一种锂电池储能系统的消防预警装置

技术领域

本发明涉及锂电池储能电气控制领域，尤其涉及一种锂电池储能系统的消防预警装置。

背景技术

近年来，随着社会用电量每年激增，分布式能源及可再生能源规模不断壮大，微电网等新业态不断发展，储能市场也催生出了可以充放电的锂电池储能系统并使其有了更大的发展空间。

锂电池储能系统通常为集装箱式的储能系统，主要单元包括锂电池柜、锂电池控制系统BMS、逆变器柜、开关柜、监控柜、空调系统、照明系统和消防系统等；国内外经常会出现锂电池储能电站火灾的事故，并且火灾一旦发生就会造成严重的后果；现有的消防系统大部分是工业通用型的消防系统，根据集装箱中的温感和烟感来触发消防系统工作，而与锂电池核心信息相关联的非常少；而锂电池发热是从内部产生的，现有消防系统检测到温度或烟雾信号时，锂电池储能系统已经出现燃烧现象，再去扑灭明火较为困难。

为解决此技术问题，申请号为CN201910516527.2的专利提出了一种集装箱式锂离子电池储能系统用高效定点定位灭火系统，包括磷酸铁锂离子电池、储能系统BMS、通风采暖系统、视频监控系统、消防灭火系统、集装箱和照明探测系统，所述磷酸铁锂离子电池、储能系统BMS、通风采暖系统、视频监控系统、消防灭火系统和照明探测系统均安装在集装箱内，所述储能系统BMS设置在集装箱内最右端，所述储能系统BMS设置在磷酸铁锂离子电池的左侧，所述储能系统BMS与视频监控系统电性连接，所述通风采暖系统设置在储能系统BMS的左侧，所述通风采暖系统与外界相连通，所述通风采暖系统与储能系统BMS之间电性连接，所述消防灭火系统设置在通风采暖系统的左侧，所述消防灭火系统与照明探测系统电性连接，所述消防灭火系统与储能系统BMS电性连接；此技术中储能系统BMS通过视频监控系统监控锂电池的温度，但视频监控系统只能监控到烟雾等视觉图像，不能够提前感知锂电池内部的发热状况，仍然不能解决存在的技术问题。

因此，亟需一种锂电池储能系统的消防预警装置来解决现有的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种锂电池储能系统的消防预警装置，通过在电池组内部安装温度传感器来监测电池组的温度信息，再将温度信息传递至BMS控制器，BMS控制器内的温度信息通过CAN总线传递至消防预警控制器，消防预警控制器控制消防喷射阀实现消防剂喷射，从而实现预防和灭火功能。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种锂电池储能系统的消防预警装置，包括消防预警控制器和与所述消防预警控制器通过CAN总线进行通讯的BMS控制器，以及与所述BMS控制器电连接的温度传感器；所述温度传感器检测电芯的温度并将温度信号传递至所述BMS控制器，所述BMS控制器通过CAN总线将温度信号传递至所述消防预警控制器，所述消防预警控制器根据温度值及温度变化率对电芯热失控做出预警或灭火判断。

进一步的，若干个所述温度传感器分别固定安装在若干个电池仓内，并与电芯的表面贴合，以检测电池仓内电池组电芯的温度。

进一步的，本装置还包括设置在包装壳体内的消防剂喷射装置，所述消防剂喷射装置上设置有消防喷射电磁阀，所述消防喷射电磁阀控制消防剂的喷射与关闭。

进一步的，所述消防预警控制器与所述消防喷射电磁阀电连接，根据温度信号控制所述消防喷射电磁阀的开启与关闭，从而控制消防剂的喷射状态。

更进一步的，本装置还包括显示器；所述消防预警控制器与所述显示器通过CAN总线进行通讯，将数据流通过CAN总线输送至所述显示器，所述显示器显示电池组电芯的温度值及所述消防喷射电磁阀的开启与关闭状态。

更进一步的，本装置还包括开关电源；所述开关电源的输入端与市电连接，其输出端与所述消防预警控制器电连接，为所述消防预警控制器及显示器提供24V电源。

进一步的，本装置还包括信号指示灯和按键组，所述消防预警控制器分别与所述信号指示灯及按键组电连接；所述信号指示灯及按键组安装在所述控制箱面板上。

更进一步的，所述按键组包括：所述按键组包括：手动模式/自动模式旋钮开关按键、紧急停止按键、手动启动按键、声光启停按键和系统复位按键。

更进一步的，所述信号指示灯包括：所述信号指示灯包括：主电指示灯、备电指示灯、运行指示灯、启动指示灯、故障指示灯、检修指示灯、局部喷放指示灯、整体喷放指示灯和应急喷放指示灯。

进一步的，本装置还包括设置在电池组输出电路上的电压检测传感器；所述电压检测传感器与所述BMS控制器电连接，所述电压检测传感器检测电池组的输出电压并将电压信号传递至所述BMS控制器，所述BMS控制器通过CAN总线将电压信号传递至所述消防预警控制器，以检测电池组是否正常工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过在电池组内部安装温度传感器来监测电池组的温度信息，再将温度信息传递至BMS控制器，BMS控制器内的温度信息通过CAN总线传递至消防预警控制器，消防预警控制器根据温度值和温度变化率来控制消防喷射阀实现消防剂喷射，从而实现预防和灭火功能，避免了在已经发生明火的情况下，传统消防系统滞后启动的问题，最大程度上保证了锂电池储能系统的用电安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明一些实施方式，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。

图1为本发明的原理流程图；

图2为本发明的电器控制箱面板图；

图3为本发明的锂电池储能系统图。

图中：1、温度传感器；2、消防喷射电磁阀；3、显示器；4、包装壳体；5、电池组。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1至3所示，一种锂电池储能系统的消防预警装置，包括消防预警控制器、BMS控制器、温度传感器1、信号指示灯、显示器3、开关电源和按键组；其中所述消防预警控制器、信号指示灯、显示器3、开关电源和按键组固定安装在电器控制箱内，所述BMS控制器和温度传感器1固定安装在锂电池储能系统中。

BMS是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的缩写，具体为电池管理系统。

所述电器控制箱包括控制箱壳体和固定安装在控制箱壳体上的控制箱面板；

所述消防预警控制器固定安装在所述控制箱壳体内；

所述开关电源固定安装在所述控制箱壳体内，设置于所述消防预警控制器的一侧；

所述开关电源的输入端与市电连接，其输出端与所述消防预警控制器电连接，为所述消防预警控制器及显示器3提供24V电源。

所述显示器3、信号指示灯和按键组固定安装在所述控制箱盖板上。

所述消防预警控制器分别与信号指示灯及按键组电连接。

锂电池储能系统包括由若干个电芯组成的电池组5和设置在电池组5外部的包装壳体4；所述包装壳体4将所述电池组5与外界分隔开；

同时所述包装壳体4内部设置有若干个分隔开的电池仓，所述电池组5设置在电池仓内，这样电池组之间被分割开；

所述包装壳体4可以为集装箱形式。

所述BMS控制器设置在所述包装壳体4的一侧；

若干个所述温度传感器1分别固定安装在若干个电池仓内，并与电芯的表面贴合，以检测电池仓内电池组电芯的温度；

所述温度传感器1与所述BMS控制器电连接；将温度信号传递至所述BMS控制器。

所述BMS控制器与所述消防预警控制器通过CAN总线进行通讯；

所述BMS控制器将温度信号通过CAN总线传送至所述消防预警控制器；

所述消防预警控制器与所述显示器3通过CAN总线进行通讯，将数据流通过CAN总线输送至所述显示器3，所述显示器3显示电池组电芯的温度值。

一种锂电池储能系统的消防预警装置，还包括设置在所述包装壳体4内的消防剂喷射装置，所述消防剂喷射装置上设置有消防喷射电磁阀2，所述消防喷射电磁阀2控制消防剂的喷射与关闭。

所述消防预警控制器与所述消防喷射电磁阀2电连接，根据温度信号控制所述消防喷射电磁阀2的开启与关闭，从而控制消防剂的喷射状态。

所述消防预警控制器通过CAN总线与显示器3进行通讯，将所述消防喷射电磁阀2的开启与关闭传递给显示器3，所述显示器3显示所述消防喷射电磁阀2的开启与关闭状态。

本装置还包括设置在电池组输出电路上的电压检测传感器；所述电压检测传感器与所述BMS控制器电连接，所述电压检测传感器检测电池组的输出电压并将电压信号传递至所述BMS控制器，所述BMS控制器通过CAN总线将电压信号传递至所述消防预警控制器，以检测电池组是否正常工作。

所述按键组与所述消防预警控制器电连接；

所述按键组包括：手动模式/自动模式旋钮开关按键、紧急停止按键、手动启动按键、声光启停按键、系统复位按键，总共五个功能按键。

手动模式/自动模式旋钮开关按键的功能是：用于预警装置手动模式和自动模式的切换；其中手动模式可以用于手动启停控制消防系统，可以在紧急情况下操作消防系统启停，可手动控制消防剂的喷放和停止，相当于人为干预消防剂的喷放。

紧急停止按键的功能是：在紧急情况下停止消防剂的喷放，阻止消防剂对外喷放。

手动启动按键的功能是：用于预警装置在手动模式下，手动启动消防系统喷射阀，手动启停消防剂的喷放。

声光启停按键的功能是：当有故障出现时，可以手动对故障复位操作，提醒操作人员查看故障信息，检查故障。

系统复位按键的功能是：当系统有故障或进入紧急停止状态下，需要对系统进行复位操作，使装置恢复到正常运行状态。

所述信号指示灯与所述消防预警控制器电连接；

所述信号指示灯包括：主电指示灯、备电指示灯、运行指示灯、启动指示灯、故障指示灯、检修指示灯、局部喷放指示灯、整体喷放指示灯、应急喷放指示灯，总共九个功能指示灯。

主电指示灯的功能是：当整个装置正常供电时，主电指示灯常亮。

备电指示灯的功能是：单整个装置主电失常，由电池供电时，备电指示灯常亮。

运行指示灯的功能是：当整个装置正常运行，程序正常工作时，运行指示灯常亮。

启动指示灯的功能是：当装置整体喷射阀动作，对外整体喷放消防剂时，启动指示灯常亮。

故障指示灯的功能是：当装置运行中检测出现故障时，比如出现电压、温度异常等故障，故障指示灯常亮，按下故障启停按键，可以对故障进行手动复位。

检修指示灯的功能是：当设备进入紧急停止状态，需要人员检修时，检修指示灯常亮。

局部喷放指示灯的功能是：当装置对单个电池模组对应喷放消防剂时，局部喷放指示灯常亮。

整体喷放指示灯的功能是：当装置对设备整体喷放消防剂，整体喷射阀动作时，整体喷放指示灯常亮。

应急喷放指示灯的功能是：当装置进入手动模式下，手动对设备整体喷放消防剂时，应急喷放指示灯常亮。

具体使用时，温度传感器1检测电池组电芯的温度，并将温度信号传递至BMS控制器，所述BMS控制器将温度信号通过CAN总线传递至消防预警控制器，所述消防预警控制器根据温度信号判断是否开启所述消防喷射电磁阀2，从而对锂电池储能系统的电芯热失控做出预警和及时扑灭明火。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明实施例技术方案。