本发明涉及灭火技术领域，尤其涉及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。
背景技术：
近年来，随着国家新能源大规模发展，能源的大规模存储至关重要。集装箱式锂离子电池储能系统在大规模储能领域对解决电网用峰谷调节以及缓解能源紧缺现状方面，有着良好的应用前景。但是，由于集装箱式锂离子电池储能系统的工作环境相对密闭，散热条件有限，锂离子电池在充放电过程容易造成热量的积聚，特别是在过充、短路、过温等极端工况条件下，短时间内热量的大量集聚会导致电池温度的急剧升高并发生热失控，从而引发锂离子电池火灾爆炸事故。
集装箱式锂离子电池储能系统火灾发生时，部分电池发生燃烧爆炸后产生的热量很快会波及相邻放置的电池，导致事故发生。同时，锂离子电池燃烧产生大量高温且有毒的浓烟，存在爆炸、中毒危险，造成环境污染。此外，锂离子电池燃烧热值大，易出现复燃现象。目前国内外在集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火装置研究方面尚处于起步阶段，对其处理主要沿用传统的电气消防灭火装置，对锂离子电池火灾缺乏针对性，实际消防系统普遍采用传统的七氟丙烷灭火装置，但其效果并不十分有效。
为此我们提出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。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：集装箱式锂离子电池储能系统火灾发生时，部分电池发生燃烧爆炸后产生的热量很快会波及相邻放置的电池，导致事故发生。同时，锂离子电池燃烧产生大量高温且有毒的浓烟，存在爆炸、中毒危险，造成环境污染。此外，锂离子电池燃烧热值大，易出现复燃现象。目前国内外在集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火装置研究方面尚处于起步阶段，对其处理主要沿用传统的电气消防灭火装置，对锂离子电池火灾缺乏针对性，实际消防系统普遍采用传统的七氟丙烷灭火装置，但其效果并不十分有效。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
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。
优选的，所述视频监控系统设置在磷酸铁锂离子电池的正上方，所述照明探测系统设置在视频监控系统的左侧。
优选的，所述储能系统BMS通过视频监控系统监控PACK温度的功能，与消防灭火系统进行联动，对温度异常点及时报警，实现火源初步判定。
优选的，所述照明探测系统利用烟气、火焰等电池热失控特征，结合紫外、红外探测技术，实现火源自动识别功能。
优选的，所述集装箱为密封型的，所述集装箱的侧壁上开设有门框，所述门框上合页连接有密封门板。
优选的，所述磷酸铁锂离子电池的表面密封包裹有壳体，所述壳体的上端面设置有多个螺栓，每个所述螺栓上均螺纹连接有螺母。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、针对现有全淹没式灭火系统可能导致不必要的损失的不足，一方面利用储能系统BMS监控PACK温度的功能，与灭火系统进行联动，对温度异常点及时报警，实现火源初步判定；另一方面利用烟气、火焰等电池热失控特征，结合紫外、红外探测技术，实现火源自动识别功能。综合两方面功能，实现集装箱式锂离子电池储能系统高效定点定位灭火系统设计；
2、为了提高集装箱式锂离子电池储能系统的整体安全性，避免储能电站火灾连锁事故的发生，本项目在前期对集装箱式锂离子储能系统及其工程化应用研究的基础上，针对集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火安全，开展了从储能系统消防灭火需求分析、储能系统消防灭火装置设计及开发、装置工程化应用及功能验证三个方面开展深入系统性研究，开发高效可靠的集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火装置，有效预防集装箱储能电站发生连锁灾难事故。从而提高集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火装置性能，填补相关领域的消防设计空白，带动相关标准规程的制定，提升大规模集装箱式锂离子电池储能系统的应用水。
附图说明
图1为本发明提出的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的正面结构示意图；
图2为本发明提出的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中磷酸铁锂离子电池正面结构示意图；
图3为本发明提出的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的工作流程结构示意图。
图中：1磷酸铁锂离子电池、2储能系统BMS、3通风采暖系统、4视频监控系统、5消防灭火系统、6集装箱、7照明探测系统、8螺母、9螺栓、10壳体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1-3，一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1、储能系统BMS2、通风采暖系统3、视频监控系统4、消防灭火系统5、集装箱6和照明探测系统7，磷酸铁锂离子电池1、储能系统BMS2、通风采暖系统3、视频监控系统4、消防灭火系统5和照明探测系统7均安装在集装箱6内，储能系统BMS2设置在集装箱6内最右端，储能系统BMS2设置在磷酸铁锂离子电池1的左侧，储能系统BMS2与视频监控系统4电性连接，通风采暖系统3设置在储能系统BMS2的左侧，通风采暖系统3与外界相连通，通风采暖系统3可以一直对集装箱6内进行通风散热，避免了磷酸铁锂离子电池1内因为高温发生火灾，通风采暖系统3与储能系统BMS2之间电性连接，消防灭火系统5设置在通风采暖系统3的左侧，消防灭火系统5与照明探测系统7电性连接，消防灭火系统5与储能系统BMS2电性连接，视频监控系统4设置在磷酸铁锂离子电池1的正上方，照明探测系统7设置在视频监控系统4的左侧，储能系统BMS2通过视频监控系统4监控PACK温度的功能，与消防灭火系统5进行联动，对温度异常点及时报警，实现火源初步判定，照明探测系统7利用烟气、火焰等电池热失控特征，结合紫外、红外探测技术，实现火源自动识别功能，储能系统BMS2通过视频监控系统4监控PACK温度的功能对磷酸铁锂离子电池1周围的状况进行检测，一旦发现有火情，会将火情信息反馈给消防灭火系统5，消防灭火系统5通过照明探测系统7对磷酸铁锂离子电池1表面进行照明，并且照明探测系统7利用烟气、火焰等电池热失控特征，结合紫外、红外探测技术，实现火源自动识别功能，对温度异常点及时报警，确定火源的位置，再将位置信息反馈给消防灭火系统5，消防灭火系统5会对磷酸铁锂离子电池1的表面的着火点进行灭火，实现集装箱式锂离子电池储能系统高效定点定位灭火系统设计，集装箱6为密封型的，集装箱6的侧壁上开设有门框，门框上合页连接有密封门板，磷酸铁锂离子电池1的表面密封包裹有壳体10，壳体10的上端面设置有多个螺栓9，每个螺栓9上均螺纹连接有螺母8。
具体的，根据本项目研究内容和研究目标，本项目拟搭建一套20尺集装箱式锂离子储能消防灭火一体化试验平台，进行工程化应用及功能验证研究，本试验平台装机容量约200kW/400kWh，主要包含磷酸铁锂离子电池1、储能系统BMS2、PCS、EMS、通风采暖系统3、视频监控系统4、消防灭火系统5、照明探测系统7、集装箱6等。
本发明中，使用者使用该装置时，储能系统BMS2通过视频监控系统4监控PACK温度的功能对磷酸铁锂离子电池1周围的状况进行检测，一旦发现有火情，会将火情信息反馈给消防灭火系统5，消防灭火系统5通过照明探测系统7对磷酸铁锂离子电池1表面进行照明，并且照明探测系统7利用烟气、火焰等电池热失控特征，结合紫外、红外探测技术，实现火源自动识别功能，对温度异常点及时报警，确定火源的位置，再将位置信息反馈给消防灭火系统5，消防灭火系统5会对磷酸铁锂离子电池1的表面的着火点进行灭火，实现集装箱式锂离子电池储能系统高效定点定位灭火系统设计，其中，通风采暖系统3可以一直对集装箱6内进行通风散热，避免了磷酸铁锂离子电池1内因为高温发生火灾。
为了提高集装箱式锂离子电池储能系统的整体安全性，避免储能电站火灾连锁事故的发生，本项目在前期对集装箱式锂离子储能系统及其工程化应用研究的基础上，针对集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火安全，开展了从储能系统消防灭火需求分析、储能系统消防灭火装置设计及开发、装置工程化应用及功能验证三个方面开展深入系统性研究，开发高效可靠的集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火装置，有效预防集装箱储能电站发生连锁灾难事故，从而提高集装箱式锂离子电池储能系统消防灭火装置性能，填补相关领域的消防设计空白，带动相关标准规程的制定，提升大规模集装箱式锂离子电池储能系统的应用水平。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一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（1）、储能系统BMS（2）、通风采暖系统（3）、视频监控系统（4）、消防灭火系统（5）、集装箱（6）和照明探测系统（7），其特征在于，所述磷酸铁锂离子电池（1）、储能系统BMS（2）、通风采暖系统（3）、视频监控系统（4）、消防灭火系统（5）和照明探测系统（7）均安装在集装箱（6）内，所述储能系统BMS（2）设置在集装箱（6）内最右端，所述储能系统BMS（2）设置在磷酸铁锂离子电池（1）的左侧，所述储能系统BMS（2）与视频监控系统（4）电性连接，所述通风采暖系统（3）设置在储能系统BMS（2）的左侧，所述通风采暖系统（3）与外界相连通，所述通风采暖系统（3）与储能系统BMS（2）之间电性连接，所述消防灭火系统（5）设置在通风采暖系统（3）的左侧，所述消防灭火系统（5）与照明探测系统（7）电性连接，所述消防灭火系统（5）与储能系统BMS（2）电性连接。
2.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述视频监控系统（4）设置在磷酸铁锂离子电池（1）的正上方，所述照明探测系统（7）设置在视频监控系统（4）的左侧。
3.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述储能系统BMS（2）通过视频监控系统（4）监控PACK温度的功能，与消防灭火系统（5）进行联动，对温度异常点及时报警，实现火源初步判定。
4.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述照明探测系统（7）利用烟气、火焰等电池热失控特征，结合紫外、红外探测技术，实现火源自动识别功能。
5.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述集装箱（6）为密封型的，所述集装箱（6）的侧壁上开设有门框，所述门框上合页连接有密封门板。
6.根据权利要求1所述的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，其特征在于，所述磷酸铁锂离子电池（1）的表面密封包裹有壳体（10），所述壳体（10）的上端面设置有多个螺栓（9），每个所述螺栓（9）上均螺纹连接有螺母（8）。
技术总结
本发明公开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。本发明，针对现有全淹没式灭火系统可能导致不必要的损失的不足，利用储能系统BMS监控PACK温度的功能，与灭火系统进行联动，对温度异常点及时报警，实现火源初步判定；另一方面利用烟气、火焰等电池热失控特征，结合紫外、红外探测技术，实现火源自动识别功能。综合两方面功能，实现集装箱式锂离子电池储能系统高效定点定位灭火系统设计。
技术研发人员：姚浩伟;宋怀涛;魏晓鸽;王新丰;宋锦秀;屈新蕊;陈鸿稳;燕盛锴;黎健雄
受保护的技术使用者：郑州轻工业学院
技术研发日：.06.14
技术公布日：.09.13
