1.本發(fā)明涉及一種浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)及消防控制方法，屬于儲(chǔ)能電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.目前，儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心是電池系統(tǒng)，通常電池系統(tǒng)內(nèi)包含成百個(gè)電芯，當(dāng)單個(gè)電芯發(fā)生熱失控時(shí)，劇烈的反應(yīng)會(huì)引燃周圍的電芯，從而引發(fā)火災(zāi)。目前，儲(chǔ)能電池行業(yè)內(nèi)配備的消防方案通常為氣體滅火系統(tǒng)和細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，而氣體滅火系統(tǒng)又可分為七氟丙烷和全氟己酮等滅火系統(tǒng)。進(jìn)一步的，行業(yè)內(nèi)逐漸形成了針對(duì)電池模組級(jí)的消防系統(tǒng)，電芯本身的冷卻方式仍為傳統(tǒng)的冷板式液冷或風(fēng)冷，在電芯熱失控時(shí)，通過(guò)額外添加的消防支路和儲(chǔ)液箱向電池模組內(nèi)注入冷卻液實(shí)現(xiàn)淹沒(méi)式消防。

3.首先，對(duì)于氣體滅火系統(tǒng)，七氟丙烷滅火系統(tǒng)只能作為整艙級(jí)全淹沒(méi)式滅火系統(tǒng)，無(wú)法直接作用于電芯，滅火效能低，且不具備降溫效果，易復(fù)燃；全氟己酮滅火系統(tǒng)可以做到電池模組級(jí)消防，但由于噴放需要較好的霧化，因此需要配套噴頭，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。其次，對(duì)于細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，雖然降溫性能較好，但系統(tǒng)整體壓力高，具有一定的危險(xiǎn)性，同時(shí)，其仍屬于整艙級(jí)全淹沒(méi)式滅火系統(tǒng)，在撲滅局部火勢(shì)的同時(shí)會(huì)造成其余電芯淋水失效，整體損失較大。

4.最后，通過(guò)向模組內(nèi)注液實(shí)現(xiàn)的淹沒(méi)式消防系統(tǒng)存在以下缺點(diǎn)：

5.熱失控時(shí)注入的水基冷卻液導(dǎo)電，容易使其余電芯短路，從而導(dǎo)致火勢(shì)加??；

6.通過(guò)電磁閥控制冷卻液注入，存在響應(yīng)的及時(shí)性的問(wèn)題，并且一旦電磁閥失效會(huì)使冷卻液淋到其余電芯上，從而導(dǎo)致短路，可靠性不高；

7.在原有電池系統(tǒng)基礎(chǔ)上額外添加消防管路和儲(chǔ)液箱會(huì)使得整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地變大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

8.本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，它能夠克服現(xiàn)有儲(chǔ)能電池消防系統(tǒng)中存在的滅火成本高、響應(yīng)及時(shí)性差、可靠性不高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題和缺陷。

9.為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，包括：

10.電池柜，所述電池柜包括至少一個(gè)電池箱，電池箱內(nèi)容置多個(gè)浸沒(méi)在冷卻液中的電芯；

11.浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)，所述浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)分別與所述電池箱相連；

12.電池管理系統(tǒng)，所述電池管理系統(tǒng)用于判定電芯是否發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象及當(dāng)某個(gè)電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時(shí)控制浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)向該電芯所在的電池箱內(nèi)間歇性地泵入冷卻液，其中，每?jī)纱伪萌肜鋮s液之間的時(shí)間間隔內(nèi)，保證發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電

芯上方始終被冷卻液所覆蓋。

13.進(jìn)一步，所述浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)包括：

14.連接在電池箱的冷卻液入口處的電磁閥；

15.冷卻液管路，所述冷卻液管路中設(shè)有回液管路、供液管路、泵和罐，所述供液管路與各電磁閥相連，所述電池箱的各冷卻液出口與所述回液管路相連；其中，

16.所述電池管理系統(tǒng)通過(guò)控制相應(yīng)電磁閥以控制向相應(yīng)電池箱內(nèi)泵入冷卻液；

17.所述電池管理系統(tǒng)通過(guò)泵以控制泵入相應(yīng)電池箱內(nèi)的冷卻液的量。

18.進(jìn)一步，所述冷卻液管路中還設(shè)有用于與冷卻液進(jìn)行換熱的外部換熱設(shè)備。

19.進(jìn)一步，為了監(jiān)控浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，所述供液管路上設(shè)有供液壓力傳感器；

20.和/或所述回液管路上設(shè)有回液壓力傳感器。

21.進(jìn)一步，為了防止電芯熱失控時(shí)產(chǎn)生的污染物回灌進(jìn)正常狀態(tài)的電池箱內(nèi)，否則污染物會(huì)使電芯10的冷卻環(huán)境惡劣，影響換熱效果，所述電池箱的冷卻液出口與所述回液管路之間連接有單向閥。

22.進(jìn)一步，所述電池箱的上端設(shè)有防爆閥；

23.所述電池柜上方設(shè)有報(bào)警傳感器，所述報(bào)警傳感器與所述電池管理系統(tǒng)相連；所述報(bào)警傳感器適于觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將報(bào)警信號(hào)傳遞給所述電池管理系統(tǒng)；

24.所述報(bào)警傳感器為煙霧報(bào)警器和/或可燃?xì)怏w探測(cè)器；其中，

25.所述煙霧報(bào)警器適于在當(dāng)電池箱內(nèi)部氣體壓力積累到一定值時(shí)被噴出電池箱內(nèi)的氣體觸發(fā)以發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

26.所述可燃?xì)怏w探測(cè)器適于當(dāng)電池柜內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到一定值時(shí)觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

27.進(jìn)一步，所述電池管理系統(tǒng)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的表面溫度并計(jì)算得到電芯的表面溫度隨時(shí)間的變化率、根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的表面溫度、電芯的表面溫度隨時(shí)間的變化率以及報(bào)警信號(hào)判定電池箱工作狀態(tài)。

28.進(jìn)一步，所述電池管理系統(tǒng)根據(jù)電芯判定情況發(fā)出告警信息。

29.進(jìn)一步，通過(guò)泵向該電芯所在的電池箱內(nèi)間歇性地泵入冷卻液，每?jī)纱伪萌肜鋮s液之間的時(shí)間間隔由公式(1)得到；

30.其中，

31.為泵的額定流量，l為電芯上方空間長(zhǎng)度，w為電芯上方空間寬度，h為電芯上方空間高度，c為安全系數(shù)，取1.1～1.3。

32.本發(fā)明還提供了一種消防控制方法，電池柜包括至少一個(gè)電池箱，電池箱內(nèi)容置多個(gè)浸沒(méi)在冷卻液中的電芯，方法的步驟中包括：

33.當(dāng)某個(gè)電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時(shí)，向該電芯所在的電池箱內(nèi)間歇性地泵入冷卻液；其中，每?jī)纱伪萌肜鋮s液之間的時(shí)間間隔內(nèi)，保證發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電芯上方始終被冷卻液所覆蓋。

34.進(jìn)一步，電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象的判定條件為：

35.電池柜煙霧報(bào)警或可燃?xì)怏w報(bào)警，電芯的表面溫度大于60℃，并且電芯表面的溫度隨時(shí)間的變化率大于1℃/s。

36.進(jìn)一步，電池柜包括多個(gè)電池箱；

37.當(dāng)某個(gè)電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時(shí)，定位發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電芯的位置，確定該電芯所在的電池箱，停止向其他電池箱泵入冷卻液。

38.進(jìn)一步，方法基于上述浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)；

39.所述電池箱的上端設(shè)有防爆閥；

40.所述電池柜上方設(shè)有報(bào)警傳感器，所述報(bào)警傳感器與所述電池管理系統(tǒng)相連；所述報(bào)警傳感器適于觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將報(bào)警信號(hào)傳遞給所述電池管理系統(tǒng)；

41.所述報(bào)警傳感器為煙霧報(bào)警器和/或可燃?xì)怏w探測(cè)器；其中，

42.所述煙霧報(bào)警器適于在當(dāng)電池箱內(nèi)部氣體壓力積累到一定值時(shí)被噴出電池箱內(nèi)的氣體觸發(fā)以發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

43.所述可燃?xì)怏w探測(cè)器適于當(dāng)電池柜內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到一定值時(shí)觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

44.所述電池管理系統(tǒng)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的表面溫度并計(jì)算得到電芯的表面溫度隨時(shí)間的變化率、根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯的表面溫度、電芯的表面溫度隨時(shí)間的變化率以及報(bào)警信號(hào)判定電池箱工作狀態(tài)；

45.當(dāng)電池管理系統(tǒng)未接收到報(bào)警信號(hào)并且電芯的表面溫度及電芯的表面溫度隨時(shí)間的變化率無(wú)異常時(shí)，浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)保持正常運(yùn)行：此時(shí)電磁閥全部打開(kāi)，泵按照額定工況運(yùn)行；

46.當(dāng)電池管理系統(tǒng)接收到報(bào)警信號(hào)并且電芯的表面溫度及電芯的表面溫度隨時(shí)間的變化率無(wú)異常時(shí)，此時(shí)由電池管理系統(tǒng)發(fā)出告警信號(hào)，提醒相關(guān)人員前往現(xiàn)場(chǎng)查看情況，電磁閥仍保持全部打開(kāi)的狀態(tài)，泵仍按照額定工況運(yùn)行；

47.當(dāng)電池管理系統(tǒng)未接收到報(bào)警信號(hào)，但監(jiān)測(cè)到電芯的表面溫度異?；螂娦颈砻娴臏囟入S時(shí)間的變化率異常時(shí)，判定電芯處于熱失控初期，由電池管理系統(tǒng)12發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)電磁閥仍保持全部打開(kāi)的狀態(tài)，并調(diào)節(jié)泵的頻率，提高流量，加快電池箱內(nèi)部電芯換熱降溫；當(dāng)電池管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到電芯表面溫度及表面溫度隨時(shí)間的變化率均恢復(fù)正常時(shí)，取消告警信號(hào)，并調(diào)節(jié)泵的頻率至額定工況。

48.采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下的有益效果：

49.1)相比于電芯熱失控后采用淹沒(méi)式冷卻作為消防的手段，本發(fā)明所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)以絕緣性和換熱性能強(qiáng)的氟化液作為冷卻液，可同時(shí)兼顧冷卻和消防的用途，在電芯發(fā)生熱失控時(shí)，利用氟化液沸騰時(shí)的蒸發(fā)潛熱迅速帶走大量熱量，是一種主動(dòng)實(shí)時(shí)的消防系統(tǒng)，因此滅火的響應(yīng)及時(shí)性好，并且無(wú)需添加額外的管路作為消防管路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；

50.2)在發(fā)生熱失控時(shí)，本發(fā)明的消防控制方法只需通過(guò)點(diǎn)動(dòng)浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)中的泵，利用系統(tǒng)自身存儲(chǔ)的冷卻液即可保證熱失控電芯上方始終有冷卻液覆蓋，無(wú)需額外的儲(chǔ)液罐，并且在發(fā)生熱失控后的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作不會(huì)使其余電芯有短路風(fēng)險(xiǎn)，因此可有效降低滅火成本，系統(tǒng)的可靠性也得到提高；

51.3)通過(guò)電池管理系統(tǒng)接收到的煙霧報(bào)警信號(hào)或可燃?xì)怏w報(bào)警信號(hào)+電芯表面溫度

和溫度變化速率聯(lián)合判斷電芯是否熱失控并進(jìn)行進(jìn)一步動(dòng)作，同時(shí)，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)出電池箱液體的壓力，提供多種判斷系統(tǒng)異常的依據(jù)，提高了系統(tǒng)整體的可靠性，避免因誤動(dòng)造成不必要的損失。

附圖說(shuō)明

52.圖1為本發(fā)明的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

53.圖2為電池箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。

具體實(shí)施方式

54.為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

55.如圖1～2所示，一種浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，包括：

56.電池柜11，電池柜11包括多個(gè)電池箱9，電池箱9內(nèi)容置多個(gè)浸沒(méi)在冷卻液6中的電芯10；

57.浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)，浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)分別與電池箱9相連；

58.電池管理系統(tǒng)12，電池管理系統(tǒng)12用于判定電芯10是否發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象及當(dāng)某個(gè)電芯10發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時(shí)控制浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)向該電芯10所在的電池箱9內(nèi)間歇性地泵入冷卻液6，其中，每?jī)纱伪萌肜鋮s液6之間的時(shí)間間隔內(nèi)，保證發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電芯10上方始終被冷卻液6所覆蓋。

59.在本實(shí)施例中，電池箱9設(shè)有多個(gè)，當(dāng)然電池箱9也可設(shè)有一個(gè)。

60.在本實(shí)施例中，如圖1所示，浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)可以為如下結(jié)構(gòu)：包括：

61.連接在相應(yīng)電池箱9的冷卻液入口處的電磁閥v1～vn；

62.冷卻液管路，冷卻液管路中設(shè)有回液管路8、供液管路7、泵1和罐5，供液管路 7與各電磁閥相連，電池箱9的各冷卻液出口與回液管路8相連；其中，

63.電池管理系統(tǒng)12通過(guò)控制相應(yīng)電磁閥以控制向相應(yīng)電池箱9內(nèi)泵入冷卻液6；

64.電池管理系統(tǒng)12通過(guò)泵1以控制泵入相應(yīng)電池箱9內(nèi)的冷卻液的量。

65.在本實(shí)施例中，泵1具體可以為磁力泵，罐6可以為穩(wěn)壓罐。

66.具體地，冷卻液6由供液管路7進(jìn)入電池柜11，完全浸沒(méi)電芯10，并帶走電芯10 在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，并由回液管路8進(jìn)入泵1，泵1將冷卻液6輸送至外部換熱設(shè)備2中進(jìn)行散熱，并重新通過(guò)供液管路7回到電池柜11，以此形成浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)。

67.浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)采用的冷卻液6可以為氟化液。

68.如圖1所示，冷卻液管路中還設(shè)有用于與冷卻液進(jìn)行換熱的外部換熱設(shè)備2。

69.如圖1所示，供液管路7上設(shè)有供液壓力傳感器3，回液管路8上設(shè)有回液壓力傳感器4，以此監(jiān)控浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

70.在本實(shí)施例中，如圖1所示，電池箱9在頂部均設(shè)置了防爆閥k1～kn，在電池箱 9的冷卻液入口均設(shè)置了電磁閥v1～vn，在電池箱9的冷卻液出口均設(shè)置了單向閥 z1～zn。以1#電池箱9為例：在頂部設(shè)置了防爆閥k1，在冷卻液入口上設(shè)置了電磁閥 v1，在冷卻液出口上設(shè)置了單向閥z1，依次類推。防爆閥同時(shí)防止電池箱9外殼因內(nèi)部壓力過(guò)大而破裂。單向閥的作用是防止電芯熱失控時(shí)產(chǎn)生的污染物回灌進(jìn)正常狀態(tài)的電池箱內(nèi)，否則污染物會(huì)使

電芯10的冷卻環(huán)境惡劣，影響換熱效果。

71.在本實(shí)施例中，電池箱9為密閉結(jié)構(gòu)。

72.電池柜11上方設(shè)有報(bào)警傳感器，報(bào)警傳感器與電池管理系統(tǒng)12相連；報(bào)警傳感器適于觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將報(bào)警信號(hào)傳遞給所述電池管理系統(tǒng)12；

73.在本實(shí)施例中，報(bào)警傳感器可以包括煙霧報(bào)警器t1和可燃?xì)怏w探測(cè)器t2；其中，

74.煙霧報(bào)警器適于在當(dāng)電池箱9內(nèi)部氣體壓力積累到一定值時(shí)被噴出電池箱9內(nèi)的氣體觸發(fā)以發(fā)出報(bào)警信號(hào)；

75.可燃?xì)怏w探測(cè)器適于當(dāng)電池柜11內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到一定值時(shí)觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

76.電池管理系統(tǒng)12還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯10的表面溫度并計(jì)算得到電芯10的表面溫度隨時(shí)間的變化率、根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯10的表面溫度、電芯10的表面溫度隨時(shí)間的變化率以及煙霧觸發(fā)信號(hào)和可燃?xì)怏w觸發(fā)信號(hào)判定電池箱工作狀態(tài)。

77.電池管理系統(tǒng)12還可以根據(jù)電芯判定情況發(fā)出告警信息。

78.電池管理系統(tǒng)12集成了電芯溫度采集單元，電池管理系統(tǒng)12以電芯10所在電池箱 9的位置坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)值記錄，如溫度t(1,j，t)＝20℃，即表示1#電池箱的第j個(gè)電芯在t 時(shí)刻的表面溫度為20℃。

79.本發(fā)明的消防控制方法涉及以下流程：

80.s1：由電池管理系統(tǒng)12實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯10的表面溫度，并計(jì)算得到電芯10的表面溫度隨時(shí)間的變化率，由煙霧傳感器t1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池柜11內(nèi)是否有煙霧，煙霧到達(dá)一定濃度發(fā)出煙霧報(bào)警信號(hào)；由可燃?xì)怏w探測(cè)器t2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池柜11內(nèi)可燃?xì)怏w濃度，可燃?xì)怏w到達(dá)一定濃度發(fā)出可燃?xì)怏w報(bào)警信號(hào)，并將其傳遞給電池管理系統(tǒng)12；

81.s2:若電池管理系統(tǒng)12未接收到煙霧報(bào)警信號(hào)和可燃?xì)怏w報(bào)警信號(hào)并且電芯溫度及溫度變化速率無(wú)異常，即電芯表面溫度在15℃至35℃之間，并且電芯表面溫度隨時(shí)間的變化率小于1℃/s時(shí)，系統(tǒng)保持正常運(yùn)行。此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)電磁閥v1～vn全部打開(kāi)，泵1 按照額定工況運(yùn)行；

82.s3:若電池管理系統(tǒng)12接收到煙霧報(bào)警信號(hào)，但電芯表面溫度在15℃至35℃之間，并且電芯表面溫度隨時(shí)間的變化率小于1℃/s時(shí)，可認(rèn)為是由于電池柜為非密封結(jié)構(gòu)，由外界產(chǎn)生的煙氣導(dǎo)致煙霧傳感器t1發(fā)生了誤動(dòng)。此時(shí)由電池管理系統(tǒng)12向后臺(tái)發(fā)出告警信號(hào)，提醒相關(guān)人員前往現(xiàn)場(chǎng)查看情況，系統(tǒng)內(nèi)電磁閥v1～vn仍保持全部打開(kāi)的狀態(tài)，泵1仍按照額定工況運(yùn)行；

83.s4:若電池管理系統(tǒng)12未接收到煙霧報(bào)警信號(hào)和可燃?xì)怏w報(bào)警信號(hào)，但監(jiān)測(cè)到電芯的表面溫度大于60℃或電芯表面的溫度隨時(shí)間的變化率大于1℃/s，并且可進(jìn)一步地發(fā)現(xiàn)供液壓力傳感器3和回液壓力傳感器4數(shù)值有明顯的上升趨勢(shì)時(shí)，判定電芯處于熱失控初期，由電池管理系統(tǒng)12向后臺(tái)發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)調(diào)節(jié)泵1的頻率，提高系統(tǒng)流量，加快電池箱內(nèi)部電芯換熱降溫，防止電芯發(fā)生進(jìn)一步的熱失控現(xiàn)象，此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)電磁閥v1～vn仍保持全部打開(kāi)的狀態(tài)。當(dāng)電池管理系統(tǒng)12監(jiān)測(cè)到電芯表面溫度及表面溫度隨時(shí)間的變化率均恢復(fù)正常時(shí)，取消告警信號(hào)，并調(diào)節(jié)泵1的頻率至額定工況；

84.s5:若電池管理系統(tǒng)12接收到煙霧報(bào)警信號(hào)或接收到可燃?xì)怏w報(bào)警信號(hào)，同時(shí)監(jiān)測(cè)到電芯的表面溫度大于60℃，并且電芯表面的溫度隨時(shí)間的變化率大于1℃/s，同時(shí)可進(jìn)

一步地發(fā)現(xiàn)供液壓力傳感器3和回液壓力傳感器4數(shù)值發(fā)生陡增時(shí)，判定此時(shí)已發(fā)生不可逆的電芯熱失控現(xiàn)象，進(jìn)一步的進(jìn)行以下工作：

85.a)由電池管理系統(tǒng)12定位發(fā)生熱失控電芯的具體位置，并將電池柜11直流系統(tǒng)電源關(guān)閉，同時(shí)向后臺(tái)發(fā)出聲光報(bào)警；

86.b)電池管理系統(tǒng)12將其他未熱失控電芯對(duì)應(yīng)的電池箱的電磁閥關(guān)閉，只打開(kāi)發(fā)生熱失控電芯對(duì)應(yīng)的電池箱的電磁閥，例如若判斷1#電池箱第j個(gè)電芯發(fā)生熱失控，則需將v2～vn全部關(guān)閉，只保持v1為開(kāi)啟狀態(tài)；

87.c)電池管理系統(tǒng)12將浸沒(méi)式冷卻系統(tǒng)中的泵1切換為點(diǎn)動(dòng)模式，即泵1每次啟動(dòng)的時(shí)間間隔為t1，每次啟動(dòng)的時(shí)長(zhǎng)為t2。其中，t1可由多次模組熱失控試驗(yàn)得到，需保證在此時(shí)間間隔內(nèi)，電芯上方的冷卻液6不會(huì)因吸收電芯熱失控產(chǎn)生的熱量而全部揮發(fā)；t2可由下列公式計(jì)算得到：

[0088][0089]

為泵額定流量，l為電芯上方空間長(zhǎng)度，w為電芯上方空間寬度，h為電芯上方空間高度，電池箱9的具體尺寸圖見(jiàn)圖2所示，c為安全系數(shù)，可取1.1～1.3，防止少量冷卻液6在點(diǎn)動(dòng)過(guò)程中由防爆閥溢出。由此可保證熱失控電芯上方在泵1點(diǎn)動(dòng)過(guò)程中始終被冷卻液6所覆蓋。

[0090]

上述c)步驟中，泵1在電芯熱失控時(shí)切換為點(diǎn)動(dòng)模式的原因如下：當(dāng)電芯發(fā)生熱失控時(shí)，對(duì)應(yīng)電池箱內(nèi)部由于熱失控電芯安全閥打開(kāi)而噴出的大量煙氣以及冷卻液6蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體壓力積累到一定值，熱失控電芯對(duì)應(yīng)電池箱上方的防爆閥會(huì)打開(kāi)，此時(shí)電池箱與外界連通，若泵1繼續(xù)保持連續(xù)運(yùn)行的狀態(tài)，在短時(shí)間內(nèi)，大量冷卻液6會(huì)由開(kāi)啟的防爆閥k1～kn處噴出，從而減弱消防冷卻效果。因此，所述點(diǎn)動(dòng)模式可最大化的利用浸沒(méi)式冷卻系統(tǒng)中的穩(wěn)壓罐5存儲(chǔ)的冷卻液6抑制電芯10的熱失控行為，延長(zhǎng)相關(guān)人員處理火災(zāi)的時(shí)間。

[0091]

以上的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，包括：電池柜(11)，所述電池柜(11)包括至少一個(gè)電池箱(9)，電池箱(9)內(nèi)容置多個(gè)浸沒(méi)在冷卻液(6)中的電芯(10)；浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)，所述浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)分別與所述電池箱(9)相連；電池管理系統(tǒng)(12)，所述電池管理系統(tǒng)(12)用于判定電芯(10)是否發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象及當(dāng)某個(gè)電芯(10)發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時(shí)控制浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)向該電芯(10)所在的電池箱(9)內(nèi)間歇性地泵入冷卻液(6)，其中，每?jī)纱伪萌肜鋮s液(6)之間的時(shí)間間隔內(nèi)，保證發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電芯(10)上方始終被冷卻液(6)所覆蓋。2.根據(jù)權(quán)利要1所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)包括：連接在電池箱(9)的冷卻液入口處的電磁閥；冷卻液管路，所述冷卻液管路中設(shè)有回液管路(8)、供液管路(7)、泵(1)和罐(5)，所述供液管路(7)與各電磁閥相連，所述電池箱(9)的各冷卻液出口與所述回液管路(8)相連；其中，所述電池管理系統(tǒng)(12)通過(guò)控制相應(yīng)電磁閥以控制向相應(yīng)電池箱(9)內(nèi)泵入冷卻液(6)；所述電池管理系統(tǒng)(12)通過(guò)泵(1)以控制泵入相應(yīng)電池箱(9)內(nèi)的冷卻液的量。3.根據(jù)權(quán)利要2所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述冷卻液管路中還設(shè)有用于與冷卻液進(jìn)行換熱的外部換熱設(shè)備(2)。4.根據(jù)權(quán)利要2所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述供液管路(7)上設(shè)有供液壓力傳感器(3)；和/或所述回液管路(8)上設(shè)有回液壓力傳感器(4)。5.根據(jù)權(quán)利要2所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述電池箱(9)的冷卻液出口與所述回液管路(8)之間連接有單向閥。6.根據(jù)權(quán)利要1所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述電池箱(9)的上端設(shè)有防爆閥；所述電池柜(11)上方設(shè)有報(bào)警傳感器，所述報(bào)警傳感器與所述電池管理系統(tǒng)(12)相連；所述報(bào)警傳感器適于觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將報(bào)警信號(hào)傳遞給所述電池管理系統(tǒng)(12)；所述報(bào)警傳感器為煙霧報(bào)警器和/或可燃?xì)怏w探測(cè)器；其中，所述煙霧報(bào)警器適于在當(dāng)電池箱(9)內(nèi)部氣體壓力積累到一定值時(shí)被噴出電池箱(9)內(nèi)的氣體觸發(fā)以發(fā)出報(bào)警信號(hào)；所述可燃?xì)怏w探測(cè)器適于當(dāng)電池柜(11)內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到一定值時(shí)觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)。7.根據(jù)權(quán)利要6所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，所述電池管理系統(tǒng)(12)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯(10)的表面溫度并計(jì)算得到電芯(10)的表面溫度隨時(shí)間的變化率、根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯(10)的表面溫度、電芯(10)的表面溫度隨時(shí)間的變化率以及報(bào)警信號(hào)判定電池箱工作狀態(tài)。8.根據(jù)權(quán)利要1所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，

所述電池管理系統(tǒng)(12)根據(jù)電芯判定情況發(fā)出告警信息。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，其特征在于，通過(guò)泵(1)向該電芯(10)所在的電池箱(9)內(nèi)間歇性地泵入冷卻液(6)，每?jī)纱伪萌肜鋮s液(6)之間的時(shí)間間隔由公式(1)得到；其中，為泵的額定流量，l為電芯上方空間長(zhǎng)度，w為電芯上方空間寬度，h為電芯上方空間高度，c為安全系數(shù)，取1.1～1.3。10.一種消防控制方法，其特征在于，方法應(yīng)用于電池柜(11)上，電池柜(11)包括至少一個(gè)電池箱(9)，電池箱(9)內(nèi)容置多個(gè)浸沒(méi)在冷卻液(6)中的電芯(10)，方法的步驟中包括：當(dāng)某個(gè)電芯(10)發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時(shí)，向該電芯(10)所在的電池箱(9)內(nèi)間歇性地泵入冷卻液(6)；其中，每?jī)纱伪萌肜鋮s液(6)之間的時(shí)間間隔內(nèi)，保證發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電芯(10)上方始終被冷卻液(6)所覆蓋。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消防控制方法，其特征在于，電芯(10)發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象的判定條件為：電池柜(11)煙霧報(bào)警或可燃?xì)怏w報(bào)警，電芯(10)的表面溫度大于60℃，并且電芯表面的溫度隨時(shí)間的變化率大于1℃/s。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消防控制方法，其特征在于，電池柜(11)包括多個(gè)電池箱(9)；當(dāng)某個(gè)電芯(10)發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時(shí)，定位發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電芯(10)的位置，確定該電芯(10)所在的電池箱(9)，停止向其他電池箱(9)泵入冷卻液(6)。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消防控制方法，其特征在于，方法基于如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的消防控制方法，其特征在于，方法基于如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)；所述電池箱(9)的上端設(shè)有防爆閥；所述電池柜(11)上方設(shè)有報(bào)警傳感器，所述報(bào)警傳感器與所述電池管理系統(tǒng)(12)相連；所述報(bào)警傳感器適于觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)并將報(bào)警信號(hào)傳遞給所述電池管理系統(tǒng)(12)；所述報(bào)警傳感器為煙霧報(bào)警器和/或可燃?xì)怏w探測(cè)器；其中，所述煙霧報(bào)警器適于在當(dāng)電池箱(9)內(nèi)部氣體壓力積累到一定值時(shí)被噴出電池箱(9)內(nèi)的氣體觸發(fā)以發(fā)出報(bào)警信號(hào)；所述可燃?xì)怏w探測(cè)器適于當(dāng)電池柜(11)內(nèi)可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到一定值時(shí)觸發(fā)報(bào)警以發(fā)出報(bào)警信號(hào)；所述電池管理系統(tǒng)(12)還用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯(10)的表面溫度并計(jì)算得到電芯(10)的表面溫度隨時(shí)間的變化率、根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電芯(10)的表面溫度、電芯(10)的表面溫度隨時(shí)間的變化率以及報(bào)警信號(hào)判定電池箱工作狀態(tài)；當(dāng)電池管理系統(tǒng)(12)未接收到報(bào)警信號(hào)并且電芯(10)的表面溫度及電芯(10)的表面

溫度隨時(shí)間的變化率無(wú)異常時(shí)，浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)保持正常運(yùn)行：此時(shí)電磁閥全部打開(kāi)，泵(1)按照額定工況運(yùn)行；當(dāng)電池管理系統(tǒng)(12)接收到報(bào)警信號(hào)并且電芯(10)的表面溫度及電芯(10)的表面溫度隨時(shí)間的變化率無(wú)異常時(shí)，此時(shí)由電池管理系統(tǒng)(12)發(fā)出告警信號(hào)，提醒相關(guān)人員前往現(xiàn)場(chǎng)查看情況，電磁閥仍保持全部打開(kāi)的狀態(tài)，泵(1)仍按照額定工況運(yùn)行；當(dāng)電池管理系統(tǒng)(12)未接收到報(bào)警信號(hào)，但監(jiān)測(cè)到電芯(10)的表面溫度異?；螂娦?10)表面的溫度隨時(shí)間的變化率異常時(shí)，判定電芯(10)處于熱失控初期，由電池管理系統(tǒng)(12)發(fā)出告警信號(hào)，同時(shí)電磁閥仍保持全部打開(kāi)的狀態(tài)，并調(diào)節(jié)泵(1)的頻率，提高流量，加快電池箱(9)內(nèi)部電芯(10)換熱降溫；當(dāng)電池管理系統(tǒng)(12)監(jiān)測(cè)到電芯(10)表面溫度及表面溫度隨時(shí)間的變化率均恢復(fù)正常時(shí)，取消告警信號(hào)，并調(diào)節(jié)泵(1)的頻率至額定工況。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)及消防控制方法，浸沒(méi)式儲(chǔ)能電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)包括電池柜、浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，所述電池柜包括至少一個(gè)電池箱，電池箱內(nèi)容置多個(gè)浸沒(méi)在冷卻液中的電芯；所述浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)分別與所述電池箱相連；所述電池管理系統(tǒng)用于判定電芯是否發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象及當(dāng)某個(gè)電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時(shí)控制浸沒(méi)式循環(huán)系統(tǒng)向該電芯所在的電池箱內(nèi)間歇性地泵入冷卻液，其中，每?jī)纱伪萌肜鋮s液之間的時(shí)間間隔內(nèi)，保證發(fā)生熱失控現(xiàn)象的電芯上方始終被冷卻液所覆蓋。它能夠克服現(xiàn)有儲(chǔ)能電池消防系統(tǒng)中存在的滅火成本高、響應(yīng)及時(shí)性差、可靠性不高和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題和缺陷?？煽啃圆桓吆徒Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題和缺陷?？煽啃圆桓吆徒Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題和缺陷。

技術(shù)研發(fā)人員：嚴(yán)偉 汪日豐 張廣泰 路世康 邵昌 陳宇曦 李明政 徐敏 宋戈 姚寧

受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司 南京南瑞繼保電氣有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.06.29

技術(shù)公布日：2022/11/3