)怏w探測(cè)器任一報(bào)警時(shí)，輸出一級(jí)報(bào)警信號(hào)；

12、并控制聲光報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)控制防爆風(fēng)機(jī)或氣泵風(fēng)量為a-c；a為第一預(yù)設(shè)風(fēng)量值，c為第二預(yù)設(shè)風(fēng)量值，a＜c。

13、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述二級(jí)及以上報(bào)警處理包括：

14、當(dāng)接收到可燃?xì)怏w探測(cè)器發(fā)生二級(jí)及以上報(bào)警時(shí)，關(guān)閉氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)，啟動(dòng)滅火系統(tǒng)，包括啟動(dòng)滅火裝置和復(fù)燃抑制劑裝置。

15、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述滅火系統(tǒng)動(dòng)作包括：

16、當(dāng)接收到感溫探測(cè)器、煙霧探測(cè)器和可燃?xì)怏w探測(cè)器中任意兩個(gè)或兩個(gè)以上探測(cè)器報(bào)警且滅火裝置未響應(yīng)時(shí)，啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)并報(bào)警，控制氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)閉；

17、在倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，開啟滅火系統(tǒng)，并向上級(jí)管理系統(tǒng)輸出滅火信號(hào)。

18、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述復(fù)燃抑制劑處理包括：

19、倒計(jì)時(shí)期間內(nèi)，若接收到電池艙內(nèi)任意探測(cè)器持續(xù)報(bào)警，在倒計(jì)結(jié)束后，啟動(dòng)滅火系統(tǒng)中的滅火裝置噴灑滅火劑，同時(shí)啟動(dòng)復(fù)燃抑制劑裝置噴射復(fù)燃抑制劑；

20、倒計(jì)時(shí)期間內(nèi)，若探測(cè)器停止報(bào)警，在倒計(jì)結(jié)束后，只啟動(dòng)復(fù)燃抑制劑裝置噴射復(fù)燃抑制劑；

21、復(fù)燃抑制劑裝置噴射復(fù)燃抑制劑持續(xù)一段時(shí)間后，控制氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)。

22、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述持續(xù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警包括：

23、所述控制氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)后，控制防爆風(fēng)機(jī)或氣泵風(fēng)量為c-d，c為第二預(yù)設(shè)風(fēng)量值，d為第三預(yù)設(shè)風(fēng)量值，且c＜d；

24、若在滅火系統(tǒng)動(dòng)作后氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)持續(xù)工作e時(shí)間內(nèi)，探測(cè)器報(bào)警信號(hào)未解除，自動(dòng)上報(bào)以采取外部消防措施，e為第二預(yù)設(shè)時(shí)間。

25、第二方面，本發(fā)明提供一種液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制系統(tǒng)，基于所述液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制方法；包括氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、控制系統(tǒng)；

26、所述報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在電池艙內(nèi)，報(bào)警系統(tǒng)包括探測(cè)器和報(bào)警器；

27、所述滅火系統(tǒng)包括滅火裝置、復(fù)燃抑制劑裝置；

28、所述氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)包括：與電池模塊連接的閥門、與所述閥門連接的氣體主管路、與所述閥門電連接的信號(hào)采集及控制模塊、與所述氣體主管路連接的防爆風(fēng)機(jī)或氣泵；

29、所述控制系統(tǒng)包括消防主機(jī)，消防主機(jī)用于接收探測(cè)器信號(hào)和滅火裝置動(dòng)作信號(hào)；根據(jù)探測(cè)器信號(hào)和滅火裝置動(dòng)作信號(hào)的強(qiáng)度和類型的不同，對(duì)液冷電池系統(tǒng)進(jìn)行不同級(jí)別的控制，不同級(jí)別的控制包括：信號(hào)異常處理、一級(jí)報(bào)警處理、二級(jí)及以上報(bào)警處理、滅火系統(tǒng)動(dòng)作、復(fù)燃抑制劑處理及持續(xù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警。

30、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，多個(gè)所述電池模塊形成電池艙，所述氣體主管路與每個(gè)閥門均相連。

31、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)所述電池模塊連接至少一個(gè)閥門。

32、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述探測(cè)器包括感溫探測(cè)器、煙霧探測(cè)器和可燃?xì)怏w探測(cè)器。

33、第三方面，本發(fā)明提供一種液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制裝置，包括：

34、接收模塊，用于接收探測(cè)器信號(hào)和滅火裝置動(dòng)作信號(hào)；其中，探測(cè)器包括煙霧探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器、感溫探測(cè)器；

35、控制模塊，用于根據(jù)所述探測(cè)器信號(hào)和所述滅火裝置動(dòng)作信號(hào)的強(qiáng)度和類型的不同，對(duì)液冷電池系統(tǒng)進(jìn)行不同級(jí)別的控制，所述不同級(jí)別的控制包括：信號(hào)異常處理、一級(jí)報(bào)警處理、二級(jí)及以上報(bào)警處理、滅火系統(tǒng)動(dòng)作、復(fù)燃抑制劑處理、持續(xù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警中的一種或多種。

36、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述接收模塊接收探測(cè)器信號(hào)和滅火裝置動(dòng)作信號(hào)時(shí)，若探測(cè)器信號(hào)和/或滅火裝置動(dòng)作信號(hào)缺失或故障，所述控制模塊向上級(jí)管理系統(tǒng)輸出故障信號(hào)。

37、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)異常處理包括以下步驟：

38、當(dāng)所述接收模塊接收到煙霧探測(cè)器或可燃?xì)怏w探測(cè)器信號(hào)異常但未報(bào)警時(shí)，所述控制模塊啟動(dòng)氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)，包括開啟故障電池模塊的閥門，并啟動(dòng)防爆風(fēng)機(jī)或氣泵進(jìn)行通風(fēng)，風(fēng)量控制在不大于a；a為第一預(yù)設(shè)風(fēng)量值；

39、若b時(shí)間段內(nèi)仍未報(bào)警，b為第一預(yù)設(shè)時(shí)間段，所述控制模塊關(guān)閉防爆風(fēng)機(jī)、氣泵及故障電池模塊的閥門。

40、所述一級(jí)報(bào)警處理包括以下步驟：

41、當(dāng)接收到煙霧探測(cè)器或可燃?xì)怏w探測(cè)器任一報(bào)警時(shí)，控制模塊輸出一級(jí)報(bào)警信號(hào)；并控制聲光報(bào)警器報(bào)警，同時(shí)控制模塊控制防爆風(fēng)機(jī)或氣泵風(fēng)量為a-c；a為第一預(yù)設(shè)風(fēng)量值，c為第二預(yù)設(shè)風(fēng)量值，a＜c。

42、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述二級(jí)及以上報(bào)警處理包括：

43、當(dāng)接收模塊接收到可燃?xì)怏w探測(cè)器發(fā)生二級(jí)及以上報(bào)警時(shí)，控制模塊關(guān)閉氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)，啟動(dòng)滅火系統(tǒng)，包括啟動(dòng)滅火裝置和復(fù)燃抑制劑裝置。

44、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述滅火系統(tǒng)動(dòng)作包括：

45、當(dāng)接收模塊接收到感溫探測(cè)器、煙霧探測(cè)器和可燃?xì)怏w探測(cè)器中任意兩個(gè)或兩個(gè)以上探測(cè)器報(bào)警且滅火裝置未響應(yīng)時(shí)，控制模塊啟動(dòng)倒計(jì)時(shí)并報(bào)警，控制氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)閉；

46、在倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，控制模塊開啟滅火系統(tǒng)，并向上級(jí)管理系統(tǒng)輸出滅火信號(hào)。

47、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述復(fù)燃抑制劑處理包括：

48、倒計(jì)時(shí)期間內(nèi)，若接收模塊接收到電池艙內(nèi)任意探測(cè)器持續(xù)報(bào)警，在倒計(jì)結(jié)束后，控制模塊啟動(dòng)滅火系統(tǒng)中的滅火裝置噴灑滅火劑，同時(shí)啟動(dòng)復(fù)燃抑制劑裝置噴射復(fù)燃抑制劑；

49、倒計(jì)時(shí)期間內(nèi)，若探測(cè)器停止報(bào)警，在倒計(jì)結(jié)束后，控制模塊只啟動(dòng)復(fù)燃抑制劑裝置噴射復(fù)燃抑制劑；

50、復(fù)燃抑制劑裝置噴射復(fù)燃抑制劑持續(xù)一段時(shí)間后，控制氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)。

51、作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)，所述持續(xù)監(jiān)測(cè)與報(bào)警包括：

52、所述控制氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)后，控制模塊控制防爆風(fēng)機(jī)或氣泵風(fēng)量為c-d，c為第二預(yù)設(shè)風(fēng)量值，d為第三預(yù)設(shè)風(fēng)量值，且c＜d；

53、若在滅火系統(tǒng)動(dòng)作后氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)持續(xù)工作e時(shí)間內(nèi)，探測(cè)器報(bào)警信號(hào)未解除，控制模塊自動(dòng)上報(bào)以采取外部消防措施，e為第二預(yù)設(shè)時(shí)間。

54、第四方面，本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制方法。

55、第五方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制方法。

56、第六方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述液冷電池系統(tǒng)氣體疏導(dǎo)及消防滅火協(xié)同控制方法。

57、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具備的有益效果為：

58、該發(fā)明通過(guò)將氣體疏導(dǎo)系統(tǒng)與液冷電池模塊直接相連，根據(jù)接收探測(cè)器信號(hào)和滅火裝置動(dòng)作信號(hào)，并根據(jù)這些信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的控制邏輯。通過(guò)精密的設(shè)計(jì)和控制流程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電池系統(tǒng)的全方位保護(hù)。這些措施不僅提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，還降低了火災(zāi)等安全事故的發(fā)生概率。在電池安全閥破裂釋放煙氣的時(shí)候，煙氣可以直接排放至氣體主管路中，并通過(guò)管路排放至液冷電池系統(tǒng)之外，防止電池?zé)崾Э貧怏w排放至儲(chǔ)能電池艙內(nèi)，降低電池?zé)崾Э貧怏w燃爆風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)熱失控氣體疏導(dǎo)。并且該疏導(dǎo)系統(tǒng)可以與滅火系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滅火的同時(shí)，降低可燃?xì)怏w燃爆風(fēng)險(xiǎn)，提升儲(chǔ)能系統(tǒng)安全等級(jí)。該發(fā)明可應(yīng)用于儲(chǔ)能站安全防控過(guò)程中，對(duì)電池氣體進(jìn)行疏導(dǎo)和泄放，助力高安全儲(chǔ)能系統(tǒng)開發(fā)。