集装箱式储能电池站的安全控制方法

技术领域

本发明涉及电化学储能领域，具体涉及一种集装箱式储能电池站的安全控制方法。

背景技术

目前，锂离子电池电站，一旦一个电池簇着火，会影响周围其他电池簇，难以有效控制整个电池电站。

综上所述，现有技术中存在以下问题：现有的锂离子电池电站，锂离子电池电站，一旦一个电池簇着火，会影响周围其他电池簇，而且难以有效控制。

发明内容

本发明提供一种集装箱式储能电池站的安全控制方法，以解决现有的锂离子电池电站，锂离子电池电站，一旦一个电池簇着火，会影响周围其他电池簇，而且难以有效控制的问题。

为此，本发明提出一种集装箱式储能电池站的安全控制方法，所述安全控制方法包括：

在集装箱箱体内设置多个相互物理隔离的隔离仓，并使得水在各隔离仓之间互不渗透；

隔离仓的周向为防火墙，隔离仓的底部为底壁，隔离仓的周向和底部使形成容纳水的密闭空间；在每个防火墙内设置阻燃材料层，使得所述防火墙的耐火时间为1小时以上；

每个隔离仓的顶部为敞口，从敞口处向隔离仓内伸入进水管；

在每个隔离仓上设置溢流管；

通过向集装箱箱体安装供水管向各隔离仓的进水管供水，用集装箱箱体的底部空间收集溢流管的排水；

在每个隔离仓内放入一个电池柜，每个电池柜容纳多个电池模组；

用温感和烟感探测器和可燃气体探测器实时监测每个隔离仓并反馈给控制柜；

当某个隔离仓内的电池模组出现着火情况时，控制柜自动定位该着火的隔离仓，然后切断该着火的隔离仓的电源，接着通过该着火的隔离仓的进水管向隔离仓注水灭火。

进一步地，所述控制柜通过电磁阀自动向着火的隔离仓的进水管注水。

进一步的，隔离仓的底壁高于集装箱箱体的底部，当着火的隔离仓的注水超过一定高度时，通过该着火的隔离仓的溢流管将注水排出到集装箱箱体的底部。

进一步的，

在集装箱底壁上设置冷却废水收集池，收集各溢流管排出的废水，在集装箱箱体上设置排水口，用于排出冷却废水收集池的废水。

进一步的，用移动抽水车，专门收集从所述排水口抽走的冷却废水收集池中的废水。

进一步的，将温感和烟感探测器和可燃气体探测器分别设置在各隔离仓的顶部，并采用电缆连接到各隔离仓外的控制柜，所述电缆采用上进上出方式通过各隔离仓的敞口伸出隔离仓。

进一步的，所述隔离仓为箱型，每个隔离仓包括：隔仓底壁和分别设置在隔仓底壁前后左右四个侧向上的防火墙，每个防火墙包括：外层钢板、内层钢板和夹在两层钢板之间的阻燃材料层；所述阻燃材料层的材质为防火阻燃岩棉，所述防火墙的厚度为50mm；外层钢板有效厚底不低于1.6mm，内层钢板有效厚度不低于3.0mm，所述防火墙的耐火时间为2小时以上。

进一步的，在集装箱箱体内将多个电池柜分两行相互面对布置，每个电池柜的前面设有外开式开门，所述外开式开门为对开门，其中第一行的电池柜的开门设置在集装箱前侧壁上，第二行的电池柜的开门面设置在集装箱后侧壁上。

进一步的，所述电磁阀为电动球阀，在每个隔离仓的进水管上一只常闭的所述电动球阀，在电动球阀出口处设置一只常开的手动球阀和一只常开的电动排空阀，用于电动球阀的定时检漏和动作试验，当温度符合联动触发条件时，顺序关闭电动排空阀，然后开启进水总阀和对应的隔离仓的进水阀，使水注满整个隔离仓。

进一步的，在集装箱的顶部开口，引入供水管向进水管供水，在供水管上设干路电磁阀，控制柜控制干路电磁阀，以向各隔离仓供水。

本发明通过对集装箱储能电池的合理分隔，实现了电池之间的物理隔离，避免一些电池热失控后，由于热辐射造成火灾事故扩散，提升储能系统安全性。进而，本发明通过对着火的电池柜或隔离仓进行注水灭火，能够快速控制电池柜或隔离仓的火灾，同时，由于隔离仓互不渗透，注水后的电池柜或隔离仓不影响其他没有注水的电池柜或隔离仓，这样，只有着火的电池柜或隔离仓单独受到了损失，避免了没有火灾情况的电池柜或隔离仓的更大损失，从而保全了其他电池柜或隔离仓，保障了整个电站的运行和安全。

附图说明

图1为本发明的安全控制方法的流程图；

图2为本发明的安全控制方法示出了集装箱主视方向的开门结构；

图3用集装箱式储能电池站的俯视方向的结构，示出了本发明的的安全控制方法采用的供水路线的示意图，其中去除了集装箱顶壁；

图4用集装箱式储能电池站的侧视方向的外部结构示意图，示出了本发明的电池液废水池；

图5用集装箱式储能电池站的侧视方向的内部结构示意图，示出了本发明的电池液废水收集的过程；

图6用俯视图示出了本发明的安全控制方法采用的单个隔离仓的进水和溢流结构。

附图标号说明：

100、集装箱箱体；101、集装箱前侧壁；102、集装箱后侧壁；103、集装箱左侧壁；104、集装箱右侧壁；105、集装箱底壁；106、集装箱顶壁；

200、隔离仓；300、隔离变装置；400、汇流柜；500、控制柜；600、空调；700、电池簇；210、进水管；220、溢流管；230、前侧的防火墙；240、后侧的防火墙；250、左侧的防火墙；260、右侧的防火墙；205、可燃气体探测器；208、烟感(温感)报警器；

201、开门；150、供水管；155、地面；160、冷却废水收集池；

111、应急灯；112、防爆型防火风机箱；113、消防配电柜；115、排风口；120、消防报警指示灯。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。

本发明提出一种集装箱式储能电池站的安全控制方法，所述安全控制方法采用集装箱式储能电池站，图1、图2所示，所述安全控制方法包括：

在集装箱箱体100内设置多个相互物理隔离的隔离仓200，并使得水在各隔离仓之间互不渗透；所述集装箱箱体包括：集装箱前侧壁101、集装箱后侧壁102、集装箱左侧壁103、集装箱右侧壁104、集装箱底壁105和集装箱顶壁106；

如图2和图3所示，隔离仓200的周向为防火墙，隔离仓的底部为底壁，隔离仓的周向和底部使形成容纳水的密闭空间；防火墙，如图6所示，分别为：前侧的防火墙230、后侧的防火墙240、左侧的防火墙250、右侧的防火墙260，防火隔离仓底壁可以利用集装箱底壁制成，或者采用集装箱底壁105作为防火隔离仓底壁，这样，节约材料，便于制作；四个侧向上的防火墙和防火隔离仓底壁形成容纳冷却水的密闭空间；每个防火隔离仓的顶部为敞口；在每个防火墙内设置阻燃材料层，使得所述防火墙的耐火时间为1小时以上；每个隔离仓的顶部为敞口，从敞口处向隔离仓内伸入进水管210；

在每个隔离仓200上设置溢流管220；

通过向集装箱箱体安装供水管150向各隔离仓的进水管供水，设置在集装箱底壁之下的冷却废水收集池160，用集装箱箱体的底部收集溢流管的排水；所述冷却废水收集池位于地面之下，冷却废水收集池160收集各溢流管220排出的废水。电池液泄出对环境具有一定影响，所以，通过冷却废水收集池160专门收集，以实现消防和环保的统一规划。

如图4和图5所示，所述集装箱箱体设置在地面155上，所述集装箱式储能电池站还包括：设置在集装箱底壁之下的冷却废水收集池160，所述冷却废水收集池位于地面之下，冷却废水收集池160收集各溢流管220排出的废水。电池液泄出对环境具有一定影响，所以，通过冷却废水收集池160专门收集，以实现消防和环保的统一规划。

在每个隔离仓200内放入一个电池簇700(多个电池箱)，每个电池簇容纳多个电池模组；

用烟感(温感)探测器208和可燃气体探测器205实时监测每个隔离仓并反馈给控制柜500；

当某个隔离仓内的电池模组出现着火情况时，控制柜自动定位该着火的隔离仓，然后切断该着火的隔离仓的电源，接着通过该着火的隔离仓的进水管向隔离仓注水灭火，再接着通过溢流管将灭火后的废水排出到隔离仓和集装箱之外，并专门收集，防止废水泄露。进一步的，在集装箱底壁之下设置冷却废水收集池，收集各溢流管排出的废水在由于电池注水后，会有电池液泄出，对环境具有一定影响，因此设计了消防废水收集装置，即冷却废水收集池，用于专门收集废水。

进一步地，所述控制柜通过电磁阀自动向着火的隔离仓的进水管注水，这样，能够实现自动控制，能够及时注水。

进一步的，隔离仓的底壁高于集装箱箱体的底部，当着火的隔离仓的注水超过一定高度时，通过该着火的隔离仓的溢流管将注水排出到集装箱箱体的底部。这样，着火的隔离仓有注水，也有排水，而且，排出到集装箱箱体的底部的冷却废水收集池，不积存在隔离仓中。

进一步的，用移动抽水车，专门收集从所述排水口抽走的冷却废水收集池中的废水。这样，可以和集装箱式电站相配合，可以不占用场地，灵活排水。

进一步的，将温感和烟感探测器和可燃气体探测器分别设置在各隔离仓的顶部，能够有效的采集温度和冒烟情况，并采用电缆连接到各隔离仓外的控制柜，所述电缆采用上进上出方式通过各隔离仓的敞口伸出隔离仓，以便不影响隔离仓容纳注水。

进一步的，所述隔离仓为箱型，每个防火墙包括：外层钢板、内层钢板和夹在两层钢板之间的阻燃材料层；所述阻燃材料层的材质为防火阻燃岩棉，例如为A级防火阻燃岩棉，需具备防水功能，所述防火墙的厚度为50mm；外层钢板有效厚底不低于1.6mm，内层钢板有效厚度不低于3.0mm，所述防火墙的耐火时间为2小时以上。这样，便于隔离仓一块一块制作安装和模块化安装制作。另外，上述阻燃厚度和钢板厚度保证防火墙不泄露，并且耐火时间为2小时以上。

进一步的，在集装箱箱体内将多个电池柜分两行相互面对布置，每个电池柜的前面设有外开式开门，所述外开式开门为对开门，其中第一行的电池柜的开门设置在集装箱前侧壁上，第二行的电池柜的开门面设置在集装箱后侧壁上。这样，方便将电池和电池柜以及其他部件安装和拆卸，也便于维修，能够充分利用集装箱的有效空间。

每个电池簇的尺寸为：1200mm长×725mm厚×2300mm高，所述集装箱箱体为12192mm长×3000mm厚×3000mm高，做到集装箱和电池簇相互配合，数量布置合理。两行防火隔离仓200中间设有间隔空间，两行隔离仓200间距例如为1米至1.1米，保持一定安全间距。电池簇距离集装箱顶部0.5至0.7米，以保证走线和空间余量。每行中，各防火隔离仓200依次邻接，相邻两个防火隔离仓200共用一个侧向防火墙，这样，节约材料。

进一步的，所述电磁阀为电动球阀，在每个隔离仓的进水管上一只常闭的所述电动球阀，在电动球阀出口处设置一只常开的手动球阀和一只常开的电动排空阀，用于电动球阀的定时检漏和动作试验，当温度符合联动触发条件时，顺序关闭电动排空阀，然后开启进水总阀和对应的隔离仓的进水阀，使水注满整个隔离仓。

消防系统含管道，电动球阀，手动球阀，电动排空阀等。引一路DN65进水母管，母管上设置一只电动球阀，并从母管上引出DN65支管至每一个隔离仓(电池隔舱)，每个支管上设置一只DN65电动球阀(常闭)，同时，每个支路电动(球)阀出口设置一只手动球阀(平时开启)和一只电动排空阀(常开)，用于电动(球)阀的定时检漏和动作试验。当温度符合联动触发条件时，根据消防联锁来信号，顺序关闭电动排空阀，然后开启DN65进水总阀和对应的电池隔仓的分支进水管的进水阀。使水注满整个隔离仓(也称电池舱)，电动检修排污阀常开，用于防止因支路电动(球)阀泄漏水量进入电池隔离仓内，即隔离仓(也称电池舱)以防止渗漏引起设备损失。母管上总电动球阀后管道设置一只流量开关。

图2和图3所示，本发明采用的集装箱式储能电池站包括：

长方体形的集装箱箱体100，所述集装箱箱体包括：集装箱前侧壁101、集装箱后侧壁102、集装箱左侧壁103、集装箱右侧壁104、集装箱底壁105和集装箱顶壁106；

设置在所述集装箱箱体中的多个防火隔离仓200、每个防火隔离仓包括：防火隔离仓底壁和分别设置在防火隔离仓底壁前后左右四个侧向上的防火墙，分别为：前侧的防火墙230、后侧的防火墙240、左侧的防火墙250、右侧的防火墙260，防火隔离仓底壁可以利用集装箱底壁制成，或者采用集装箱底壁105作为防火隔离仓底壁，这样，节约材料，便于制作；四个侧向上的防火墙和防火隔离仓底壁形成容纳冷却水的密闭空间；每个防火隔离仓的顶部为敞口；

每个防火墙包括：两层钢板和夹在两层钢板之间的阻燃材料；所述防火墙的耐火时间为1小时以上；进一步地，所述阻燃材料层的材质为防火阻燃岩棉，所述阻燃材料的厚度为50mm，能够实现耐火时间为2小时以上，能够实现较好的防火阻燃作用。

其中，如图5所示，每个防火隔离仓200中前侧的防火墙230在集装箱前侧壁101或集装箱后侧壁102的基础上形成，即以集装箱前侧壁101或集装箱后侧壁102作为每个防火隔离仓中前侧的防火墙230，这样，可以充分利用集装箱的箱板；前侧的防火墙230设有开门201，以便安装拆卸电池簇和进行维修；

每个防火隔离仓中设有一个电池簇700，电池簇700中设有多个电池箱或电池模组；

如图5和图6所示，每个防火隔离仓还设有进水管210和溢流管220；所述集装箱箱体上设有与各进水管210相连的供水管150，进水管210、溢流管220和供水管均为不锈钢材质，以便在着火时能够供水。

进一步地，如图3所示，所述集装箱式储能电池站还包括：1台PCS隔离变装置(也称储能变流器)300、1台汇流柜400、1台控制柜500和空调600；由于集装箱内为封闭空间，通过空调，可以有效控制集装箱的温度。各电池柜分别与所述PCS隔离变装置、所述汇流柜、控制柜连接。汇流柜400与各电池簇700串联，进行汇流，控制柜500用于接收各电池簇700的各种检测信号，控制各电池簇700的通电、断电、以及整个集装箱的空调、防火、通风及其他电气设置。

进一步地，所述集装箱顶壁106设有连接孔(图中未示出)，所述供水管150从集装箱顶壁的连接孔中伸入到集装箱箱体100内。通过在集装箱顶壁106开设连接孔，便于供水，连接孔例如位于集装箱顶壁106中央，便于快速的向各个防火隔离仓200供水。

进一步地，如图4和图5所示，所述集装箱箱体设置在地面155上，所述集装箱式储能电池站还包括：设置在集装箱底壁之下的冷却废水收集池160，所述冷却废水收集池位于地面之下，冷却废水收集池160收集各溢流管220排出的废水。电池液泄出对环境具有一定影响，所以，通过冷却废水收集池160专门收集，以实现消防和环保的统一规划。

进一步地，所述冷却废水收集池160设有伸出到地面的排水口，以便冷却废水收集池的方便排出。进一步地，所述集装箱式储能电池站还包括：设置在集装箱后侧壁或集装箱左侧壁上的应急灯111，以实现外界断电时，集装箱内的照明。

进一步地，所述集装箱式储能电池站还包括：设置在集装箱箱体中的防爆型防火风机箱112，以实现及时排风。采用防爆型防火风机箱112，适合在集装箱内有电池和可燃气体的情况下安全排风。

进一步地，所述集装箱式储能电池站还包括：设置在集装箱箱体中的消防配电柜113，以实现消防功能。

另外，集装箱前侧壁101的顶部，还布置有一个排风口115，便于排风；集装箱左侧壁103上布置有上下两个排风口115，便于排风，集装箱左侧壁103还设有拉门和消防报警指示灯120，根据可燃气体探测的情况和温度情况进行反映，可以发出报警，从集装箱外就能发现。

本发明在集装箱中设置隔离仓，并将电池簇单独设置在隔离仓中，省去了土工建设，而且能够在现场外预制，到现场安装，节省制作时间。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。