鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1919次 | 2022年06月29日
鋰電池儲(chǔ)能電站早期預(yù)警系統(tǒng)研究
摘要：研究鋰電池儲(chǔ)能電站消防預(yù)警技術(shù)有關(guān)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要意義。本文通過(guò)對(duì)電池?zé)崾Э丶盁釘U(kuò)散特點(diǎn)識(shí)別展開(kāi)討論，由于鋰電池發(fā)生熱失控時(shí)會(huì)伴隨著可燃?xì)怏w緩慢釋放，假如能夠提取電池?zé)崾Э卦缙跉怏w參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行研究分析，可以在此基礎(chǔ)上建立電池系統(tǒng)的熱失控預(yù)警機(jī)制。本文采用加熱方式和過(guò)充方式誘發(fā)電池?zé)崾Э貧怏w提取試驗(yàn)，通過(guò)采氣試驗(yàn)進(jìn)行氣體成分含量分析，確定了將一氧化碳和溫度作為典型的偵測(cè)依據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鋰電池?zé)崾Э氐脑缙陬A(yù)警。并將這種電池?zé)崾Э卦缙陬A(yù)警判斷應(yīng)用到了儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)中，同時(shí)結(jié)合多級(jí)預(yù)警及防護(hù)機(jī)制和安全聯(lián)動(dòng)策略做了深入研究，確定了鋰電池儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)，從系統(tǒng)部件、聯(lián)動(dòng)通信、人員安全3個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)做了簡(jiǎn)要說(shuō)明，在保證快速有效的檢測(cè)出電池?zé)崾Э貭顟B(tài)的同時(shí)快速聯(lián)動(dòng)消防設(shè)施，極大提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
關(guān)鍵詞：鋰電池；熱失控；儲(chǔ)能；消防；預(yù)警
近年來(lái)，各種電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目如雨后春筍一般涌現(xiàn)，遍布在用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)、新能源并網(wǎng)及微電網(wǎng)等各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外近期發(fā)生多起鋰電池儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故，2018年七月二日，韓國(guó)一風(fēng)力發(fā)電園區(qū)內(nèi)ESS儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)生重大火災(zāi)事故，造成706m2規(guī)模電池建筑和3500塊以上鋰電池全部燒毀，可見(jiàn)火災(zāi)事故一旦發(fā)生就會(huì)造成嚴(yán)重后果，此時(shí)對(duì)鋰電池?zé)崾鹿侍攸c(diǎn)參數(shù)進(jìn)行識(shí)別、熱失控早期預(yù)警、安全聯(lián)動(dòng)和消防防護(hù)顯得尤為重要。
鋰電池儲(chǔ)能電站的安全問(wèn)題是要警鐘長(zhǎng)鳴的重大課題。隨著鋰電池新材料的研發(fā)、電池制作技術(shù)的創(chuàng)新以及眾多科研機(jī)構(gòu)和公司的參和，鋰電池的性能正日益提高，單體安全性能也得到極大提高。但由于大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)單體電池容量更大，電池簇單體數(shù)量更多，電池簇并聯(lián)數(shù)量更大，電池堆電流更大，電池簇充放電深度更深，電池簇運(yùn)行一致性和壽命要求更為嚴(yán)格，在使用過(guò)程中極易出現(xiàn)局部熱失控現(xiàn)象，存在巨大的安全隱患。
本文針對(duì)鋰電池?zé)崾Э靥攸c(diǎn)參數(shù)識(shí)別、復(fù)合型熱失控火災(zāi)探測(cè)器、多級(jí)預(yù)警機(jī)制和安全聯(lián)動(dòng)策略做了研究，在此基礎(chǔ)上對(duì)儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1熱失控特點(diǎn)識(shí)別
1.1熱失控及熱擴(kuò)散特點(diǎn)識(shí)別
電池?zé)崾Э丶盁釘U(kuò)散特點(diǎn)識(shí)別是開(kāi)展鋰離子儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外一些團(tuán)隊(duì)對(duì)熱失控及熱擴(kuò)展早期形成識(shí)別方法進(jìn)行了研究，重要包括以下幾種方法：①通過(guò)BMS獲取的電池表體溫度、電壓、電流和放電倍率參數(shù)作為判別條件的研究；②基于電池模組的壓力應(yīng)變的檢測(cè)方法；③基于內(nèi)阻變化的熱失控探測(cè)研究；④電池過(guò)充和加熱導(dǎo)致熱失控試驗(yàn)，采集氣體，并用色譜分析法進(jìn)行氣體成分及含量的分析來(lái)判別熱失控的預(yù)警方法。
1.2基于氣體特點(diǎn)量的識(shí)別
鋰電池因其自身和外部條件導(dǎo)致熱失控并最終燃燒的整個(gè)過(guò)程，都伴隨著可燃?xì)怏w緩慢釋放、泄壓、電解液和反應(yīng)氣體釋放、快速分解出現(xiàn)煙霧、高熱至火焰的出現(xiàn)。電池系統(tǒng)一般處于穩(wěn)態(tài)的電池包環(huán)境，相對(duì)正常穩(wěn)態(tài)環(huán)境，其采集的上述數(shù)據(jù)呈現(xiàn)穩(wěn)態(tài)變化特性，而一旦熱失控出現(xiàn)，勢(shì)必引起氣象、煙霧、溫度和光敏傳感器的數(shù)據(jù)異常變化。依據(jù)熱失控出現(xiàn)的背景參考圖如圖1所示。電池火災(zāi)發(fā)生的以上物理量如圖2所示。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
圖1熱失控出現(xiàn)背景
圖2電池火災(zāi)探測(cè)過(guò)程
關(guān)鍵問(wèn)題在于如何提取電池?zé)崾Э卦缙跉怏w參數(shù)，并建立電池系統(tǒng)的熱失控預(yù)警機(jī)制。該參數(shù)能夠明確表征熱失控隱患，并不會(huì)因?yàn)?a href="/keywords/dlldc/" class = "seo-anchor" data-anchorid=126 target="_blank">動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)本身的工作環(huán)境而引發(fā)錯(cuò)誤信號(hào)。如圖2所示，氣體探測(cè)可以進(jìn)行早期預(yù)警，重點(diǎn)為如何選取氣體探測(cè)器，并進(jìn)行可行性和適用性研究。
1.2.1熱失控氣體提取試驗(yàn)
1.2.1.1加熱方式誘發(fā)熱失控氣體成分提取試驗(yàn)
（1）試驗(yàn)方法準(zhǔn)備IP67的熱失控氣體采集箱（帶兩個(gè)球閥、一個(gè)壓力表），用兩個(gè)300W加熱片對(duì)120A·h磷酸鐵鋰電池進(jìn)行加熱，在進(jìn)行加熱試驗(yàn)時(shí)，要使用夾具將鋰電池和加熱片夾緊，防止電池在加熱的過(guò)程中由于電池殼體膨脹變形導(dǎo)致加熱片和電池殼體不能緊密連接，加熱片的熱量不能充分傳遞至電池，不能觸發(fā)電池?zé)崾Э兀瑢?dǎo)致試驗(yàn)失?。辉诩訜崞碗姵氐慕佑|面及電池背面部署溫度探測(cè)器；在實(shí)驗(yàn)箱頂部部署動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э靥綔y(cè)裝置，并使用監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)探測(cè)控制器的氣體、煙霧和溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；電池放入采集箱，電池加熱相關(guān)準(zhǔn)備工作完成后，關(guān)閉采集箱門(mén)，鎖死箱門(mén)，關(guān)閉兩個(gè)球閥；部署攝像機(jī)，對(duì)整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行錄制，加熱過(guò)程中，溫度數(shù)據(jù)、控制器的傳感器數(shù)據(jù)及錄像時(shí)間要校時(shí)；開(kāi)始加熱電池工作，待檢測(cè)到電池防爆閥打開(kāi)后，關(guān)閉加熱電源；打開(kāi)球閥，開(kāi)啟取樣泵，把取樣泵的氣體排放至安全區(qū)域，工作兩分鐘；把采氣袋接到采樣泵排氣管上，打開(kāi)采氣袋閥門(mén)，開(kāi)始取氣；取氣結(jié)束后，先關(guān)閉采樣泵，再關(guān)閉采氣袋閥門(mén)，最后關(guān)閉箱體上球閥。熱失控氣體采集箱整體布置見(jiàn)圖3。
圖3熱失控氣體采集箱整體布置圖
（2）試驗(yàn)判定本次試驗(yàn)中，電池材料受到加熱片加熱，出現(xiàn)氣體，復(fù)合氣體傳感器采集的氣體濃度呈平滑上升狀態(tài)；鋰電池的泄壓閥在爆開(kāi)后，復(fù)合氣體傳感器探測(cè)到的氣體濃度呈明顯上升狀態(tài)，參考圖4。由此可以確認(rèn)，可以使用某類(lèi)氣體作為鋰電池?zé)崾Э卦缙陬A(yù)警的判斷依據(jù)，該類(lèi)氣體滿足以下條件：①非空氣重要的構(gòu)成氣體；②有相應(yīng)氣體傳感器對(duì)其進(jìn)行定量檢測(cè)；③電池防爆閥在打開(kāi)前、后，該類(lèi)氣體濃度有明顯比較。
圖4復(fù)合傳感器綜合探測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖
結(jié)合探測(cè)數(shù)據(jù)的圖表可以看出，鋰電池在防爆閥打開(kāi)后并且熱失控發(fā)生前，出現(xiàn)大量的氣體和煙霧，并迅速超出了復(fù)合氣體傳感器的測(cè)量量程（體積分?jǐn)?shù)）1000×10-6，具體數(shù)值參考表1。
表1復(fù)合傳感器綜合探測(cè)數(shù)據(jù)表
（3）試驗(yàn)結(jié)論本次試驗(yàn)采集氣樣委托化學(xué)工業(yè)氣體質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心做了氣體成分含量分析。氣體采樣結(jié)果見(jiàn)表2。
表2氣體采樣分析結(jié)果
注：數(shù)據(jù)為體積分?jǐn)?shù)。
1.2.1.2過(guò)充方式誘發(fā)熱失控氣體成分提取試驗(yàn)
（1）試驗(yàn)方法用恒流充電設(shè)備對(duì)120A·h磷酸鐵鋰電池充電，電池箱內(nèi)鋰電池芯組因過(guò)充導(dǎo)致表面溫升熱，鼓包，從電池表體溫度60～100℃每間隔10℃采集氣體樣袋，期間實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CO濃度。
（2）試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)電池表面溫度達(dá)到58.7℃時(shí)，電池箱內(nèi)置傳感器的氣敏傳感器檢測(cè)出CO氣體并且濃度開(kāi)始逐漸上升，通過(guò)觀察窗可以看到電池發(fā)生了輕微鼓包，此時(shí)電池表面溫度為58.7℃，一氧化碳濃度為（體積分?jǐn)?shù)）20×10-6。試驗(yàn)布置圖如圖5所示。
圖5過(guò)充方式誘發(fā)熱失控氣體成分提取試驗(yàn)布置圖
經(jīng)過(guò)5次氣體采集，停止過(guò)充實(shí)驗(yàn)，采集到電池從溫升初期到熱失控5個(gè)階段的氣體樣品，并詳細(xì)記錄了電池表面的溫升狀態(tài)和形變狀態(tài)。
（3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果本次試驗(yàn)采集氣樣委托化學(xué)工業(yè)氣體質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心做了氣體成分含量分析。氣體采樣結(jié)果見(jiàn)表3。
表3氣體采樣分析結(jié)果注：數(shù)據(jù)為體積分?jǐn)?shù)。
1.2.2試驗(yàn)結(jié)論
兩次試驗(yàn)采集氣樣均委托化學(xué)工業(yè)氣體質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心做了氣體成分含量分析，通過(guò)采氣試驗(yàn)進(jìn)行氣體分析的結(jié)果及氣體選擇條件，可以確認(rèn)一氧化碳作為典型的偵測(cè)依據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)鋰電池?zé)崾Э氐脑缙陬A(yù)警。從表2-3中看出二氧化碳、氮?dú)?、氧氣屬于大氣?gòu)成氣體而且5個(gè)氣體樣品數(shù)值變化量極小，不具備參考價(jià)值。相比于烯類(lèi)氣體，針對(duì)CO的傳感器的應(yīng)用具有技術(shù)應(yīng)用成熟、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，適用于鋰電池的早期預(yù)警使用。
一氧化碳和溫度數(shù)據(jù)的復(fù)合型判別，可以有效地提高鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警識(shí)別的有效性，防止單一數(shù)據(jù)判別導(dǎo)致的誤報(bào)和漏報(bào)情況。
2鋰電池儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)研究
2.1儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀
目前儲(chǔ)能電站中單預(yù)置艙系統(tǒng)火災(zāi)探測(cè)及消防報(bào)警設(shè)計(jì)參照GB50116《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，配置使用典型感溫和典型感煙探測(cè)器，消防預(yù)警系統(tǒng)采用獨(dú)立的通訊方式，在本地集中控制，圖6是一個(gè)典型40英尺（1英尺=0.3048m）預(yù)置艙儲(chǔ)能電站火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
圖6典型40英尺預(yù)置艙儲(chǔ)能電站火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)
這種方式參考建筑類(lèi)應(yīng)用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，在儲(chǔ)能電站安全消防預(yù)警系統(tǒng)的適用方面，存在兩點(diǎn)重要的缺陷：①典型感煙和典型感溫火災(zāi)探測(cè)器不適用于鋰電池?zé)崾Э卦缙陬A(yù)警，探測(cè)預(yù)警一定是火災(zāi)已經(jīng)從電池包蔓延到儲(chǔ)能艙后的結(jié)果，屬于鋰電池?zé)釘U(kuò)散事故發(fā)生后的報(bào)警。②獨(dú)立的系統(tǒng)通訊機(jī)制，缺少和BMS或EMS智慧聯(lián)動(dòng)的安全管理策略。
2.2鋰電池儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)
2.2.1多級(jí)預(yù)警及防護(hù)
多級(jí)預(yù)警是指從電池包內(nèi)部、電池簇（封閉式電池簇）和電池艙空間進(jìn)行分區(qū)探測(cè)預(yù)警的方式，目的是在電池單體發(fā)生熱失控時(shí)得以快速識(shí)別。
電池單體發(fā)生電解液泄漏、熱失控早期是儲(chǔ)能電站消防預(yù)警的重要標(biāo)志特點(diǎn)。只有在電池包內(nèi)才可以有效的實(shí)現(xiàn)早預(yù)測(cè)電池異常狀態(tài)，提高熱失控預(yù)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確性和可靠性。
鋰電池的電解液泄漏，可能導(dǎo)致高壓安全、絕緣失效，間接造成電擊、起火等危險(xiǎn)。而單體電池發(fā)生熱失控時(shí)，電池包內(nèi)部的探測(cè)器可以安裝在熱擴(kuò)散未形成聯(lián)動(dòng)的滅火系統(tǒng)，有關(guān)磷酸鐵鋰電池來(lái)說(shuō)初期單體火災(zāi)很容易做到撲滅或早期的抑制，在電池包中安裝使用探測(cè)控制器對(duì)鋰離子儲(chǔ)能電站來(lái)說(shuō)顯得尤為重要。
為提高消防預(yù)警準(zhǔn)確性，儲(chǔ)能電站的消防系統(tǒng)要實(shí)行分級(jí)預(yù)警機(jī)制，采用多級(jí)消防處理控制，降低儲(chǔ)能系統(tǒng)大范圍的起火風(fēng)險(xiǎn)，可有效保障儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全。
圖7是一個(gè)40英尺預(yù)置鋰離子儲(chǔ)能電站的多級(jí)預(yù)警及防護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方法，對(duì)56個(gè)電池包和7個(gè)電池簇箱進(jìn)行了探測(cè)預(yù)警及管道式滅火裝置安全防護(hù)，該方法已經(jīng)實(shí)行并投入運(yùn)行。
圖740英尺預(yù)置鋰離子儲(chǔ)能站多級(jí)預(yù)警及防護(hù)應(yīng)用方法
2.2.2多級(jí)安全聯(lián)動(dòng)策略
儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)中的消防預(yù)警主機(jī)是消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備的核心組件。它通過(guò)接收電池?zé)崾Э靥綔y(cè)器發(fā)出的熱失控報(bào)警信號(hào)，按照預(yù)設(shè)邏輯實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，它可以直接發(fā)出控制信號(hào)（用于電池包內(nèi)置式滅火裝置的啟動(dòng)），控制邏輯復(fù)雜，可以通過(guò)電動(dòng)裝置間接發(fā)出控制信號(hào)。
本系統(tǒng)中的儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制策略重要基于兩方面，一是如何快速有效地檢測(cè)出電池的熱事故隱患和熱失控狀態(tài)；二是在出現(xiàn)熱失控的狀態(tài)下如何快速啟動(dòng)消防設(shè)施，實(shí)現(xiàn)有效滅火。針對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能電池結(jié)構(gòu)復(fù)雜、規(guī)模大等特點(diǎn)，結(jié)合儲(chǔ)能站內(nèi)消防、動(dòng)環(huán)等系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，采用分層管理的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)消防系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、動(dòng)環(huán)系統(tǒng)等的深度融合，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)，確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全。
結(jié)合大規(guī)模儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)運(yùn)行管理、故障診斷和警告保護(hù)等安全設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮異常情況下電池?zé)崾Э靥幚聿呗裕李A(yù)警系統(tǒng)和BMS協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)在熱失控狀態(tài)下切斷電池的運(yùn)行狀態(tài)及啟動(dòng)消防系統(tǒng)。多級(jí)安全聯(lián)動(dòng)策略示意圖，如圖8所示。
圖8多級(jí)安全聯(lián)動(dòng)策略示意圖
2.3儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)研究
基于上述研究基礎(chǔ)，儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)和BMS系統(tǒng)信息一體化、協(xié)同監(jiān)控。依據(jù)GB50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB16806—2006《消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)》等消防標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合電化學(xué)儲(chǔ)能電站的實(shí)際需求，初步設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用方法。
消防系統(tǒng)由熱失控探測(cè)器、消防控制主機(jī)、緊急啟停開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警器、滅火裝置等部件組成。
儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖9所示。
圖9儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)
2.3.1儲(chǔ)能電站消防預(yù)警系統(tǒng)部件
（1）消防控制主機(jī)
內(nèi)置UPS不間斷電源，保證站內(nèi)斷電情況下，持續(xù)工作時(shí)間不小于2小時(shí)），由消防主機(jī)供應(yīng)并管理系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的電源，實(shí)時(shí)顯示站內(nèi)探測(cè)器采集數(shù)據(jù)和火災(zāi)報(bào)警信號(hào)歷史數(shù)據(jù)查詢，并導(dǎo)出報(bào)表，負(fù)責(zé)消防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制。至少供應(yīng)以太網(wǎng)、CAN、RS485、干接點(diǎn)4類(lèi)通信接口，滿足常用的組網(wǎng)通信方式。
（2）鋰電池?zé)崾Э靥綔y(cè)器
探測(cè)器對(duì)CO、煙霧、溫度等參量變化情況，對(duì)鋰電池?zé)崾Э丶盎馂?zāi)做出綜合判斷，一體化設(shè)計(jì)。
（3）外部報(bào)置
儲(chǔ)能站內(nèi)部安裝站內(nèi)聲光報(bào)警器，儲(chǔ)能站外部安裝站外聲光報(bào)警器和氣體噴灑指示燈，在系統(tǒng)火災(zāi)報(bào)警和滅火器啟動(dòng)時(shí)，能及時(shí)警示工作人員。
（4）用戶操作開(kāi)關(guān)
包括緊急啟動(dòng)、緊急停止、自動(dòng)和手動(dòng)狀態(tài)切換，一體化設(shè)計(jì)。
（5）后臺(tái)主站系統(tǒng)
能夠展示消防預(yù)警系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)及驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警器，能把火災(zāi)報(bào)警信息醒目提示給監(jiān)控人員。
2.3.2消防預(yù)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)通信設(shè)計(jì)
通信線路包括以下內(nèi)容。
（1）消防預(yù)警系統(tǒng)必須有通信線和站內(nèi)儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)(BMS)通信聯(lián)動(dòng)，應(yīng)在火災(zāi)狀態(tài)等極限情況下可靠通信。
（2）消防預(yù)警系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)可直接接入后臺(tái)系統(tǒng)或由儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至后臺(tái)系統(tǒng)。
（3）站內(nèi)空調(diào)可由消防預(yù)警系統(tǒng)或儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)控制直接控制，在空間滅火裝置啟動(dòng)前，關(guān)閉葉扇，達(dá)到更好的滅火效果。
通信內(nèi)容包括如下。
（1）主機(jī)信息：UPS后備電源的充電、滿電、欠壓等信息；用戶操作開(kāi)關(guān)信息。
（2）防護(hù)區(qū)信息：正常和報(bào)警信息、滅火器啟動(dòng)、已使用等信息；各路干接點(diǎn)控制信息。
（3）故障信息：部件供電故障、通信故障等信息。
2.3.3消防預(yù)警系統(tǒng)為檢修人員的安全考慮
（1）手動(dòng)自動(dòng)模式
系統(tǒng)分為手動(dòng)模式和自動(dòng)模式。自動(dòng)模式下，系統(tǒng)可主動(dòng)啟動(dòng)滅火裝置；手動(dòng)模式下，滅火裝置由人員手動(dòng)啟動(dòng)。人員進(jìn)站檢修應(yīng)將系統(tǒng)置于手動(dòng)模式，離站時(shí)置于自動(dòng)模式。
（2）滅火裝置延時(shí)啟動(dòng)模式
滅火裝置啟動(dòng)前，應(yīng)有延時(shí)功能，保證人員安全撤離，延時(shí)時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整。
3結(jié)語(yǔ)
隨著鋰電池儲(chǔ)能電站的規(guī)?；瘧?yīng)用，如何保證儲(chǔ)能電站的消防安全成為其發(fā)展的第一要?jiǎng)?wù)。本文在電池?zé)崾Э丶盁釘U(kuò)散識(shí)別特點(diǎn)參數(shù)分析基礎(chǔ)上，提出了適用于鋰電池儲(chǔ)能電站火災(zāi)早期預(yù)警的復(fù)合型熱失控火災(zāi)探測(cè)器，并在站內(nèi)進(jìn)行多級(jí)預(yù)警和防護(hù)設(shè)計(jì)，和站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，在保證快速有效地檢測(cè)出電池?zé)崾Э貭顟B(tài)的同時(shí)快速聯(lián)動(dòng)消防設(shè)施，實(shí)現(xiàn)有效安全防護(hù)，極大提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
然而，目前國(guó)內(nèi)針對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能電站消防方面的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求較低，且不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，工程中應(yīng)用的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)為建筑物中使用的探測(cè)預(yù)置，配置的滅火劑和滅火措施的有效性均未得到驗(yàn)證，后續(xù)要針對(duì)鋰電池儲(chǔ)能電站的火災(zāi)早期預(yù)警及消防安全進(jìn)行系統(tǒng)及深入的研究。
第一作者：王春力（1983—），女，碩士，工程師，重要從事動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э匕踩夹g(shù)研究，E-mail：wangchunli@chungway.com；
通訊作者：李明明，工程師，重要從事電化學(xué)儲(chǔ)能安全防護(hù)技術(shù)研究，E-mail：limingming@chungway.com。
引用本文：王春力,貢麗妙,亢平,譚業(yè)超,李明明.鋰電池儲(chǔ)能電站早期預(yù)警系統(tǒng)研究[J].儲(chǔ)能科學(xué)和技術(shù),2018,7(6):1152-1158.
WANGChunli,GONGLimiao,KANGPing,TANYechao,LIMingming.Researchonearlywarningsystemoflithiumionbatteryenergystoragepowerstation[J].EnergyStorageScienceandTechnology,2018,7(6):1152-1158.
