1.本发明涉及储能领域，特别涉及一种储能舱的消防控制方法及消防系统。
背景技术：
2.随着太阳能、风能等新能源的推广应用，储能技术也随之发展，而锂电池因为能量比较高、使用寿命长、额定电压高、具备高功率承受力、自放电率很低、重量轻、绿色环保以及生产基本不消耗水等优点，逐渐成为储能的主流产品。
3.锂电池充放电循环寿命和安全受温度影响很大，当电芯温度过大或温差较大时，电芯循环寿命会大幅下降，影响储能产品的使用寿命，严重时会导致电芯发生热失控；当电芯发生热失控的时候，电芯产生大量的可燃气体，当可燃气体的含量达到一定浓度，遇到轻微的火花非常容易爆炸，造成人员财产的重大损失。
4.现有储能站舱级的消防灭火系统为气体灭火系统，消火栓系统则一般为漫灌式，两系统分设不同的管道运行；但单一的气体灭火系统因药剂量限制及控制方式的限制灭火次数为一次或者几次，喷射完成后无法确定是否完全阻止失控电芯复燃或蔓延；消火栓漫灌形式的灭火系统漫灌时间进程慢，消耗的水资源也比较大；除此之外，原有储能消防灭火系统消火栓漫灌管网与舱级气体灭火系统管网处于不同管网，使建造成本增加同时使原本空间更小、安装施工难度增加。
技术实现要素：
5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种储能舱的消防控制方法及消防系统，尽可能减少消防系统占用储能舱空间的同时兼顾持续性灭火的功能。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
7.一种储能舱的消防控制方法，包括以下步骤：
8.s1、监测所述储能舱内的运行状态；
9.s2、当检测到电池包内发生火情时，对所述电池包内执行一级防护方案，并判断第一预设时长内火情是否结束，若否，则进入步骤s3；
10.s3、对所述储能舱执行二级防护方案，并判断第二预设时长内火情是否结束，若否，则进入步骤s4；
11.s4、对所述储能舱执行三级防护方案。
12.为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：
13.一种储能舱的消防系统，应用于储能舱和储能舱内多个电池包的火情控制，包括舱级消防管道、包级消防管道、气体灭火模块和控制模块，所述舱级消防管道的一端和包级消防管道的一端分别与气体灭火模块连接；所述舱级消防管道的另一端与所述储能舱外的消防栓相连；所述包级消防管道连通至所述电池包内部，所述控制模块控制所述消防系统执行上述的一种储能舱的消防控制方法中的步骤。
14.本发明的有益效果在于：提供一种储能舱的消防控制方法及消防系统，将舱级消
防管道的两端分别连接气体灭火模块和消防栓，实现一条消防管道兼容两种消防系统；同时设置包级消防管道，配合舱级消防管道，对储能舱内的电池包以及其他电气设备设置多级消防防护方案，针对不同火情执行不同消防防护方案，防止火灾蔓延同时阻止电芯失控后导致火情扩散或复燃。
附图说明
15.图1为本发明某一实施例中的一种储能舱的消防控制方法的流程图；
16.图2为本发明某一实施例中的一种储能舱的消防系统的示意图；
17.图3为本发明某一实施例中的一种储能舱的消防控制方法的防护方案的流程图；
18.图4为本发明某一实施例中的一种储能舱的消防控制方法的具体流程图；
19.标号说明：
20.1、储能舱；2、舱级消防管道；3、包级消防管道；
21.4、气体灭火模块；5、控制模块；6、电池包；7、喷头；
22.8、主动破碎喷头；9、泄爆模块；10、人工启动模块；
23.11、电磁阀。
具体实施方式
24.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
25.请参照图1至图4，一种储能舱的消防控制方法，包括以下步骤：
26.s1、监测所述储能舱内的运行状态；
27.s2、当检测到电池包内发生火情时，对所述电池包内执行一级防护方案，并判断第一预设时长内火情是否结束，若否，则进入步骤s3；
28.s3、对所述储能舱执行二级防护方案，并判断第二预设时长内火情是否结束，若否，则进入步骤s4；
29.s4、对所述储能舱执行三级防护方案。
30.本发明的工作原理在于：针对储能舱1内的各种电器设备，分级进行消防防护，其中储能舱1内电池包6的电芯属于易失控组件，所以作为消防防护的重点；出现火情时，率先对电池包6内进行一级防护方案，若火势得不到控制蔓延至储能舱1内，则针对储能舱1进行二级防护方案；若火势仍然得不到控制，继而进行三级防护方案，从而实现针对不同火情执行不同消防防护方案，防止火灾蔓延同时阻止电芯失控后导致火情扩散或复燃。
31.进一步地，所述步骤s2具体为：
32.s21、当检测到电池包内发生火情时，控制全部电池包下高压；启动所述储能舱内的泄爆模块；启动声光报警；
33.s22、等待预设延迟时间后，对所述电池包内执行一级防护方案，并判断第一预设时长内火情是否结束，若否，则进入步骤s3。
34.由上述描述可知，为了防止火情发生时相关工作人员被困在储能舱1内，设定火情预警用于提醒相关工作人员及时离开，并设定预设延迟时间，给相关人员充分反应时间；具体的，预设延迟时间为10-45s；优选的，预设延迟时见为30s；除此之外，火情发生时，储能舱
1内自动执行以下步骤：首先，控制所有电池下高压同时实现对电池的下电保护，优先停止电性的工作；之后，启动储能舱1内的泄爆模块9，防止舱内压力过高引起连锁反应；最后开启声光报警，提示工作人员有火情发生。
35.进一步地所述一级防护方案具体为：再次启动所述声光报警，进行电操脱扣，开启勿入警示灯，并控制气体灭火模块将消防药剂沿包级消防管道喷入出现火情的电池包；
36.所述二级防护方案具体为：再次启动所述声光报警，进行电操脱扣，开启勿入警示灯，并控制气体灭火模块将消防药剂沿舱级消防管道喷入所述储能舱内；
37.所述三级防护方案具体为：开启勿入警示灯，关闭所述泄爆模块；停止所述气体灭火模块向所述舱级消防管道输送药剂，并控制储能舱外的消防栓将水沿所述舱级消防管道喷入所述储能舱内。
38.由上述描述可知，针对不同火情，不同级别的消防方案如下：
39.针对电池包6内的火情，声光报警后，进行电操脱扣处理，即对储能舱1内除ups(不间断电源设备)电气设备外的其他设备进行下电处理；之后，开启勿入警示灯，同时将气体灭火药剂注入电池包6内，对电池包6火情进行控制；针对舱内的火情，声光报警后，进行电操脱扣处理，开启勿入警示灯，同时将气体灭火药剂喷洒至储能舱1内；在一级防护方案和二级防护方案中，泄爆装置维持开启状态，防止舱内气压过高，引起连锁反应；若在二级防护方案下舱内火情无法结束，则进行三级防护方案，停止向舱内注入气体灭火剂，通过舱外消防栓向舱内注入冷水对储能舱1进行火情控制，同时关闭泄爆装置，保证储能舱1密闭，防止火情进一步扩散；具体的，在本发明的某一实施例中，任一防护方案执行前均进行电池包下电的检测确认。
40.进一步地，所述一级防护方案和所述二级防护方案还包括：实时检测所述气体灭火模块4内的药剂余量，当所述药剂余量低于预设余量时，启动储能舱1外的气体灭火模块4对电池包6进行灭火。
41.由上述描述可知，为了防止舱内的气体灭火模块4的药剂在使用过程中出现剂量不足、影响消防防控的状况，设定实时检测药剂量，当检测到舱内储存的药剂量低于预设余量时，及时启动舱外的气体灭火模块4对电池包6或储能舱1进行灭火。
42.进一步地，所述步骤s21之前还包括步骤s20，所述步骤s20具体为：
43.s20、当检测到急停开关被启动时，控制全部电池包下高压，启动所述储能舱内的泄爆模块，启动声光报警，并进入步骤s3。
44.由上述描述可知，当检测到急停开关被启动时，即工作人员比消防系统先一步发现火情时，启动急停开关，即可进入火灾预警阶段，控制电池包下高压，并启动泄爆模块和声光报警，并进入步骤s3。
45.一种储能舱的消防系统，应用于储能舱1和储能舱1内多个电池包6的火情控制，包括舱级消防管道2、包级消防管道3、气体灭火模块4和控制模块5，所述舱级消防管道2的一端和包级消防管道3的一端分别与气体灭火模块4连接；所述舱级消防管道2的另一端与所述储能舱1外的消防栓相连；所述包级消防管道3连通至所述电池包6内部，所述控制模块5控制所述消防系统执行上述的一种储能舱的消防控制方法中的步骤。
46.由上述描述可知，提供一种储能舱的消防控制系统，将舱级消防管道2的两端分别连接气体灭火模块4和消防栓，实现一条消防管道兼容两种消防系统；同时设置包级消防管
道3，配合舱级消防管道2，对储能舱1内的电池包6以及其他电气设备设置多级消防防护方案，针对不同火情执行不同消防防护方案，防止火灾蔓延同时阻止电芯失控后导致火情扩散或复燃。
47.进一步地，所述舱级消防管道2的两端分别设有单向阀；两个所述单向阀之间设有多个喷头7，所述喷头7设于所述储能舱1的顶部。
48.由上述描述可知，为了精确控制舱级消防管道2与两端消防措施的通断，设置单向阀分别控制舱级消防管道2与气体灭火模块4和消防栓的通断；同时，单向阀保证进入舱级消防管道2的灭火剂或冷却水均无法回流。
49.进一步地，所述包级消防管道3与所述电池包6之间通过主动破碎喷头8连通；所述包级消防管道3的另一端与所述储能舱1外的另一气体灭火模块4连接；所述包级消防管道3的两端分别设有单向阀。
50.由上述描述可知，为了实现包级消防管道3与电池包6的智能兼人工控制，在包级消防管道3与电池包6之间设置主动破碎喷头8，一方面控制模块5检测到火情时喷头7自动打开，另一方面人工若先控制模块5发现火情，可手动控制喷头7打开进行消防防控；同时，包级消防管道3还连接舱外的气体灭火模块4，防止火情发生时，舱内气体灭火模块4灭火剂用尽的情况。
51.进一步地，还包括泄爆模块9、传感器模块和人工启动模块10；所述泄爆模块9用于调节所述储能舱1内的气压；所述传感器模块用于检测所述储能舱1内的各项物理参数；所述人工启动模块10用于人工控制所述消防系统。
52.由上述描述可知，出于消防防控需求，为了平衡舱内在火情出现时的压力，在系统内设有泄爆模块9；为了及时感知火情，设定传感器模块，在本发明某一实施例中，传感器模块包括舱内烟感器、舱内温感器、舱内可燃气体含量感知器、包内烟感器、包内温感器、包内可燃气体含量感知器等；同时，当人工先于系统发现火情时，可自行启动系统执行消防防护措施。
53.进一步地，所述舱级消防管道2和所述消防栓之间通过电磁阀11连接。
54.由上述描述可知，为了保证消防栓与舱级消防管道2的及时通断，防止漏液或渗液，在舱级消防管道2和消防栓之间选用电磁阀11进行隔离控制。
55.本发明提供的一种储能舱的消防控制方法及系统，主要应用于储能舱1的火情处理，下面结合实施例进行具体说明。
56.本发明的实施例一为：
57.请参照图1至图4，一种储能舱的消防控制方法，包括以下步骤：
58.s1、监测储能舱内的运行状态；
59.s2、当检测到电池包内发生火情时，对电池包内执行一级防护方案，并判断第一预设时长内火情是否结束，若否，则进入步骤s3；
60.s3、对储能舱执行二级防护方案，并判断第二预设时长内火情是否结束，若否，则进入步骤s4；
61.s4、对储能舱执行三级防护方案。
62.即在本实施例中，针对储能舱1内的各种电器设备，分级进行消防防护，其中储能舱1内电池包6的电芯属于易失控组件，所以作为消防防护的重点；出现火情时，率先对电池
包6内进行一级防护方案，若火势得不到控制蔓延至储能舱1内，则针对储能舱1进行二级防护方案；若火势仍然得不到控制，继而进行三级防护方案，从而实现针对不同火情执行不同消防防护方案，防止火灾蔓延同时阻止电芯失控后导致火情扩散或复燃。具体的，在本实施例中，第一预设时长为5分钟；第二预设时长为8分钟。
63.本发明的实施例二为：
64.请参照图1至图4，在实施例一的基础上，步骤s2具体为：
65.s21、当检测到电池包内发生火情时，控制全部电池包下高压；启动储能舱内的泄爆模块；启动声光报警；
66.s22、等待预设延迟时间后，对电池包内执行一级防护方案，并判断第一预设时长内火情是否结束，若否，则进入步骤s3。
67.步骤s21之前还包括步骤s20，步骤s20具体为：
68.s20、当检测到急停开关被启动时，控制全部电池包下高压，启动储能舱内的泄爆模块，启动声光报警，并进入步骤s3。
69.即在本实施例中，为了防止火情发生时相关工作人员被困在储能舱1内，设定火情预警用于提醒相关工作人员及时离开，并设定预设延迟时间，给相关人员充分反应时间；具体的，预设延迟时间为10-45s；优选的，预设延迟时见为30s。同时，当火情预警发生时，储能舱1内自动执行以下步骤：首先，控制所有电池下高压同时实现对电池的下电保护，优先停止电性的工作；之后，启动储能舱1内的泄爆模块9，防止舱内压力过高引起连锁反应；最后开启声光报警，提示工作人员有火情发生；具体的，在本发明的某一实施例中，火情预警分两级执行：在对储能舱1内除ups设备下电处理后，等待工作人员离场，系统再次确认储能舱1内相关设备的下电情况；除此之外，当检测到急停开关被启动时，即工作人员比消防系统先一步发现火情时，启动急停开关，即可进入火灾预警阶段，控制电池包下高压，并启动泄爆模块和声光报警，并进入步骤s3。
70.本发明的实施例三为：
71.请参照图1至图4，在实施例二的基础上，一级防护方案具体为：再次启动所述声光报警，进行电操脱扣，开启勿入警示灯，并控制气体灭火模块4将消防药剂沿包级消防管道3喷入出现火情的电池包6；
72.二级防护方案具体为：再次启动所述声光报警，进行电操脱扣，开启勿入警示灯，并控制气体灭火模块4将消防药剂沿舱级消防管道2喷入储能舱1内；
73.三级防护方案具体为：开启勿入警示灯，关闭泄爆模块9；停止气体灭火模块4向舱级消防管道2输送药剂，并控制储能舱1外的消防栓将水沿舱级消防管道2喷入储能舱1内。
74.一级防护方案和二级防护方案还包括：实时检测气体灭火模块4内的药剂余量，当药剂余量低于预设余量时，启动储能舱1外的气体灭火模块4对电池包6进行灭火。
75.即在本实施例中，针对不同火情，不同级别的消防方案如下：
76.针对电池包6内的火情，在于预警声光报警后，对进行电操脱扣处理，即对储能舱1内除ups(不间断电源设备)电气设备外的其他设备进行下电处理；之后，开启勿入警示灯，同时将气体灭火药剂注入电池包6内，对电池包6火情进行控制；针对舱内的火情，开启勿入警示灯，同时将气体灭火药剂喷洒至储能舱1内；在一级防护方案和二级防护方案中，泄爆装置维持开启状态，防止舱内气压过高，引起连锁反应；若在二级防护方案下舱内火情无法
结束，则进行三级防护方案，停止向舱内注入气体灭火剂，通过舱外消防栓向舱内注入冷水对储能舱1进行火情控制，同时关闭泄爆装置，保证储能舱1密闭，防止火情进一步扩散；除此之外，为了防止舱内的气体灭火模块4的药剂在使用过程中出现剂量不足、影响消防防控的状况，设定实时检测药剂量，当检测到舱内储存的药剂量低于预设余量时，及时启动舱外的气体灭火模块4对电池包6或储能舱1进行灭火。
77.具体的，在本实施例中，任一级防护方案执行之前，均再次进行电池包下电以及电操脱扣到的确认。
78.本发明的实施例四为：
79.请参照图1至图4，一种储能舱的消防系统，应用于储能舱1和储能舱1内多个电池包6的火情控制，包括舱级消防管道2、包级消防管道3、气体灭火模块4和控制模块5，舱级消防管道2的一端和包级消防管道3的一端分别与气体灭火模块4连接；舱级消防管道2的另一端与储能舱1外的消防栓相连；包级消防管道3连通至电池包6内部，控制模块5控制消防系统执行上述任一实施例中的一种储能舱的消防控制方法中的步骤；
80.舱级消防管道2的两端分别设有单向阀；两个单向阀之间设有多个喷头7，喷头7设于储能舱1的顶部；舱级消防管道2和消防栓之间通过电磁阀11连接，电磁阀11位于单向阀和消防栓之间；
81.包级消防管道3与电池包6之间通过主动破碎喷头8连通；包级消防管道3的另一端与储能舱1外的另一气体灭火模块4连接；包级消防管道3的两端分别设有单向阀。
82.即在本实施例中，提供一种储能舱的消防控制系统，将舱级消防管道2的两端分别连接气体灭火模块4和消防栓，实现一条消防管道兼容两种消防系统；同时设置包级消防管道3，配合舱级消防管道2，对储能舱1内的电池包6以及其他电气设备设置多级消防防护方案，针对不同火情执行不同消防防护方案，防止火灾蔓延同时阻止电芯失控后导致火情扩散或复燃。同时，为了精确控制舱级消防管道2与两端消防措施的通断，设置单向阀分别控制舱级消防管道2与气体灭火模块4和消防栓的通断；同时，单向阀保证进入舱级消防管道2的灭火剂或冷却水均无法回流；除此之外，为了实现包级消防管道3与电池包6的智能兼人工控制，在包级消防管道3与电池包6之间设置主动破碎喷头8，一方面控制模块5检测到火情时喷头7自动打开，另一方面人工若先控制模块5发现火情，可手动控制喷头7打开进行消防防控；同时，包级消防管道3还连接舱外的气体灭火模块4，防止火情发生时，舱内气体灭火模块4灭火剂用尽的情况；具体的，气体灭火剂为七氟丙烷气体和全氟己酮气体。
83.本发明的实施例五为：
84.请参照图1至图4，在实施例四的基础上还包括泄爆模块9、传感器模块和人工启动模块10；所述泄爆模块9用于调节所述储能舱1内的气压；所述传感器模块用于检测所述储能舱1内的各项物理参数；所述人工启动模块10用于人工控制所述消防系统。
85.即在本实施例中，出于消防防控需求，为了平衡舱内在火情出现时的压力，在系统内设有泄爆模块9；为了及时感知火情，设定传感器模块，在本发明某一实施例中，传感器模块包括舱内烟感器、舱内温感器、舱内可燃气体含量感知器、包内烟感器、包内温感器、包内可燃气体含量感知器等；同时，当人工先于系统发现火情时，可自行启动系统执行消防防护措施。
86.具体的，一种储能舱的消防系统应用一种储能舱的消防控制方法举例如下：
87.消防系统工作流程：
88.1、当消防系统通过传感模块自动监测到电池包6内火警预警发生时，控制模块5为消防主机，消防主机发送485信号命令到ems系统要求电池下高压，发出干接点信号到bms系统，bms下电保护，同时消防主机启动储能舱1泄爆系统及舱内声光报警，警示工作人员系统处于消防预警状态，停止储能舱1的一切工作，并关闭相应储能舱1舱门，如非消防专业管理人员先撤离现场。
89.2、当消防系统通过传感模块自动监测到电池包6内火警二次预警时，消防主机发送485信号命令到ems系统要求电操脱扣，操作仓除ups设备外均进行下电处理；启动包级消防管道3与舱外的气体灭火模块4的连接(人工确认后可实现持续对电池包6内喷包内消防药剂)，同时启动一级防护方案，把密闭喷头7打开做好预喷准备，延时5到30秒后气体的电磁阀11启动，专用消防药剂从包级消防管道3喷射到对应火警电池包6内进行灭火。同时消防主机对气体灭火模块4中消防药剂压力进行检测，当剂量不足时及时从外部引入。消防主机放气勿入灯亮起，再次确认舱内外声光警示启动，消防主机也会再次发送命令到ems主机要求电池下高压、bms下电保护、电操脱扣。
90.3、当消防系统通过传感模块自动监测到储能舱1的火警预警发生时，消防主机发送485信号命令到ems系统要求电池下高压，发出干接点信号到bms系统，bms下电保护，同时消防主机启动储能舱1泄爆系统及舱内声光报警，警示工作人员系统处于消防预警状态，停止储能舱1的一切工作，并关闭相应储能舱1舱门，如非消防专业管理人员先撤离现场。
91.4、当消防系统通过传感模块自动监测到储能舱1级火警二次预警时，消防主机发送485信号命令到ems系统要求电操脱扣，操作仓除ups电气设备外的其他设备下电；消防主机启动舱级消防管道2与外部消火栓连接的电磁阀11(为进入三级防护方案做准备)，同时启动二级防护方案，启动舱外声光警示，并延时0～30秒后启动舱级气体的电磁阀11，消防药剂从舱级消防管道2喷射到整个储能舱1进行灭火。
92.5.当检测到二级防护方案在预设时间内没有对火情起到控制作用，则启动三级防护方案，关闭泄爆模块9，保证储能舱1密闭，并关闭气体灭火模块4与舱级消防管道2的单向阀，启动电磁阀11，使舱外消防栓通过舱级消防管道2持续对储能舱1内喷洒消防水，对电池包6进行降温。同时，消防主机控制勿入灯亮起并再次确认启动舱内外声光警示，消防主机也会再次发送命令到ems主机要求电池下高压、bms下电保护、电操脱扣。
93.6、除此之外，还包括人工启动方法：当人先比消防系统早发现火警时，人在确认储能舱1保护区域无人员操作的情况下，先按电池管理系统的急停开关，再按下消防喷洒紧急启停按钮的启动，消防主机发送485信号命令到ems系统要求电操脱扣，电池下高压，发出干接点信号到bms系统，bms下电保护，操作仓除ups下的电气设备下电；消防主机启动消火栓电磁阀11，启动包级消防管道3的外接电磁阀11，同时停止消防泄爆系统，保证储能舱1密闭，启动舱内外声光警示，延时5秒将灭火药剂预喷到包级消防管道3，等待对应主动破碎喷头8破损后喷入电池包6，并延时0～30秒后启动舱级消防管道2与气体灭火模块4的单向阀，消防药剂从管道喷射到整个储能舱1进行灭火。消防主机检测消防药剂压力开关反馈，消防主机停止消防泄爆系统、放气勿入灯亮起并再次确认启动舱内外声光警示，消防主机也会再次发送命令到ems主机要求电池下高压、bms下电保护、电操脱扣。
94.综上所述，本发明提供一种储能舱的消防控制方法及消防系统，将舱级消防管道
的两端分别连接气体灭火模块和消防栓，实现一条消防管道兼容两种消防系统；同时设置包级消防管道，配合舱级消防管道，对储能舱内的电池包以及其他电气设备设置多级消防防护方案，针对不同火情执行不同消防防护方案，防止火灾蔓延同时阻止电芯失控后导致火情扩散或复燃。
95.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。