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电池舱消防控制系统和电池舱消防控制方法

文献发布时间:2024-01-17 01:27:33


电池舱消防控制系统和电池舱消防控制方法

技术领域

本申请涉及储能电池和消防控制相关技术领域,尤其涉及一种电池舱消防控制系统和电池舱消防控制方法。

背景技术

锂离子电池由于其具有较高的能量密度和易燃易爆的材料体系,极易发生热失控燃烧。在储能系统(比如储能电站)中,锂离子电池通过串联或并联成组使用,一旦在储能系统中存在热、电、机械等滥用情况,极易导致电池单体发生热失控,甚至可能导致整个电池模组乃至整个储能系统发生火灾。

特别是近年来,随着储能电站的广泛应用,由锂离子电池热失控导致的储能电站的火灾爆炸事故屡见不鲜。研发大型锂电池储能电站的先进消防系统,对于提高电化学储能系统运营过程中的安全性、促进储能行业健康发展具有重要的战略意义。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本申请提出一种电池舱消防控制系统和电池舱消防控制方法,一方面,可以实现对电池舱的PACK级精准消防,降低消防损失,另一方面,还可以实现对电池舱的整舱级消防,提升电池舱消防控制的全面性,即通过采用多级消防措施,实现对电池舱的有效消防控制,提升消防控制的灵活性和全面性。

本申请第一方面实施例提出了一种电池舱消防控制系统,所述系统包括电池舱和舱外灭火发生装置,其中:

所述电池舱,设置有电池舱监测装置和至少一个电池簇;其中,所述电池簇包括至少一个电池包;所述电池包,设置有对应的电池包监测装置;

所述电池包监测装置,用于对所述电池舱中与所述电池包监测装置对应的电池包进行监测,以获取对应的电池包的第一目标监测数据;基于所述第一目标监测数据,确定对应的电池包是否为目标电池包;其中,所述目标电池包处于热失控状态;响应于对应的电池包为目标电池包,触发所述舱外灭火发生装置对所述目标电池包实施灭火;

所述电池舱监测装置,用于响应于所述电池舱中存在所述目标电池包,对所述电池舱进行监测,以获取所述电池舱的第二目标监测数据;基于所述第二目标监测数据,确定所述电池舱是否处于异常状态;响应于所述电池舱处于异常状态,触发所述舱外灭火发生装置对所述电池舱实施灭火;

所述舱外灭火发生装置设置于所述电池舱外,用于向所述电池舱中处于热失控状态的目标电池包,和/或,向处于异常状态的电池舱舱内灌注压缩空气泡沫,以实施灭火。

本申请第二方面实施例提出了一种电池舱消防控制方法,所述方法包括:

对目标电池舱中至少一个电池包进行监测,以获取各所述电池包的第一目标监测数据;

针对任一所述电池包,基于所述电池包的第一目标监测数据,确定所述电池包是否为目标电池包;其中,所述目标电池包处于热失控状态;

响应于所述电池包为目标电池包,打开所述目标电池舱对应的第一泡沫主管路的第一控制阀门和所述目标电池包对应的第二控制阀门,并向所述目标电池包灌注压缩空气泡沫,以实施灭火。

本申请第三方面实施例提出了一种电池舱消防管理装置,所述装置包括:

第一监测模块,用于对目标电池舱中至少一个电池包进行监测,以获取各所述电池包的第一目标监测数据;

第一确定模块,用于针对任一所述电池包,基于所述电池包的第一目标监测数据,确定所述电池包是否为目标电池包;其中,所述目标电池包处于热失控状态;

第一处理模块,用于响应于所述电池包为目标电池包,打开所述目标电池舱对应的第一泡沫主管路的第一控制阀门和所述目标电池包对应的第二控制阀门,并向所述目标电池包灌注压缩空气泡沫,以实施灭火。

本申请第四方面实施例提出了一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时,实现如本申请第二方面实施例提出的电池舱消防控制方法。

本申请第五方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本申请第二方面实施例提出的电池舱消防控制方法。

本申请第七方面实施例提出了一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时,执行如本申请第二方面实施例提出的电池舱消防控制方法。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本申请实施例一所提供的电池舱消防控制系统示意图;

图2为本申请实施例二所提供的电池舱消防控制方法的流程示意图;

图3为本申请所提供的储能电站消防系统示意图;

图4是本申请实施例三所提供的电池舱消防控制装置的结构示意图;

图5示出了可以用来实施本申请的实施例的示例电子设备的示意性框图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。

目前,储能电站消防系统中常常存在以下几个方面的问题:

1、大多采用储能电池舱级消防,只有少部分采用簇级或PACK级消防,且各级使用不同的灭火剂,增加储能电站消防系统的消耗成本和复杂程度。

2、大多采用全氟己酮、七氟丙烷等灭火剂,灭火剂成本较高,并且由于剂量问题无法实现持续灭火。

3、部分采用液氮或二氧化碳等灭火剂进行灭火,灭火剂的储存难度及能耗较高,对储存设备要求也较高。

4、部分采用水进行灭火,易造成电池舱短路报废,消防后损失较大。

5、火灾闲情的监测方式较为单一。

针对上述问题,本申请提出一种电池舱消防控制系统和电池舱消防控制方法。

下面参考附图描述本申请实施例的电池舱消防控制系统和电池舱消防控制方法。

图1为本申请实施例一所提供的电池舱消防控制系统示意图。

如图1所示,该电池舱消防控制系统100包括电池舱110和舱外灭火发生装置120,其中:

可选地,电池舱110可以设置有电池舱监测装置111和至少一个电池簇112;其中,电池簇112可以包括至少一个电池包113;电池包113,可以设置有对应的电池包监测装置114。

需要说明的是,本申请对电池舱110中的电池簇112的数量不做限制,比如可以为5、6等。

还需要说明的是,各电池簇112中电池包的数量可以为但不限于为一个,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,任一电池包113可以设置有对应的电池包监测装置114。

可选地,电池包监测装置114,可以用于对电池舱110中与电池包监测装置114对应的电池包113进行监测,以获取对应的电池包113的第一目标监测数据,并可以基于第一目标监测数据,确定对应的电池包113是否为目标电池包;其中,目标电池包可以为处于热失控状态的电池包;响应于对应的电池包113为目标电池包,可以触发舱外灭火发生装置120对目标电池包实施灭火;

其中,第一目标监测数据可以为但不限于为电池包113周围环境的温度、电池包周围环境中的烷烃类气体浓度、电池包周围环境中的一氧化碳浓度、电池包周围环境中的二氧化碳浓度、电池包周围环境中的氧气浓度等,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,电池包监测装置114可以基于第一目标监测数据,确定对应的电池包113是否为目标电池包。

作为一种示例,当电池包监测装置114对应的电池包113的电池包周围环境的温度大于第一设定温度(比如55℃、65℃等)时,电池包周围环境中的烷烃类气体浓度大于第一设定气体浓度、电池包周围环境中的一氧化碳浓度大于第二设定气体浓度、电池包周围环境中的二氧化碳浓度大于第三设定气体浓度、电池包周围环境中的氧气浓度小于第四设定气体浓度中的至少两条件成立,则电池包监测装置114可以确定对应的电池包113为目标电池包,即确定对应的电池包113处于热失控状态。需要说明的是,第一设定温度、第一设定气体浓度、第二设定气体浓度、第三设定气体浓度和第四设定气体浓度均为预先设定的,且均可以根据实际需要对其进行设置,本申请对第一设定温度、第一设定气体浓度、第二设定气体浓度、第三设定气体浓度和第四设定气体浓度的取值不做限制。

还需要说明的是,上述基于第一目标监测数据确定对应的电池包为目标电池包的示例仅是示例性的,在实际应用中,还可以采用其它方法,基于第一目标监测数据确定对应的电池包为目标电池包,本申请对此不做限制。

在一些实施例中,如图1所示,该电池舱消防控制系统100还可以包括第一泡沫主管路,与各电池簇112对应的泡沫支管路,以及与各电池包113对应的泡沫子管路。

其中,第一泡沫主管路,与舱外灭火发生装置120连接;泡沫支管路,与第一泡沫主管路连接;泡沫子管路,与对应的电池包113所属的电池簇112对应的泡沫支管路连接。

在一些实施例中,如图1所示,第一泡沫主管路可以设置有对应的第一控制阀门;任一泡沫子管路可以设置有对应的第二控制阀门。

需要说明的是,本申请对第一控制阀门不做限制,第一控制阀门比如可以为电磁阀、气控阀等。

还需要说明的是,本申请对第一控制阀门不做限制,第二控制阀门比如可以为电磁阀、气控阀等。

在一些实施例中,如图1所示,该电池舱消防控制系统100还可以包括第二泡沫主管路和喷头;其中,第二泡沫主管路,与舱外灭火发生装置连接120;喷头,与第二泡沫主管路连接。

在一些实施例中,如图1所示,第二泡沫主管路可以设置有至少一个第三控制阀门。

需要说明的是,本申请对第三控制阀门不做限制,第三控制阀门比如可以为电磁阀、气控阀等。

可选地,电池舱监测装置111,可以用于响应于电池舱110中存在目标电池包,对电池舱110进行监测,可以获取电池舱110的第二目标监测数据,并可以基于第二目标监测数据,确定电池舱110是否处于异常状态;当电池舱110处于异常状态时,可以触发舱外灭火发生装置111对电池舱110实施灭火。

其中,第二目标监测数据可以为但不限于为电池舱内环境温度、电池舱内烷烃类气体浓度、电池舱内一氧化碳浓度、电池舱内二氧化碳浓度、电池舱内氧气浓度等,本申请对此不做限制。

可以理解的是,当电池舱110中存在处于热失控状态的目标电池包时,可能存在目标电池包的热失控状态可能影响电池舱110的情况,从而,本申请中,当电池舱110中存在目标电池包时,电池舱监测装置111可以对电池舱110进行监测,以获取电池舱110的第二目标监测数据,并可以基于第二目标监测数据,确定电池舱110是否出于异常状态。

作为一种示例,当电池舱110中存在目标电池包时,电池舱监测装置111可以获取电池舱110内环境温度、电池舱内烷烃类气体浓度、电池舱内一氧化碳浓度、电池舱内二氧化碳浓度以及电池舱内氧气浓度,假设当电池舱110内环境温度大于第二设定温度(比如45℃、50℃等),且电池舱内烷烃类气体浓度大于第五设定气体浓度时,电池舱内一氧化碳浓度大于第六设定气体浓度、电池舱内二氧化碳浓度大于第七设定气体浓度、电池舱内氧气浓度小于第八设定气体浓度中的至少一条件成立,则电池舱监测装置111可以确定电池舱110处于异常状态。

需要说明的是,上述第二设定温度、第五设定气体浓度、第六设定气体浓度、第七设定气体浓度和第八设定气体浓度均为预先设定的,且均可以根据实际需要对其进行设置,本申请对第二设定温度、第五设定气体浓度、第六设定气体浓度、第七设定气体浓度和第八设定气体浓度的取值不做限制。

还需要说明的是,上述基于第二目标监测数据确定电池舱是否处于异常状态的示例仅是示例性的,在实际应用中,还可以采用其它方法,基于第二目标监测数据确定电池舱是否处于异常状态,本申请对此不做限制。

可选地,舱外灭火发生装置120可以设置于电池舱110外,用于向电池舱110中处于热失控状态的目标电池包,和/或,处于异常状态的电池舱110灌注压缩空气泡沫,以实施灭火。

在一些实施例中,在电池包包括至少一个电池单体的情况下,在向目标电池包灌注压缩空气泡沫时,可以在第一设定时长内持续对目标电池包灌注压缩空气泡沫,以使压缩空气泡沫包裹目标电池包中的各电池单体。需要说明的是,本申请对电池包中电池单体的数量不做限制,可以为一个,或者也可以为多个。

其中,需要说明的是,第一设定时长可以是基于实验中压缩空气泡沫的灌注速度和电池包的体积确定的,或者也可以是根据实际需要确定的,本申请对此不做限制。

由此,在对目标电池包灌注压缩空气泡沫,一方面,可以使电池包中的电池单体隔绝空气,有效破坏氧化反应的进行,另一方面,可以使电池包得到有效的冷却降温。

在一些实施例中,在向处于异常状态的电池舱灌注压缩空气泡沫时,可以在第二设定时长内持续对电池舱灌注压缩空气泡沫,以使压缩空气泡沫包裹电池舱中的各电池包。

其中,需要说明的是,第二设定时长可以是基于实验中压缩空气泡沫的灌注速度和电池舱的体积确定的,或者也可以是根据实际需要确定的,本申请对此不做限制。

由此,在对电池舱整舱灌注压缩空气泡沫,一方面,可以使电池舱隔绝空气,有效破坏氧化反应的进行,另一方面,可以使电池舱得到有效冷却降温。

在一些实施例中,舱外灭火发生装置120可以包括泡沫料剂罐、水罐和压缩气体罐。

在一些实施例中,在舱外灭火发生装置120包括泡沫料剂罐、水罐和压缩气体罐的情况下,舱外灭火发生装置120,可以用于借助压缩气体罐释放的压缩气体的动力,混合泡沫料剂罐释放的泡沫料剂和水罐释放的水,以生成灭火泡沫,并向电池舱110中处于热失控状态的目标电池包和/或电池舱110舱内输送灭火泡沫。

在一些实施例中,任一电池包113可以包括至少一个电池单体。

需要说明的是,电池包中电池单体的数量可以为一个,或者也可以为多个,本申请对此不做限制。

在一些实施例中,在任一电池包113包括至少一个电池单体的情况下,电池舱消防控制系统100还可以包括电池管理子系统和电池冷却子系统。

可选地,电池管理子系统,可以用于对电池舱110中各电池单体进行监测,以获取各电池单体的第三目标监测数据;针对任一电池单体,可以根据电池单体的第三目标监测数据,确定电池单体是否处于温度异常状态;当电池单体处于温度异常状态时,可以查询对应的充放电策略,以按照充放电策略,对电池舱110的充放电过程进行控制,并可以触发电池冷却子系统,以对电池单体的温度进行控制。

其中,第三目标监测数据可以为但不限于为电池单体的温度、电流、电压、功率等,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,针对任一电池单体,可以根据电池单体的第三目标监测数据,确定电池单体是否处于温度异常状态。

作为一种示例,假设第三目标监测数据包括电池单体的温度和电压,电池舱110中存在多个电池单体,其中,多个电池单体中存在电池单体A,电池管理子系统可以获取电池舱110中各电池单体的第三目标监测数据,针对该电池单体A,电池管理子系统可以根据电池单体A的第三目标监测数据包括电池单体A的温度和电压,确定电池单体是否出于温度异常状态。例如,电池管理子系统对电池舱110各电池单体的温度进行加权平均,获取电池舱的第一平均温度;对电池单体A所属的电池包中的各电池单体的温度进行加权平均,获取电池单体A所属的电池包的第二平均温度;电池管理子系统还可以根据电池单体A所属的电池包中各电池单体的电压,确定电池单体A所属的电池包的最高电池单体电压和最低电池单体电压;并基于最高电池单体电压和最低电池单体电压之差,确定电池单体A所属的电池包的压差值;最后,电池管理子系统可以根据电池单体A的温度,电池舱的第一平均温度,电池单体A所属的电池包的第二平均温度,以及电池单体A所属的电池包的压差值,确定电池单体是否出于温度异常状态。比如,当电池单体A的温度大于第一平均温度,且电池单体A的温度大于第二平均温度,且电池单体A所属的电池包的压差值大于设定压差值(比如1V、2V等)时,可以确定电池单体出于温度异常状态。需要说明的是,设定压差值可以为预先设定的,且可以根据需要对其进行设置,本申请对设定压差值的取值不做限制。

还需要说明的是,上述电池单体的第三目标监测数据确定电池单体处于温度异常状态的示例仅是示例性的,在实际应用中,还可以采用其它方法,基于电池单体的第三目标监测数据确定电池单体处于温度异常状态,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,充放电策略比如可以为停止电池舱的充电过程,或者,在电池单体的温度大于设定温度阈值(比如35℃、40℃)的情况下,可以转换充电方式等。

在本申请实施例中,当电池单体处于温度异常状态时,可以查询对应的充放电策略,可以按照充放电策略,对电池舱110的充放电过程进行控制,并可以触发电池冷却子系统,以对电池单体的温度进行控制。

其中,电池冷却子系统,可以与电池管理子系统连接,可以用于处于温度异常状态的电池单体的温度进行控制。

在一些实施例中,电池管理子系统,还可以用于响应于电池单体处于温度异常状态,生成并发送提示信息;其中,提示信息可以用于提示电池单体处于温度异常状态。

在一些实施例中,舱外灭火发生装置120还可以用于:在向目标电池包灌注压缩空气泡沫之后的第一等待时长大于第一设定消泡时长的情况下,可以重新向目标电池包灌注压缩空气泡沫;和/或,在向电池舱灌注压缩空气泡沫之后的第二等待时长大于第二设定消泡时长的情况下,可以重新向电池舱灌注压缩空气泡沫。

其中,第一设定消泡时长可以是预先设定的,本申请对第一设定消泡时长的取值不做限制。

需要说明的是,第一设定消泡时长可以是基于实验基础获取的,或者也可以是根据实际经验获取的,本申请对此不做限制。

其中,第二设定消泡时长可以是预先设定的,本申请对第二设定消泡时长的取值不做限制。

与第一设定消泡时长类似地,第二设定消泡时长可以是基于实验基础获取的,或者也可以是根据实际经验获取的,本申请对此不做限制。

可以理解的是,可以多次向目标电池包或处于异常状态的电池舱灌注压缩空气泡沫。

在一些实施例中,舱外灭火发生装置120还可以用于:在向目标电池包灌注压缩空气泡沫之后,针对任一第一等待周期,可以在第一等待周期中获取目标电池包的第一周期性信息;可以根据至少一第一周期性信息,确定目标电池包是否仍处于热失控状态;响应于目标电池包仍处于热失控状态,可以重新向目标电池包灌注压缩空气泡沫;和/或,在向电池舱灌注压缩空气泡沫之后,针对任一第二等待周期,可以在第二等待周期中获取电池舱的第二周期性信息;可以根据至少一第二周期性信息,确定电池舱是否仍处于异常状态;响应于电池舱仍处于异常状态,可以重新向电池舱灌注压缩空气泡沫。

其中,第一等待周期可以为预先设定,比如可以为60s、2min等,本申请对此不做限制。

需要说明的是,第一等待周期的数量可以为一个,或者也可以为多个,本申请对此不做限制。

其中,第二等待周期可以为预先设定的,比如可以为1min、3min等,本申请对此不做限制。

需要说明的是,第二等待周期的数量可以为一个,或者也可以为多个,本申请对此不做限制。

还需要说明的是,第一等待周期与第二等待周期可以相同,或者也可以不相同,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,第一周期性信息可以为但不限于为目标电池包周围环境的温度、目标电池包周围环境中的烷烃类气体浓度、目标电池包周围环境中的一氧化碳浓度、目标电池包周围环境中的二氧化碳浓度、目标电池包周围环境中的氧气浓度等,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,第二周期性信息可以为但不限于为电池舱内环境温度、电池舱内烷烃类气体浓度、电池舱内一氧化碳浓度、电池舱内二氧化碳浓度、电池舱内氧气浓度等,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,可以根据至少一第一周期性信息,确定目标电池包是否仍处于热失控状态。

作为一种示例,假设第一周期性信息包括目标电池包周围环境的温度;针对任一第一等待周期,当在该任一第一等待周期中获取的目标电池包周围环境的温度大于第三设定温度时,可以确定目标电池包仍处于热失控状态。其中,需要说明的是,第三设定温度可以是预先设定的,本申请对第三设定温度的取值不做限制。

作为另一种示例,假设第一周期性信息包括目标电池包周围环境的温度;可以根据多个连续的第一等待周期对应的目标电池包周围环境的温度,确定目标电池包是否仍处于热失控状态。比如,可以对多个连续的第一等待周期按照时间的先后顺序进行排序,以得到第一排序序列;可以基于第一排序序列,确定目标电池包周围环境的温度的变化趋势;最后,可以根据目标电池包周围环境的温度的变化趋势,确定目标电池包是否仍处于热失控状态。例如,假设多个连续的第一等待周期分别为第一等待周期W1、第一等待周期W2、第一等待周期W3和第一等待周期W4,对上述多个连续的第一等待周期按时间的先后顺序进行排序,得到的第一排序序列为第一等待周期W1、第一等待周期W2、第一等待周期W3和第一等待周期W4;当第一等待周期W1对应的目标电池包周围环境的温度为35℃、第一等待周期W2对应的目标电池包周围环境的温度为30℃、第一等待周期W3对应的目标电池包周围环境的温度为39℃、第一等待周期W4对应的目标电池包周围环境的温度为40℃,根据上述第一排序序列,确定目标电池包周围环境的温度的变化趋势为先降低后增高,则根据该变化趋势,可以确定目标电池包仍处于热失控状态;而当第一等待周期W1对应的目标电池包周围环境的温度为55℃、第一等待周期W2对应的目标电池包周围环境的温度为45℃、第一等待周期W3对应的目标电池包周围环境的温度为39℃、第一等待周期W4对应的目标电池包周围环境的温度为35℃,根据上述第一排序序列,确定目标电池包周围环境的温度的变化趋势为持续降低,则根据该变化趋势,可以确定目标电池包未仍处于热失控状态。

需要说明的是,上述对根据目标电池包周围环境的温度确定目标电池包是否仍处于热失控状态的示例仅是示例性的,在实际应用中,还可以采用其它方法确定目标电池包是否仍处于热失控状态,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,可以根据至少一第二周期性信息,确定电池舱是否仍处于异常状态。

作为一种示例,假设第二周期性信息包括电池舱内烷烃类气体浓度;针对任一第二等待周期,当在该任一第二等待周期中获取的电池舱内烷烃类气体浓度大于第九设定气体浓度时,可以确定电池舱仍处于异常状态。其中,需要说明的是,第九设定气体浓度可以是预先设定的,本申请对第九设定气体浓度的取值不做限制。

作为另一种示例,假设第二周期性信息包括电池舱内烷烃类气体浓度;可以根据多个连续的第二等待周期对应的电池舱内烷烃类气体浓度,确定电池舱是否仍处于异常状态。比如,可以对多个连续的第二等待周期按照时间的先后顺序进行排序,以得到第二排序序列;可以基于第二排序序列,确定电池舱内烷烃类气体浓度的变化趋势;最后,可以根据电池舱内烷烃类气体浓度的变化趋势,确定电池舱是否仍处于异常状态。例如,假设多个连续的第二等待周期分别为第二等待周期week1、第二等待周期week2、第二等待周期week3和第二等待周期week4,对上述多个连续的第二等待周期按时间的先后顺序进行排序,得到的第二排序序列为第二等待周期week1、第二等待周期week2、第二等待周期week3和第二等待周期week4;当第二等待周期week1对应的电池舱内烷烃类气体浓度为3.2mg/m

需要说明的是,上述对根据电池舱内烷烃类气体浓度确定电池舱是否仍处于异常状态的示例仅是示例性的,在实际应用中,还可以采用其它方法确定电池舱是否仍处于异常状态,本申请对此不做限制。

本申请实施例的电池舱消防控制系统,系统包括系统包括电池舱和舱外灭火发生装置;其中,电池舱,设置有电池舱监测装置和至少一个电池簇;其中,电池簇包括至少一个电池包;电池包,设置有对应的电池包监测装置;电池包监测装置,用于对电池舱中与电池包监测装置对应的电池包进行监测,以获取对应的电池包的第一目标监测数据,且基于第一目标监测数据,确定对应的电池包是否为目标电池包;其中,目标电池包处于热失控状态,并响应于对应的电池包为目标电池包,触发舱外灭火发生装置对目标电池包实施灭火;电池舱监测装置,用于响应于电池舱中存在目标电池包,对电池舱进行监测,以获取电池舱的第二目标监测数据,且基于第二目标监测数据,确定电池舱是否处于异常状态,并响应于电池舱处于异常状态,触发舱外灭火发生装置对电池舱实施灭火;舱外灭火发生装置设置于电池舱外,用于向电池舱中处于热失控状态的目标电池包和/或电池舱舱内输送压缩空气泡沫,以实施灭火。由此,一方面,可以实现对电池舱的PACK级精准消防,降低消防损失,另一方面,还可以实现对电池舱的整舱级消防,提升电池舱消防控制的全面性,即通过采用多级消防措施,实现对电池舱的有效消防控制,提升消防控制的灵活性和全面性。

为更清楚的理解本申请,本申请还提出一种电池舱消防控制方法。

图2为本申请实施例二所提供的电池舱消防控制方法的流程示意图。

如图2所示,该电池舱消防控制方法可以包括:

步骤201,对目标电池舱中至少一个电池包进行监测,以获取各电池包的第一目标监测数据。

在本申请实施例中,目标电池舱中可以包括至少一个电池包,且电池包的数量可以为但不限于为一个,本申请对此不做限制。

在本申请实施例中,可以对目标电池舱中至少一个电池包进行监测,以获取各电池包对应的第一目标监测数据。

需要说明的是,该实施例中对第一目标监测数据的解释说明可以参见本申请上述实施例,在此不做赘述。

步骤202,针对任一电池包,基于电池包的第一目标监测数据,确定电池包是否为目标电池包;其中,目标电池包处于热失控状态。

在本申请实施例中,针对任一电池包,可以基于电池包对应的第一目标监测数据,确定电池包是否为目标电池包,即确定电池包是否处于热失控状态。

步骤203,响应于电池包为目标电池包,打开目标电池舱对应的第一泡沫主管路的第一控制阀门和目标电池包对应的第二控制阀门,并向目标电池包输送压缩空气泡沫,以实施灭火。

需要说明的是,该实施例对压缩空气泡沫的解释说明,可以参见本申请上述实施例中对压缩空气泡沫的解释说明,在此不做赘述。

在本申请实施例中,目标电池舱可以有对应的第一泡沫主管路,且第一泡沫主管路可以设置有第一控制阀门,其中,第一控制阀门可以控制第一泡沫主管路向电池包输送压缩空气泡沫。

在本申请实施例中,目标电池包可以有对应的第二控制阀门,其中,第二控制阀门可以用于控制向目标电池包输送压缩空气泡沫。

在本申请实施例中,当电池包为目标电池包时,可以确定电池包为热失控的电池包,可以打开目标电池舱对应的第一泡沫主管路的第一控制阀门和目标电池包对应的第二控制阀门,并可以向目标电池包输送压缩空气泡沫,以实施灭火。

可以理解的是,在确定电池包为目标电池包的情况下,目标电池包的热失控状态可能会对目标电池舱舱内造成影响,可以对目标电池舱进行监控,以确定目标电池舱舱内是否处于异常状态。因此,在本申请实施例的一种可能的实现方式中,可以对目标电池舱进行监测,以获取目标电池舱的第二目标监测数据,并可以根据第二目标监测数据,确定目标电池舱是否处于异常状态;当目标电池舱处于异常状态时,可以打开目标电池舱对应的第二泡沫主管路的第三控制阀门和喷头,并向目标电池舱舱内输送压缩空气泡沫,以实施灭火。

需要说明的是,该实施例中对第二目标监测数据的解释说明可以参见本申请上述实施例,在此不做赘述。

在本申请实施例中,目标电池舱可以有对应的第二泡沫主管路,且第二泡沫主管路可以设置有对应的第三控制阀门和喷头。

在本申请实施例中,当目标电池舱处于异常状态时,可以打开目标电池舱对应的第二泡沫主管路的第三控制阀门和喷头,以通过第二泡沫主管路和喷头向目标电池舱舱内输送压缩空气泡沫,以实施灭火。

由此,不仅可以对处于热失控状态的目标电池包进行消防控制,还可以在确定电池舱也处于异常状态的情况下,对电池舱进行消防控制,即不仅可以对电池舱采用精准的PACK级消防,还可以对电池舱采用整舱级消防,实现对电池舱的有效消防,极大降低火灾发生的可能性。

本申请实施例的电池舱消防控制方法,通过对目标电池舱中至少一个电池包进行监测,以获取各电池包的第一目标监测数据;针对任一电池包,基于电池包的第一目标监测数据,确定电池包是否为目标电池包;其中,目标电池包处于热失控状态;响应于电池包为目标电池包,打开目标电池舱对应的第一泡沫主管路的第一控制阀门和目标电池包对应的第二控制阀门,并向目标电池包输送压缩空气泡沫,以实施灭火。由此,可以有效且准确地确定处于热失控状态的目标电池包,从而仅对目标电池包实施灭火,提升电池舱内电池包消防灭火的精准性,并可以有效降低无用消防的损失。

为了清楚说明本申请上述实施例,下面结合示例进行详细说明。

作为一种示例,图3为本申请所提供的储能电站消防系统(在本申请中记为电池舱消防控制系统)示意图,其中,图3中标记31为储能电站电池舱,图3中标记32为电池簇,图3中标记33为电池PACK(在本申请中记为电池包),图3中标记34为压缩空气泡沫灭火发生装置(在本申请中记为舱外灭火发生装置),图3中标记35为探测器/传感器(在本申请中记为电池包监测装置),图3中标记36为PACK级压缩空气泡沫主管路(在本申请中记为第一泡沫主管路),图3中标记37为PACK级压缩空气泡沫管路支管路(在本申请中记为泡沫支管路),图3中标记38为PACK级压缩空气泡沫管路子管路(在本申请中记为泡沫子管路),图3中标记39为第一控制阀门,图3中标记310为第二控制阀门,图3中标记311为整舱级压缩空气泡沫主管路(在本申请中记为第二泡沫主管路),图3中标记312为第三控制阀门,图3中标记313为整舱级压缩空气泡沫喷头(在本申请中记为喷头),图3中标记314为整舱级监测装置(在本申请中记为电池舱监测装置)。

其中,电池舱31由若干个电池簇组成;各电池簇由若干个电池PACK组成;每个电池PACK配备了探测器/传感器,以对电池PACK周围环境的温度、气体等进行监测;各电池PACK可以包括多个电池单体。

其中,储能电站消防系统还可以包括对电池舱、电池簇和电池PACK进行多级控制的多级BMS(Battery Management System,电池管理系统)(在本申请中记为电池管理子系统)和热管理系统(在本申请中记为电池冷却子系统)。

其中,BMS可以对各电池单体的温度和电压进行监测,从而可以根据电池单体的温度和电压对电池舱的充放电过程进行控制;同时,BMS可以具备热失控提前预警功能,以在电池单体处于温度异常状态时,可以对查询对应的充放电策略,以根据充放电策略对处于温度异常状态的电池单体的充放电过程进行控制,同时,BMS可以协同热管理系统,对处于温度异常状态的电池单体的温度进行控制。

其中,每个电池PACK均配备了探测器/传感器,如果电池单体发生热失控,可以第一时间精准感知热失控的电池单体所属的电池PACK,并可以对对应的电池PACK进行精准点对点消防,即PACK级压缩空气泡沫主管路的第一控制阀门和热失控的电池单体所属的电池PACK对应的第二控制阀门自动打开,由压缩空气泡沫灭火发生装置34产生压缩空气泡沫,并通过PACK级压缩空气泡沫主管路36、PACK级压缩空气泡沫管路支管路37以及ACK级压缩空气泡沫管路子管路37对压缩空气泡沫进行输送,压缩空气泡沫最后被灌注至热失控电池单体所属电池PACK,并将该电池PACK中的各电池单体包裹住,以达到隔绝空气、冷却降温的作用。

需要说明的是,该储能电站消防系统采用的是先进行PACK级精准消防、再进行整舱级整体消防的控制策略。也就是说,在当PACK级消防成功完成消防灭火时,不会触发整舱级整体消防;而在PACK级消防未能成功完成消防灭火时,会触发整舱级整体消防,并由压缩空气泡沫灭火发生装置34产生压缩空气泡沫,打开整舱级压缩空气泡沫主管路的第三控制阀门,并通过整舱级压缩空气泡沫主管路和整舱级压缩空气泡沫喷头对整个电池舱舱内进行储蓄不断的压缩空气泡沫灌注,以使电池舱隔绝空气、冷却降温、防止复燃。

其中,本申请的压缩空气泡沫储存于压缩空气泡沫灭火发生装置34的储罐内,该类灭火剂具备方便储存、成本低、可持续不断输出、灭火效果好等特点。当电池舱发生火灾时,通过借助压缩气体罐释放的压缩气体的动力,混合泡沫料剂罐释放的泡沫料剂和水罐释放的水,以生成压缩空气泡沫,并通过各种类型的管路将压缩空气泡沫输送至发生热失控的电池单体所在的电池包,或电池舱舱内。

本申请的储能电站消防系统,采用多级防护共用同一种灭火剂和同一套消防装置的形式,在保障储能电站具备PACK级精准消防、整舱级整体消防的多级消防防护的前提下,有效降低了储能电站消防系统的复杂程度。与相关技术中采用全氟己酮、七氟丙烷等灭火剂,压缩空气泡沫灭火发生装置可以同时为若干个储能电池舱进行消防储备,大大降低灭火剂成本和消防系统损耗成本。同时,通过BMS热失控预警功能和PACK级探测器/传感器的配备,能够有效避免火灾的发生并在火灾发生的第一时间对热失控电池单体所属的电池PACK进行精准定位。在确定存在热失控电池单体的情况下,PACK级探测器/传感器可以触发压缩空气泡沫灭火发生装置生成压缩空气泡沫,并打开该热失控电池单体所属的电池PACK所对应的PACK级压缩空气泡沫输送主管路的第一控制阀门及PACK级压缩空气泡沫输送管路支管路的第二控制阀门,进行电池PACK的精准消防;当仍无法控制热失控形势时,整舱级监测装置会触发压缩空气泡沫灭火发生装置生成压缩空气泡沫,并打开整舱级压缩空气泡沫主管路的第三控制阀门和整舱级压缩空气泡沫喷头,以对电池舱舱内进行整舱消防。

综上,本申请的储能电站消防系统,至少可以从以下方面体现其优点或特点:

1、针对储能电站,采用PAKC级和整舱级的多级安全消防防护系统,配合自动消防控制策略,在发生火灾时可以实施“先PACK级-后整舱级”的消防灭火方式,并且多个电池舱可以采用同一压缩空气泡沫灭火发生装置,可以降低消防系统的复杂程度。

2、PACK级消防可实现精准定位,仅对热失控电池单体所属的电池PACK进行针对性的消防灭火,对电池舱中其它电池PACK和电池簇没有影响,降低无效消防损失。

3、在PACK级消防无法达到灭火效果时,可以启动整舱级消防灭火,对整个电池舱进行灭火剂灌注,可以作为电池舱火灾控制的第二道防线。

4、采用压缩空气泡沫类型的灭火剂进行消防,配合压缩空气泡沫灭火发生装置,可分别持续不断地对电池PACK内和电池舱整舱内进行压缩空气泡沫灌注,防止电池复燃。

5、对电池PACK配备独立的探测器/传感器,可以更加精确的感知热失控发生的位置,提升消防灭火的精准性和可靠性。

6、BMS配备热失控预警功能,可以在电池单体温度发生异常的初始阶段,对电池单体的温度进行有效控制,避免火灾的发生。

与上述图2实施例提供的电池舱消防控制方法相对应,本申请还提供一种电池舱消防控制装置,由于本申请实施例提供的电池舱消防控制装置与上述图2实施例提供的电池舱消防控制方法相对应,因此在电池舱消防控制方法的实施方式也适用于本申请实施例提供的电池舱消防控制装置,在本申请实施例中不再详细描述。

图4是本申请实施例三所提供的电池舱消防控制装置的结构示意图。

如图4所示,该电池舱消防控制装置400可以包括:第一监测模块401、第一确定模块402和第一处理模块403。

其中,第一监测模块401,用于对目标电池舱中至少一个电池包进行监测,以获取各电池包的第一目标监测数据。

第一确定模块402,用于针对任一电池包,基于电池包的第一目标监测数据,确定电池包是否为目标电池包;其中,目标电池包处于热失控状态。

第一处理模块403,用于响应于电池包为目标电池包,打开目标电池舱对应的第一泡沫主管路的第一控制阀门和目标电池包对应的第二控制阀门,并向目标电池包灌注压缩空气泡沫,以实施灭火。

在本申请实施例的一种可能的实现方式中,该电池舱消防控制系统400还可以包括:

第二监测模块,用于对目标电池舱进行监测,以获取目标电池舱的第二目标监测数据。

第二确定模块,用于根据第二目标监测数据,确定目标电池舱是否处于异常状态;

第二处理模块,用于响应于目标电池舱处于异常状态,打开目标电池舱对应的第二泡沫主管路的第三控制阀门和喷头,并向目标电池舱舱内灌注压缩空气泡沫,以实施灭火。

本申请实施例的电池舱消防控制装置,通过对目标电池舱中至少一个电池包进行监测,以获取各电池包的第一目标监测数据;针对任一电池包,基于电池包的第一目标监测数据,确定电池包是否为目标电池包;其中,目标电池包处于热失控状态;响应于电池包为目标电池包,打开目标电池舱对应的第一泡沫主管路的第一控制阀门和目标电池包对应的第二控制阀门,并向目标电池包灌注压缩空气泡沫,以实施灭火。由此,可以有效且准确地确定处于热失控状态的目标电池包,从而仅对目标电池包实施灭火,提升电池舱内电池包消防灭火的精准性,并可以有效降低无用消防的损失。

为了实现上述实施例,本发明还提出一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时,实现如本发明前述实施例提出的电池舱消防控制方法。

为了实现上述实施例,本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如本发明前述实施例提出的电池舱消防控制方法。

为了实现上述实施例,本发明还提出一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品中的指令由处理器执行时,执行如本发明前述实施例提出的电池舱消防控制方法。

根据本发明的实施例,本发明还提供了一种电子设备、一种非临时性计算机可读存储介质和一种计算机程序产品。

如图5所示,电子设备12以通用计算设备的形式表现。电子设备12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16,系统存储器28,连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture;以下简称:ISA)总线,微通道体系结构(Micro Channel Architecture;以下简称:MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics StandardsAssociation;以下简称:VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral ComponentInterconnection;以下简称:PCI)总线。

电子设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备12访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。

存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(Random Access Memory;以下简称:RAM)30和/或高速缓存存储器32。电子设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如:光盘只读存储器(Compact Disc Read OnlyMemory;以下简称:CD-ROM)、数字多功能只读光盘(Digital Video Disc Read OnlyMemory;以下简称:DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40,可以存储在例如存储器28中,这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

电子设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备12交互的设备通信,和/或与使得该电子设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且,电子设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network;以下简称:LAN),广域网(Wide Area Network;以下简称:WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器20通过总线18与电子设备12的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备12使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现前述实施例中提及的方法。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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