一种储能电池火灾复燃监测方法与流程

1.本发明涉及电池火灾监测技术领域，更具体地说，特别涉及一种储能电池火灾复燃监测方法。

背景技术：

2.近年来，国内外发生的电力储能系统火灾事故引起了大家对锂电池储能系统安全性的普遍关注。据不完全统计，在全世界范围内，锂电池储能系统火灾安全事故在过去的一年内发生超过了30起，造成了巨大的财产损失。
3.虽然在储能系统内设置了火灾探测器(火灾探测器一般设置在电池包内)，但是由于电池火灾的特殊性，火灾极易发生复燃。电池包内设置的火灾探测器容易在首次明火中损坏，一旦火灾探测器损坏且火灾复燃，就会导致火灾复燃无法被探测到。
4.综上所述，如何解决现有技术中储能系统所存在的火灾复燃无法被探测的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.本发明提供了一种储能电池火灾复燃监测方法，在本发明中，在储能电池发生火灾首次明火后，基于所述储能电池的bms电池管理系统，在首次明火所在电池簇，对发生首次明火的电池包以及与其相邻电池包进行当前温度以及升温监测，用以判断储能电池是否发生复燃。
7.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，发生首次明火的电池包为本电池包；在首次明火所在电池簇，与所述本电池包相邻且通过总正铜排或总负铜排电连接的电池包为邻电池包；对所述本电池包进行当前温度以及升温监测，用于一次判断储能电池是否发生复燃。
8.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，所述一次判断的判断条件为：对本电池包内设置的温度传感器是否有效进行判断，如果是，则对本电池包进行当前温度以及升温监测，如果否，则对相邻电池包进行升温监测。
9.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，对相邻电池包进行升温监测包括对所述总正铜排以及所述总负铜排进行当前温度以及升温监测，用于二次判断储能电池是否发生复燃。
10.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，所述二次判断的判断条件为：对所述总正铜排以及所述总负铜排的温度传感器是否有效进行判断，如果是，则对所述总正铜排以及所述总负铜排进行当前温度以及升温监测，如果否，则对相邻电池包的电芯进行升温监测，用于三次判断储能电池是否发生复燃。
11.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，所述三次判断的判断条件为：对邻电池包内电芯的温度传感器是否有效进行判断，如果是，则对邻电池包内电芯
进行当前温度以及升温监测，如果否，则持续对邻电池包内电芯的温度传感器是否有效进行判断。
12.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，对所述本电池包进行当前温度以及升温监测，当本电池包内有至少两个温度传感器出现温度不低于90℃且升温不小于5℃/min，则判断为复燃发生。
13.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，对所述总正铜排以及所述总负铜排进行当前温度以及升温监测，当所述总正铜排以及所述总负铜排的温度不低于75℃且升温不小于2℃/min，则判断为复燃发生。
14.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，对相邻电池包的电芯进行升温监测，当相邻电池包的电芯至少两个温度传感器出现温度不低于60℃且升温不小于2℃/min，则判断为复燃发生。
15.优选地，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，由bms电池管理系统接收储能电池内消防主机信号用于判断是否发生火灾抑制，如果否，则持续接收消防主机信号用于判断是否发生火灾抑制，如果是，则对消防主机是否执行完成灭火程序进行判断，如果否，则持续对消防主机是否执行完成灭火程序进行判断，如果是，则对储能电池是否发生复燃进行判断。
16.本发明的有益效果如下：
17.本发明提供了一种储能电池火灾复燃监测方法，在该储能电池火灾复燃监测方法中，本发明在储能电池发生火灾首次明火后，基于储能电池的bms电池管理系统，在首次明火所在电池簇，对发生首次明火的电池包以及与其相邻电池包进行当前温度以及升温监测，用以判断储能电池是否发生复燃。基于上述方案设计，本发明在不增加任何器件及硬件成本的基础上，即基于现有的储能电池硬件组成结构，就能够实现储能电池火灾复燃的探测，进一步地，基于对电池火灾复燃的探测，就可以实现精准火灾抑制，保障储能系统安全和人员财产安全。本发明的应用，在基于现有储能电池的结构基础上，解决了现有技术中储能系统所存在的火灾复燃无法被探测的问题。
附图说明
18.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
19.图1为本发明实施例中储能电池的硬件结构组成示意简图；
20.图2为本发明实施例中电池包的硬件结构组成示意简图；
21.图3为本发明实施例中储能电池火灾复燃监测方法的流程策略图。
22.在图2中，编号1是电池包n与电池包n+1的串联铜排，编号2是火灾探测器，编号3是电芯信息采集单元(bmu)，编号4是电池包n与电池包n-1的串联铜排，编号5是总正铜排上的温度传感器，编号6是总负铜排上的温度传感器，编号7是电芯温度传感器。
具体实施方式
23.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精
神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
24.请参考图1至图3，其中，图1为本发明实施例中储能电池的硬件结构组成示意简图；图2为本发明实施例中电池包的硬件结构组成示意简图；图3为本发明实施例中储能电池火灾复燃监测方法的流程策略图。
25.本发明所要解决的技术问题为：现有储能电池的消防系统，其火灾探测器在第一次火灾明火中损毁失效无法探测电池火灾复燃；或者是储能电池消防系统的火灾探测器在第一次火灾明火发生后，电池包内空气环境被污染，火灾探测器无法通过可燃气体探测火灾复燃。为解决上述问题，本发明提供了一种储能电池火灾复燃监测方法。
26.对于储能电池而言，储能电池设置有bms电池管理系统以及消防系统，bms电池管理系统包括有bms总控(bau)、bms主控(bcu)、bms从控(bmu)，消防系统包括有火灾探测器、消防主机、火灾探测器中继以及设置在电池包内的温度传感器，其中温度传感器包括有用于监测电池包内芯温度的温度传感器以及用于监测总正铜排以及总负铜排温度的温度传感器。bms(battery management system)电池管理系统，是配合监控储能电池状态的设备。bms担任储能电池系统中的感知角，主要功能是监控电池储能单元内各电池运行状态，保障储能单元安全运行。bms对电池的基本参数进行测量，包括电压、电流、温度等，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命。
27.基于上述储能电池的硬件组成结构，在本发明所提供的储能电池火灾复燃监测方法中，在储能电池发生火灾首次明火后(也就是储能电池中，某一簇中的某电池包已经发生明火且执行了火灾抑制)，基于储能电池的bms电池管理系统，在首次明火所在电池簇，对发生首次明火的电池包以及与其相邻电池包进行当前温度以及升温监测，用以判断储能电池是否发生复燃。本发明在不增加任何器件及硬件成本的基础上，即基于现有的储能电池硬件组成结构，就能够实现储能电池火灾复燃的探测。基于对电池火灾复燃的探测，就可以实现精准火灾抑制，保障储能系统安全和人员财产安全。
28.需要说明的是，本发明中共三个温度监测点(每一个温度监测点都能够进行当前温度监测以及本温度监测点的升温监测)，分别为：第一个温度监测点为本电池包(即发生明火的电池包)，第二个温度监测点为总正铜排以及总负铜排(即实现本电池包与邻电池包电气连接的铜排)，第三个温度监测点为邻电池包(即本簇内，与本电池包相邻的两个电池包)。
29.在储能电池发生火灾首次明火后，本发明对储能电池是否发生复燃，首先对本电池包进行了当前温度以及升温的监测，用于一次判断储能电池是否发生复燃。其中，一次判断的判断条件为：对本电池包内设置的温度传感器是否有效进行判断，如果是(即本电池包内设置的温度传感器有效，也就是能够正常工作)，则对本电池包进行当前温度以及升温监测，如果否(即本电池包内设置的温度传感器无效，也就是无法正常工作)，则对相邻电池包进行升温监测。具体地，对本电池包进行当前温度以及升温监测，当本电池包内有至少两个温度传感器出现温度不低于90℃且升温不小于5℃/min，则判断为复燃发生，此时无需进行后续判断流程。
30.如果一次判断为否，则需要对相邻电池包进行升温监测，首先就是对与邻电池包
连接的总正铜排以及总负铜排进行当前温度以及升温监测，用于二次判断储能电池是否发生复燃。其中，二次判断的判断条件为：对总正铜排以及总负铜排的温度传感器是否有效进行判断，如果是(即总正铜排以及总负铜排的温度传感器有效，也就是能够正常工作)，则对总正铜排以及总负铜排进行当前温度以及升温监测，如果否(即总正铜排以及总负铜排的温度传感器无效，也就是无法正常工作)，则对相邻电池包的电芯进行升温监测，用于三次判断储能电池是否发生复燃。
31.在二次判断中，判断为“是”(即总正铜排以及总负铜排的温度传感器有效)，需要对总正铜排以及总负铜排进行当前温度以及升温监测，具体地，当总正铜排以及总负铜排的温度不低于75℃且升温不小于2℃/min，则判断为复燃发生。
32.在三次判断中，三次判断的判断条件为：对邻电池包内电芯的温度传感器是否有效进行判断，如果是(即邻电池包内电芯的温度传感器有效，也就是能够正常工作)，则对邻电池包内电芯进行当前温度以及升温监测，如果否(即邻电池包内电芯的温度传感器无效，也就是无法正常工作)，则持续对邻电池包内电芯的温度传感器是否有效进行判断。具体地，对相邻电池包的电芯进行升温监测，当相邻电池包的电芯至少两个温度传感器出现温度不低于60℃且升温不小于2℃/min，则判断为复燃发生。
33.本发明中，温度和温升阈值判断条件可根据实际情况进行修改，在方法原理不变的情况下，对阈值进行修改或微调以能达到相同的技术效果为准。
34.对于储能电池是否发生了火灾首次明火，本发明采用如下判断条件：由bms电池管理系统接收储能电池内消防主机信号用于判断是否发生火灾抑制，如果否，则持续接收消防主机信号用于判断是否发生火灾抑制，如果是，则对消防主机是否执行完成灭火程序进行判断，如果否，则持续对消防主机是否执行完成灭火程序进行判断，如果是，则对储能电池是否发生复燃进行判断。
35.为克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种储能电池火灾复燃监测方法，以火灾探测器告警为基础，通过与储能电池的bms互动，达到电池火灾复燃监测和精准火灾抑制。
36.对于储能电池的硬件组成而言，储能电池包括了火灾探测器、火灾探测器中继、消防主机、bms总控(bau)、bms主控(bcu)、bms从控(bmu)、电池包总正铜排温度传感器、总负铜排温度传感器和电芯温度传感器。基于上述组成结构，火灾探测器进行初次火灾的监测，当监测到火灾时通过can总线将数据传给火灾探测器中继，火灾探测器中继再通过can将信号传给消防主机，消防主机通知bau发生火灾，同时执行火灾抑制。bau通过bmu上传的发生火灾报警电池包温度数据和发生火灾报警电池包相邻的电池包温度数据，对执行火灾抑制后的温度和温升变化，判断是否存在火灾复燃。
37.本发明的具体实施例如下：
38.以图1所示结构为例，且以第一簇电池包n(即本电池包，下面持续采用第一簇电池包n进行说明)出现火灾后的复燃监测进行说明。当第一簇电池包n内的火灾探测器n监测到火灾报警，火灾探测器n将火灾报警信息传给火灾探测器中继1，火灾探测器中继1将报警信息传给消防主机，消防主机通知bms的总控主机(bau)第一簇电池包n出现火灾告警，bms执行火灾报警停机动作，同时消防主机对第一簇电池包n执行火灾抑制，bms进入对第一簇电池包n的火灾复燃监测。
39.请参考图3，按判断条件1(即一次判断)，如果是，则进入判断条件2，如果第一簇电池包n在支持火灾抑制后，电池包能仍有两处以上的温度高于90℃以及温升高于5℃，则认为第一簇电池包n火灾复燃；如果否，则进入判断条件3(即二次判断)，此时无法通过第一簇电池包n的温度和温升进行火灾复燃判断，需要通过与电池包n相邻的电池包n-1(即邻电池包)和电池包n+1(即邻电池包)的总正铜排温度和总负铜排温度信息进行判断，如果电池包n出现火灾复燃，通过傅立叶定律可知，温度最先会通过本电池包的总正铜排和主负铜排传递到电池包n-1的总正铜排和电池包n+1总负铜排，如果电池包n-1的总正铜排和电池包n+1的总负铜排的温度和温升满足判断条件4，则认为电池包n的火灾复燃；如果判断条件3是否，此时与电池包n相邻的电池包n-1和电池包n+1的正极铜排温度和负极铜排温度信息不可信，则需要通过电池包n-1和电池包n+1的电芯温度信息进行判断(即三次判断)，此条件下，如果电池包n出现火灾复燃，需要等电池包n复燃产生的温度扩散到相邻的电池包n-1或电池包n+1，如果满足判断条件6，则也判断为电池包n出现火灾复燃。如果判断储能电池复燃，则bms会将火灾复燃信息传递给消防主机，由消防主机再次执行火灾抑制。
40.由上述可知，本发明提供了一种储能电池火灾复燃监测方法，在该储能电池火灾复燃监测方法中，本发明在储能电池发生火灾首次明火后，基于所述储能电池的bms电池管理系统，在首次明火所在电池簇，对发生首次明火的电池包以及与其相邻电池包进行当前温度以及升温监测，用以判断储能电池是否发生复燃。基于上述方案设计，本发明在不增加任何器件及硬件成本的基础上，即基于现有的储能电池硬件组成结构，就能够实现储能电池火灾复燃的探测，进一步地，基于对电池火灾复燃的探测，就可以实现精准火灾抑制，保障储能系统安全和人员财产安全。本发明的应用，在基于现有储能电池的结构基础上，解决了现有技术中储能系统所存在的火灾复燃无法被探测的问题。
41.以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，在储能电池发生火灾首次明火后，基于所述储能电池的bms电池管理系统，在首次明火所在电池簇，对发生首次明火的电池包以及与其相邻电池包进行当前温度以及升温监测，用以判断储能电池是否发生复燃。2.根据权利要求1所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，发生首次明火的电池包为本电池包；在首次明火所在电池簇，与所述本电池包相邻且通过总正铜排或总负铜排电连接的电池包为邻电池包；对所述本电池包进行当前温度以及升温监测，用于一次判断储能电池是否发生复燃。3.根据权利要求2所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，所述一次判断的判断条件为：对本电池包内设置的温度传感器是否有效进行判断，如果是，则对本电池包进行当前温度以及升温监测，如果否，则对相邻电池包进行升温监测。4.根据权利要求3所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，对相邻电池包进行升温监测包括对所述总正铜排以及所述总负铜排进行当前温度以及升温监测，用于二次判断储能电池是否发生复燃。5.根据权利要求4所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，所述二次判断的判断条件为：对所述总正铜排以及所述总负铜排的温度传感器是否有效进行判断，如果是，则对所述总正铜排以及所述总负铜排进行当前温度以及升温监测，如果否，则对相邻电池包的电芯进行升温监测，用于三次判断储能电池是否发生复燃。6.根据权利要求5所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，所述三次判断的判断条件为：对邻电池包内电芯的温度传感器是否有效进行判断，如果是，则对邻电池包内电芯进行当前温度以及升温监测，如果否，则持续对邻电池包内电芯的温度传感器是否有效进行判断。7.根据权利要求2所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，对所述本电池包进行当前温度以及升温监测，当本电池包内有至少两个温度传感器出现温度不低于90℃且升温不小于5℃/min，则判断为复燃发生。8.根据权利要求4所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，对所述总正铜排以及所述总负铜排进行当前温度以及升温监测，当所述总正铜排以及所述总负铜排的温度不低于75℃且升温不小于2℃/min，则判断为复燃发生。9.根据权利要求5所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，对相邻电池包的电芯进行升温监测，当相邻电池包的电芯至少两个温度传感器出现温度不低于60℃且升温不小于2℃/min，则判断为复燃发生。10.根据权利要求1至9任一项所述的储能电池火灾复燃监测方法，其特征在于，由bms电池管理系统接收储能电池内消防主机信号用于判断是否发生火灾抑制，如果否，则持续接收消防主机信号用于判断是否发生火灾抑制，如果是，则对消防主机是否执行完成灭火程序进行判断，如果否，则持续对消防主机是否执行完成灭火程序进行判断，如果
是，则对储能电池是否发生复燃进行判断。

技术总结

一种储能电池火灾复燃监测方法，属于电池火灾监测技术领域。在该方法中，本发明在储能电池发生火灾首次明火后，基于储能电池的BMS电池管理系统，在首次明火所在电池簇，对发生首次明火的电池包以及与其相邻电池包进行当前温度以及升温监测，用以判断储能电池是否发生复燃。基于上述方案设计，本发明在不增加任何器件及硬件成本的基础上，即基于现有的储能电池硬件组成结构，就能够实现储能电池火灾复燃的探测，进一步地，基于对电池火灾复燃的探测，就可以实现精准火灾抑制，保障储能系统安全和人员财产安全。本发明的应用，在基于现有储能电池的结构基础上，解决了现有技术中储能系统所存在的火灾复燃无法被探测的问题。系统所存在的火灾复燃无法被探测的问题。系统所存在的火灾复燃无法被探测的问题。