[发明专利]一种用于锂电池储能的热失控抑制系统及其抑制方法

说明书

本发明公开了一种用于锂电池储能的热失控抑制系统及其抑制方法，包括探测模块、信息融合控制单元、压缩氮气泡沫灭火装备以及UPS供电模块；信息融合控制单元通过CAN总线分别与探测模块和压缩氮气泡沫灭火装备建立通讯连接，UPS供电模块提供电源；抑制系统配置于锂电池储能柜时，探测模块将采集的信息发送至信息融合控制单元，其通过模糊RBF神经网络完成信息融合，并根据融合结果控制压缩氮气泡沫灭火装备动作。本发明通过布局调整和参数设定，在一定程度上解决了传统抑制锂电池制热失控方法存在的持续降温效果较差，阻燃能力较弱的安全隐患问题，使抑制效果具有提升，通过多传感器信息融合优化了热失控预警快速性和准确性。

技术领域

本发明属于电化学储能消防安全技术领域，具体涉及一种用于锂电池储能的热失控抑制系统，还涉及一种用于锂电池热失控的抑制方法。

背景技术

锂电池储能系统作为目前最主要的电化学储能系统，其热失控抑制技术一直是储能领域关注的重点内容。锂电池热失控后的火灾不属于单一类型火灾，是一种包含了B、C、E类型的复合型火灾。如若不能在早期快速识别并有效抑制，随着电池内部电化学反应的持续发生，锂电池自身会不断排放可燃性有害气体并伴随大量热产生，抬高电芯温度，达到燃烧条件后会发生自燃，可燃气体浓度过高甚至会直接爆炸，造成储能系统重大损失。现阶段使用的热失控抑制方案中，如七氟丙烷气体，其绝缘性能好，瞬时降温快，但其持续抑制温度上升效果差；细水雾方案，其降温效果好，电气绝缘性能差，长期浸泡带电电池易造成次生伤害。因此需要解决锂电池热失控前期快速探测、抑制过程需针对B、C、E类火灾特点，隔绝可燃气体、抑制温度上升、避免引发电气次生伤害。目前，常见的传感器，如烟雾、CO传感器等，应用于探测锂电池火灾时，采集信息迟缓，只有当锂电池热失控到达一定程度时才会做出反应；又如易受环境因素影响的温度传感器，往往采集信息不准确，且若采用单一传感器，极易错报漏报而错失最佳抑制时间，导致后续热失控抑制困难而造成更危险情况发生。现有的锂电池储能联动消防装备仅在接收动作指令时输出抑制剂，而未能控制抑制剂输出量，严重影响灭火效率，且造成大量资源浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于锂电池储能的热失控抑制系统及其抑制方法，解决了目前锂电池热失控的抑制有待进一步优化和改进的问题。

本发明所采用的技术方案是，

一种用于锂电池储能的热失控抑制系统，包括探测模块、信息融合控制单元、压缩氮气泡沫灭火装备以及UPS供电模块；其中，信息融合控制单元通过CAN总线分别与探测模块和压缩氮气泡沫灭火装备建立通讯连接，UPS供电模块为抑制系统提供电源；在抑制系统配置于锂电池储能柜的情形下，探测模块用于将探测的信号发送至信息融合控制单元，信息融合控制单元通过模糊RBF神经网络完成信息融合并控制压缩氮气泡沫灭火装备动作；

其中，探测模块包括热解粒子传感器、膨胀力传感器、温度传感器、光电式烟雾传感器以及CO传感器；信息融合控制单元包括预处理模块、信息融合模块和中央控制器；压缩氮气泡沫灭火装备包括PLC控制器和泡沫发生装置。

本发明的特点还在于；

泡沫发生装置包括压缩氮气瓶、泡沫液储罐、混合室以及用于与锂电池储能柜传输泡沫的管路和电磁阀。

探测模块用于采集每个锂电池包中热解粒子浓度、膨胀力大小、温度高低、烟雾浓度以及CO浓度的环境信息；探测模块通过CAN总线向信息融合控制单元传递所采集的环境信息。

预处理模块用于将探测模块采集的环境信息转换为归一化后的环境信息；信息融合模块采用模糊RBF神经网络的方法，将归一化后的环境信息做融合处理，中央控制器用于根据归一化后的环境信息向压缩氮气泡沫灭火装备以及锂电池储能柜的管路和电磁阀发出动作指令。

所述膨胀力传感器为应力应变式传感器；热解粒子传感器由电化学传感器、激光粉尘颗粒物传感器和温度传感器三类传感器复合而成。

本发明的另一个技术方案是；