[实用新型]一种储能系统锂离子电池火灾预警系统

说明书

本实用新型涉及储能系统锂离子电池火灾预警系统，属于锂离子电池技术领域。本实用新型包括储能构件和预警系统，储能构件包括储能箱体和锂离子电池，预警系统包括激光器、光隔离器、光耦合器、AOM、光纤放大器、消偏器、第一环形器、第二环形器、光纤布拉格光栅FBG、光纤控制器、EOM、扫频器、光电探测器、数据采集器、计算机。本实用新型实现锂离子电池模组中单体电池的温度和应变的实时显示，能够方便、有效地为储能系统锂离子电池系统进行热失控监测。

技术领域

本实用新型涉及一种储能系统锂离子电池火灾预警系统，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

国内外都对锂离子电池储能项目进行了大量的部署，随着储能电站的不断部署，储能系统的火灾事故也更加频繁，而锂离子电池储能系统火灾事故多是由于锂离子电池热失控所引起的火灾事故，锂离子电池作为储能系统的关键组成部分，其对整个储能系统的储能能力、安全性和经济性都有着巨大的影响。

锂离子电池的热失控过程虽然说很复杂，但其本质可以看做是由于不正常使用或意外情况下，所造成的受限空间内的瞬时过热膨胀过程，这导致锂离子电池热失控的外在表现一般为温度升高、壳体变形以及冒烟等等，且锂离子电池储能系统一般固定于一个较为温和的室内环境中，不易发生受外力作用导致的电池破坏，这导致锂离子电池热失控的外在表现一般为温度升高、壳体变形以及冒烟等等，所以对储能系统锂离子电池在用过程中的温度与应变参数监控至关重要。

锂离子电池的最佳工作温度为10℃-35℃、一般工作温度为-20℃-45℃、最大承受温度为-40℃-60℃、正常情况下膨胀率较低在轴向应变4％(2.5mm)左右可以忽略不计、热失控发生轴应变就会变得更加显著达到10％(6.5mm)。目前监测技术有：热电偶检测技术、红外热成像技术以及光纤传感技术。

热电偶检测技术是接触式温度测量技术，所以在锂离子电池储能系统中只能使用热电偶监视器来测量电池表面的采样点的温度，无法得知电池的最大温度，出现了测量电池温度的错误。另外，有限的温度数据不能反映电池整体的温度分布特性，直接影响锂电池安全性的分析和判断。

红外热成像技术是一种柔性的自动化测温技术，但在储能系统中因红外成像是一种面温度测量技术，而储能系统中锂离子电池一般会以电池组的形式放置，这将导致其测量的仅仅是电池表面所有点的温度分布情况。且在对锂离子电池进行测温时，需要垂直对准锂离子电池组表面，在任何情况下，角度不应该超过30°，辐射源到光学系统的距离也不宜过远，导致热成像技术在储能系统应用中的存在一定的局限性。

目前国内外对锂离子电池储能项目的不断推进，使得锂离子电池的电池容量、功率不断提升，锂离子电池春能系统中大量锂离子电池紧密排列在一个空间内，当一个单体电池发生热失控时，其所造成的后果是不可估量的，而采用分布式光纤传感技术对锂离子电池储能系统的温度和应变的实时监测，将大大提高锂离子电池储能系统内的安全性。

实用新型内容

针对现有技术中锂离子电池储能系统内的安全性监测的问题，本实用新型提供一种储能系统锂离子电池火灾预警系统，本实用新型多个锂离子电池单体可装入储能箱体的电池单元中，电池单元外设置有空气流道，可以防止储能箱体内热量的堆积，每个电池单元均含有传感光纤通道，使得每个锂离子电池单体的温度和应变参数变化都被传感光纤监测，并通过光电探测器转化为电信号，经数据采集器采集后传输给计算机进行统计，并进行实时监控预警。

一种储能系统锂离子电池火灾预警系统，包括储能构件和预警系统，储能构件包括储能箱体2和锂离子电池，预警系统包括激光器1、光隔离器3、光耦合器4、AOM5、光纤放大器6、消偏器7、第一环形器9、第二环形器8、光纤布拉格光栅FBG10、光纤控制器11、EOM12、扫频器13、光电探测器14、数据采集器15、计算机16，