1.本發(fā)明涉及一種浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)及消防控制方法，屬于儲能電池技術領域。

背景技術：

2.目前，儲能系統(tǒng)的核心是電池系統(tǒng)，通常電池系統(tǒng)內包含成百個電芯，當單個電芯發(fā)生熱失控時，劇烈的反應會引燃周圍的電芯，從而引發(fā)火災。目前，儲能電池行業(yè)內配備的消防方案通常為氣體滅火系統(tǒng)和細水霧滅火系統(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)。進一步的，行業(yè)內逐漸形成了針對電池模組級的消防系統(tǒng)，電芯本身的冷卻方式仍為傳統(tǒng)的冷板式液冷或風冷，在電芯熱失控時，通過額外添加的消防支路和儲液箱向電池模組內注入冷卻液實現(xiàn)淹沒式消防。

3.首先，對于氣體滅火系統(tǒng)，七氟丙烷滅火系統(tǒng)只能作為整艙級全淹沒式滅火系統(tǒng)，無法直接作用于電芯，滅火效能低，且不具備降溫效果，易復燃；全氟己酮滅火系統(tǒng)可以做到電池模組級消防，但由于噴放需要較好的霧化，因此需要配套噴頭，其結構較為復雜。其次，對于細水霧滅火系統(tǒng)，雖然降溫性能較好，但系統(tǒng)整體壓力高，具有一定的危險性，同時，其仍屬于整艙級全淹沒式滅火系統(tǒng)，在撲滅局部火勢的同時會造成其余電芯淋水失效，整體損失較大。

4.最后，通過向模組內注液實現(xiàn)的淹沒式消防系統(tǒng)存在以下缺點：

5.熱失控時注入的水基冷卻液導電，容易使其余電芯短路，從而導致火勢加?。?br />
6.通過電磁閥控制冷卻液注入，存在響應的及時性的問題，并且一旦電磁閥失效會使冷卻液淋到其余電芯上，從而導致短路，可靠性不高；

7.在原有電池系統(tǒng)基礎上額外添加消防管路和儲液箱會使得整體結構復雜，占地變大。

技術實現(xiàn)要素：

8.本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，它能夠克服現(xiàn)有儲能電池消防系統(tǒng)中存在的滅火成本高、響應及時性差、可靠性不高和結構復雜的問題和缺陷。

9.為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：一種浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，包括：

10.電池柜，所述電池柜包括至少一個電池箱，電池箱內容置多個浸沒在冷卻液中的電芯；

11.浸沒式循環(huán)系統(tǒng)，所述浸沒式循環(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)象及當某個電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時控制浸沒式循環(huán)系統(tǒng)向該電芯所在的電池箱內間歇性地泵入冷卻液，其中，每兩次泵入冷卻液之間的時間間隔內，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.進一步，所述浸沒式循環(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)通過控制相應電磁閥以控制向相應電池箱內泵入冷卻液；

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

18.進一步，所述冷卻液管路中還設有用于與冷卻液進行換熱的外部換熱設備。

19.進一步，為了監(jiān)控浸沒式循環(huán)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，所述供液管路上設有供液壓力傳感器；

20.和/或所述回液管路上設有回液壓力傳感器。

21.進一步，為了防止電芯熱失控時產生的污染物回灌進正常狀態(tài)的電池箱內，否則污染物會使電芯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.進一步，所述電池箱的上端設有防爆閥；

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

24.所述報警傳感器為煙霧報警器和/或可燃氣體探測器；其中，

25.所述煙霧報警器適于在當電池箱內部氣體壓力積累到一定值時被噴出電池箱內的氣體觸發(fā)以發(fā)出報警信號；

26.所述可燃氣體探測器適于當電池柜內可燃氣體的濃度達到一定值時觸發(fā)報警以發(fā)出報警信號。

27.進一步，所述電池管理系統(tǒng)還用于實時監(jiān)測電芯的表面溫度并計算得到電芯的表面溫度隨時間的變化率、根據實時監(jiān)測電芯的表面溫度、電芯的表面溫度隨時間的變化率以及報警信號判定電池箱工作狀態(tài)。

28.進一步，所述電池管理系統(tǒng)根據電芯判定情況發(fā)出告警信息。

29.進一步，通過泵向該電芯所在的電池箱內間歇性地泵入冷卻液，每兩次泵入冷卻液之間的時間間隔由公式(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電池箱，電池箱內容置多個浸沒在冷卻液中的電芯，方法的步驟中包括：

33.當某個電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時，向該電芯所在的電池箱內間歇性地泵入冷卻液；其中，每兩次泵入冷卻液之間的時間間隔內，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.電池柜煙霧報警或可燃氣體報警，電芯的表面溫度大于60℃，并且電芯表面的溫度隨時間的變化率大于1℃/s。

36.進一步，電池柜包括多個電池箱；

37.當某個電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時，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.進一步，方法基于上述浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)實現(xiàn)；

39.所述電池箱的上端設有防爆閥；

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

41.所述報警傳感器為煙霧報警器和/或可燃氣體探測器；其中，

42.所述煙霧報警器適于在當電池箱內部氣體壓力積累到一定值時被噴出電池箱內的氣體觸發(fā)以發(fā)出報警信號；

43.所述可燃氣體探測器適于當電池柜內可燃氣體的濃度達到一定值時觸發(fā)報警以發(fā)出報警信號。

44.所述電池管理系統(tǒng)還用于實時監(jiān)測電芯的表面溫度并計算得到電芯的表面溫度隨時間的變化率、根據實時監(jiān)測電芯的表面溫度、電芯的表面溫度隨時間的變化率以及報警信號判定電池箱工作狀態(tài)；

45.當電池管理系統(tǒng)未接收到報警信號并且電芯的表面溫度及電芯的表面溫度隨時間的變化率無異常時，浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)保持正常運行：此時電磁閥全部打開，泵按照額定工況運行；

46.當電池管理系統(tǒng)接收到報警信號并且電芯的表面溫度及電芯的表面溫度隨時間的變化率無異常時，此時由電池管理系統(tǒng)發(fā)出告警信號，提醒相關人員前往現(xiàn)場查看情況，電磁閥仍保持全部打開的狀態(tài)，泵仍按照額定工況運行；

47.當電池管理系統(tǒng)未接收到報警信號，但監(jiān)測到電芯的表面溫度異?；螂娦颈砻娴臏囟入S時間的變化率異常時，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，同時電磁閥仍保持全部打開的狀態(tài)，并調節(jié)泵的頻率，提高流量，加快電池箱內部電芯換熱降溫；當電池管理系統(tǒng)監(jiān)測到電芯表面溫度及表面溫度隨時間的變化率均恢復正常時，取消告警信號，并調節(jié)泵的頻率至額定工況。

48.采用了上述技術方案，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式冷卻作為消防的手段，本發(fā)明所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)以絕緣性和換熱性能強的氟化液作為冷卻液，可同時兼顧冷卻和消防的用途，在電芯發(fā)生熱失控時，利用氟化液沸騰時的蒸發(fā)潛熱迅速帶走大量熱量，是一種主動實時的消防系統(tǒng)，因此滅火的響應及時性好，并且無需添加額外的管路作為消防管路，結構簡單；

50.2)在發(fā)生熱失控時，本發(fā)明的消防控制方法只需通過點動浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)中的泵，利用系統(tǒng)自身存儲的冷卻液即可保證熱失控電芯上方始終有冷卻液覆蓋，無需額外的儲液罐，并且在發(fā)生熱失控后的聯(lián)動動作不會使其余電芯有短路風險，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)通過電池管理系統(tǒng)接收到的煙霧報警信號或可燃氣體報警信號+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行進一步動作，同時，通過實時監(jiān)測進出電池箱液體的壓力，提供多種判斷系統(tǒng)異常的依據，提高了系統(tǒng)整體的可靠性，避免因誤動造成不必要的損失。

附圖說明

52.圖1為本發(fā)明的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)的結構示意圖；

53.圖2為電池箱內部結構尺寸示意圖。

具體實施方式

54.為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

55.如圖1～2所示，一種浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，包括：

56.電池柜11，電池柜11包括多個電池箱9，電池箱9內容置多個浸沒在冷卻液6中的電芯10；

57.浸沒式循環(huán)系統(tǒng)，浸沒式循環(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)象及當某個電芯10發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時控制浸沒式循環(huán)系統(tǒng)向該電芯10所在的電池箱9內間歇性地泵入冷卻液6，其中，每兩次泵入冷卻液6之間的時間間隔內，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.在本實施例中，電池箱9設有多個，當然電池箱9也可設有一個。

60.在本實施例中，如圖1所示，浸沒式循環(huán)系統(tǒng)可以為如下結構：包括：

61.連接在相應電池箱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通過控制相應電磁閥以控制向相應電池箱9內泵入冷卻液6；

64.電池管理系統(tǒng)12通過泵1以控制泵入相應電池箱9內的冷卻液的量。

65.在本實施例中，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進入電池柜11，完全浸沒電芯10，并帶走電芯10 在運行過程中產生的熱量，并由回液管路8進入泵1，泵1將冷卻液6輸送至外部換熱設備2中進行散熱，并重新通過供液管路7回到電池柜11，以此形成浸沒式循環(huán)系統(tǒng)。

67.浸沒式循環(huán)系統(tǒng)采用的冷卻液6可以為氟化液。

68.如圖1所示，冷卻液管路中還設有用于與冷卻液進行換熱的外部換熱設備2。

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

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

電芯10的冷卻環(huán)境惡劣，影響換熱效果。

71.在本實施例中，電池箱9為密閉結構。

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

73.在本實施例中，報警傳感器可以包括煙霧報警器t1和可燃氣體探測器t2；其中，

74.煙霧報警器適于在當電池箱9內部氣體壓力積累到一定值時被噴出電池箱9內的氣體觸發(fā)以發(fā)出報警信號；

75.可燃氣體探測器適于當電池柜11內可燃氣體的濃度達到一定值時觸發(fā)報警以發(fā)出報警信號。

76.電池管理系統(tǒng)12還用于實時監(jiān)測電芯10的表面溫度并計算得到電芯10的表面溫度隨時間的變化率、根據實時監(jiān)測電芯10的表面溫度、電芯10的表面溫度隨時間的變化率以及煙霧觸發(fā)信號和可燃氣體觸發(fā)信號判定電池箱工作狀態(tài)。

77.電池管理系統(tǒng)12還可以根據電芯判定情況發(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的位置坐標進行數(shù)值記錄，如溫度t(1,j，t)＝20℃，即表示1#電池箱的第j個電芯在t 時刻的表面溫度為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實時監(jiān)測電芯10的表面溫度，并計算得到電芯10的表面溫度隨時間的變化率，由煙霧傳感器t1實時監(jiān)測電池柜11內是否有煙霧，煙霧到達一定濃度發(fā)出煙霧報警信號；由可燃氣體探測器t2實時監(jiān)測電池柜11內可燃氣體濃度，可燃氣體到達一定濃度發(fā)出可燃氣體報警信號，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未接收到煙霧報警信號和可燃氣體報警信號并且電芯溫度及溫度變化速率無異常，即電芯表面溫度在15℃至35℃之間，并且電芯表面溫度隨時間的變化率小于1℃/s時，系統(tǒng)保持正常運行。此時系統(tǒng)內電磁閥v1～vn全部打開，泵1 按照額定工況運行；

82.s3:若電池管理系統(tǒng)12接收到煙霧報警信號，但電芯表面溫度在15℃至35℃之間，并且電芯表面溫度隨時間的變化率小于1℃/s時，可認為是由于電池柜為非密封結構，由外界產生的煙氣導致煙霧傳感器t1發(fā)生了誤動。此時由電池管理系統(tǒng)12向后臺發(fā)出告警信號，提醒相關人員前往現(xiàn)場查看情況，系統(tǒng)內電磁閥v1～vn仍保持全部打開的狀態(tài)，泵1仍按照額定工況運行；

83.s4:若電池管理系統(tǒng)12未接收到煙霧報警信號和可燃氣體報警信號，但監(jiān)測到電芯的表面溫度大于60℃或電芯表面的溫度隨時間的變化率大于1℃/s，并且可進一步地發(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時，判定電芯處于熱失控初期，由電池管理系統(tǒng)12向后臺發(fā)出告警信號，同時調節(jié)泵1的頻率，提高系統(tǒng)流量，加快電池箱內部電芯換熱降溫，防止電芯發(fā)生進一步的熱失控現(xiàn)象，此時系統(tǒng)內電磁閥v1～vn仍保持全部打開的狀態(tài)。當電池管理系統(tǒng)12監(jiān)測到電芯表面溫度及表面溫度隨時間的變化率均恢復正常時，取消告警信號，并調節(jié)泵1的頻率至額定工況；

84.s5:若電池管理系統(tǒng)12接收到煙霧報警信號或接收到可燃氣體報警信號，同時監(jiān)測到電芯的表面溫度大于60℃，并且電芯表面的溫度隨時間的變化率大于1℃/s，同時可進

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，判定此時已發(fā)生不可逆的電芯熱失控現(xiàn)象，進一步的進行以下工作：

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)電源關閉，同時向后臺發(fā)出聲光報警；

86.b)電池管理系統(tǒng)12將其他未熱失控電芯對應的電池箱的電磁閥關閉，只打開發(fā)生熱失控電芯對應的電池箱的電磁閥，例如若判斷1#電池箱第j個電芯發(fā)生熱失控，則需將v2～vn全部關閉，只保持v1為開啟狀態(tài)；

87.c)電池管理系統(tǒng)12將浸沒式冷卻系統(tǒng)中的泵1切換為點動模式，即泵1每次啟動的時間間隔為t1，每次啟動的時長為t2。其中，t1可由多次模組熱失控試驗得到，需保證在此時間間隔內，電芯上方的冷卻液6不會因吸收電芯熱失控產生的熱量而全部揮發(fā)；t2可由下列公式計算得到：

[0088][0089]

為泵額定流量，l為電芯上方空間長度，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在點動過程中由防爆閥溢出。由此可保證熱失控電芯上方在泵1點動過程中始終被冷卻液6所覆蓋。

[0090]

上述c)步驟中，泵1在電芯熱失控時切換為點動模式的原因如下：當電芯發(fā)生熱失控時，對應電池箱內部由于熱失控電芯安全閥打開而噴出的大量煙氣以及冷卻液6蒸發(fā)產生的氣體壓力積累到一定值，熱失控電芯對應電池箱上方的防爆閥會打開，此時電池箱與外界連通，若泵1繼續(xù)保持連續(xù)運行的狀態(tài)，在短時間內，大量冷卻液6會由開啟的防爆閥k1～kn處噴出，從而減弱消防冷卻效果。因此，所述點動模式可最大化的利用浸沒式冷卻系統(tǒng)中的穩(wěn)壓罐5存儲的冷卻液6抑制電芯10的熱失控行為，延長相關人員處理火災的時間。

[0091]

以上的具體實施例，對本發(fā)明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。技術特征：

1.一種浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，包括：電池柜(11)，所述電池柜(11)包括至少一個電池箱(9)，電池箱(9)內容置多個浸沒在冷卻液(6)中的電芯(10)；浸沒式循環(huán)系統(tǒng)，所述浸沒式循環(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)象及當某個電芯(10)發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時控制浸沒式循環(huán)系統(tǒng)向該電芯(10)所在的電池箱(9)內間歇性地泵入冷卻液(6)，其中，每兩次泵入冷卻液(6)之間的時間間隔內，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.根據權利要1所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述浸沒式循環(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)通過控制相應電磁閥以控制向相應電池箱(9)內泵入冷卻液(6)；所述電池管理系統(tǒng)(12)通過泵(1)以控制泵入相應電池箱(9)內的冷卻液的量。3.根據權利要2所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻液管路中還設有用于與冷卻液進行換熱的外部換熱設備(2)。4.根據權利要2所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述供液管路(7)上設有供液壓力傳感器(3)；和/或所述回液管路(8)上設有回液壓力傳感器(4)。5.根據權利要2所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(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.根據權利要1所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池箱(9)的上端設有防爆閥；所述電池柜(11)上方設有報警傳感器，所述報警傳感器與所述電池管理系統(tǒng)(12)相連；所述報警傳感器適于觸發(fā)報警以發(fā)出報警信號并將報警信號傳遞給所述電池管理系統(tǒng)(12)；所述報警傳感器為煙霧報警器和/或可燃氣體探測器；其中，所述煙霧報警器適于在當電池箱(9)內部氣體壓力積累到一定值時被噴出電池箱(9)內的氣體觸發(fā)以發(fā)出報警信號；所述可燃氣體探測器適于當電池柜(11)內可燃氣體的濃度達到一定值時觸發(fā)報警以發(fā)出報警信號。7.根據權利要6所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池管理系統(tǒng)(12)還用于實時監(jiān)測電芯(10)的表面溫度并計算得到電芯(10)的表面溫度隨時間的變化率、根據實時監(jiān)測電芯(10)的表面溫度、電芯(10)的表面溫度隨時間的變化率以及報警信號判定電池箱工作狀態(tài)。8.根據權利要1所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，

所述電池管理系統(tǒng)(12)根據電芯判定情況發(fā)出告警信息。9.根據權利要求1所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)，其特征在于，通過泵(1)向該電芯(10)所在的電池箱(9)內間歇性地泵入冷卻液(6)，每兩次泵入冷卻液(6)之間的時間間隔由公式(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，方法應用于電池柜(11)上，電池柜(11)包括至少一個電池箱(9)，電池箱(9)內容置多個浸沒在冷卻液(6)中的電芯(10)，方法的步驟中包括：當某個電芯(10)發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時，向該電芯(10)所在的電池箱(9)內間歇性地泵入冷卻液(6)；其中，每兩次泵入冷卻液(6)之間的時間間隔內，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.根據權利要求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)煙霧報警或可燃氣體報警，電芯(10)的表面溫度大于60℃，并且電芯表面的溫度隨時間的變化率大于1℃/s。12.根據權利要求10所述的消防控制方法，其特征在于，電池柜(11)包括多個電池箱(9)；當某個電芯(10)發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時，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.根據權利要求10所述的消防控制方法，其特征在于，方法基于如權利要求1至9中任一項所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)實現(xiàn)。14.根據權利要求10所述的消防控制方法，其特征在于，方法基于如權利要求2至5中任一項所述的浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)實現(xiàn)；所述電池箱(9)的上端設有防爆閥；所述電池柜(11)上方設有報警傳感器，所述報警傳感器與所述電池管理系統(tǒng)(12)相連；所述報警傳感器適于觸發(fā)報警以發(fā)出報警信號并將報警信號傳遞給所述電池管理系統(tǒng)(12)；所述報警傳感器為煙霧報警器和/或可燃氣體探測器；其中，所述煙霧報警器適于在當電池箱(9)內部氣體壓力積累到一定值時被噴出電池箱(9)內的氣體觸發(fā)以發(fā)出報警信號；所述可燃氣體探測器適于當電池柜(11)內可燃氣體的濃度達到一定值時觸發(fā)報警以發(fā)出報警信號；所述電池管理系統(tǒng)(12)還用于實時監(jiān)測電芯(10)的表面溫度并計算得到電芯(10)的表面溫度隨時間的變化率、根據實時監(jiān)測電芯(10)的表面溫度、電芯(10)的表面溫度隨時間的變化率以及報警信號判定電池箱工作狀態(tài)；當電池管理系統(tǒng)(12)未接收到報警信號并且電芯(10)的表面溫度及電芯(10)的表面

溫度隨時間的變化率無異常時，浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)保持正常運行：此時電磁閥全部打開，泵(1)按照額定工況運行；當電池管理系統(tǒng)(12)接收到報警信號并且電芯(10)的表面溫度及電芯(10)的表面溫度隨時間的變化率無異常時，此時由電池管理系統(tǒng)(12)發(fā)出告警信號，提醒相關人員前往現(xiàn)場查看情況，電磁閥仍保持全部打開的狀態(tài)，泵(1)仍按照額定工況運行；當電池管理系統(tǒng)(12)未接收到報警信號，但監(jiān)測到電芯(10)的表面溫度異?；螂娦?10)表面的溫度隨時間的變化率異常時，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，同時電磁閥仍保持全部打開的狀態(tài)，并調節(jié)泵(1)的頻率，提高流量，加快電池箱(9)內部電芯(10)換熱降溫；當電池管理系統(tǒng)(12)監(jiān)測到電芯(10)表面溫度及表面溫度隨時間的變化率均恢復正常時，取消告警信號，并調節(jié)泵(1)的頻率至額定工況。

技術總結

本發(fā)明公開了一種浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)及消防控制方法，浸沒式儲能電池熱管理系統(tǒng)包括電池柜、浸沒式循環(huán)系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)，所述電池柜包括至少一個電池箱，電池箱內容置多個浸沒在冷卻液中的電芯；所述浸沒式循環(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)象及當某個電芯發(fā)生不可逆的熱失控現(xiàn)象時控制浸沒式循環(huán)系統(tǒng)向該電芯所在的電池箱內間歇性地泵入冷卻液，其中，每兩次泵入冷卻液之間的時間間隔內，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)有儲能電池消防系統(tǒng)中存在的滅火成本高、響應及時性差、可靠性不高和結構復雜的問題和缺陷?？煽啃圆桓吆徒Y構復雜的問題和缺陷?？煽啃圆桓吆徒Y構復雜的問題和缺陷。

技術研發(fā)人員：嚴偉 汪日豐 張廣泰 路世康 邵昌 陳宇曦 李明政 徐敏 宋戈 姚寧

受保護的技術使用者：南京南瑞繼保工程技術有限公司 南京南瑞繼保電氣有限公司

技術研發(fā)日：2022.06.29

技術公布日：2022/11/3