一种锂电池火灾及消防试验用储能预制舱的制作方法

本发明涉及火灾及消防测试用预制舱的技术领域，具体涉及一种锂电池火灾及消防试验用储能预制舱。

背景技术：

近年来，国内外智能电网建设以及电池储能技术的迅速发展，电池储能的需求不断增大。储能技术成为发展和建设智能电网的关键技术之一，其具有改善电网的低能质量、削峰填谷、应急备用以及加大可再生能源的利用率等优点。预制舱式电池储能系统具有技术成熟，大容量、可移动、便于安装等优点，在电网系统具有广泛的应用前景。随着新一代锂电池材料的迅速发展以及电池技术的进一步提高，使得锂电池在电池储能系统中成为应用最广泛的电池。锂电池虽然拥有优良的性能，但其在过热、过充放、短路等滥用条件下会发生热失控，释放大量的热量和有毒烟气，进而可能引发火灾爆炸事故。

由于能量密度和空间的限制，储能预制舱内的电池架上电池布置密集，且无工作人员对预制舱内的工作状态进行实时监控。因此，如果电池架上的电池发生热失控引发火灾，释放的热量传递相邻的电池，引发模组内电池之间热失控的传播现象，如果不采取措施，则火灾极易在电池架之间甚至储能预制舱之间的传播蔓延，从而造成大规模的火灾爆炸事故，对人员和财产安全造成了极大的威胁。

因此，研究锂电池在储能预制舱内的火灾行为特性以及相应的消防措施对于提高和保障电池储能系统的安全性能具有重大意义。目前，针对锂电池热失控行为特性的研究很多，但基本上都是在实验室的敞开空间或者小范围封闭空间内进行的，与储能预制舱内的封闭空间环境不同，因此现有的研究很难真实地揭示锂电池在储能预制舱内的火灾行为特性，不能为提高预制舱式电池储能系统的安全性能提供理论基础。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题在于，提供一种能真实准确地模拟电池在储能预制舱内的火灾行为特性的火灾及消防测试用预制舱。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锂电池火灾及消防试验用储能预制舱，其包括箱体，箱体内壁材料为q235冷板喷漆，外部为耐候钢喷漆。所述箱体内设置用于放置测试用电池的电池架、排烟、散热系统、气体探测系统、消防水孔、电缆孔以及观察窗和红外相机窗口。所述排烟、散热系统包括位于所述箱体顶部的两台风机、以及所述箱体一端的进风百叶窗，对所述箱体内的测试用电池进行高效的散热、排烟；所述气体探测系统主要包括位于所述电池架上方的气体传感器、以及与所述气体传感器连接的主机等，用于探测电芯测试过程中的气体种类和含量；所述观察窗和红外相机窗口位于所述箱体的侧面以及端面，用于观察并记录锂电池的燃烧特征；所述消防排水孔位于所述箱体的底端，用于消防排水，所述电缆孔位于箱体的两侧面，用于实验过程中预制舱体内外的电缆线连接。

其中，所述箱体包括位于箱体内两侧的电池架，电池架的数量根据实验所用电芯数目来灵活调整，所述箱体中间为设置走道，将电池架分割为左右两侧，所述箱体的内部构造按照现行的储能预制舱来设计，提供的实验条件基本与现行的储能预制舱相符。

所述气体探测系统包括设置在实验用电池架上方的气体传感器、置于预制舱体外的主机，所述气体传感器与所述主机之间通过电缆连接，电缆经由预制舱体侧面设置的电缆孔。所述气体传感器的种类和数量可根据实验要求来确定，所述气体探测系统可探测电池测试过程中的气体种类和含量。

其中，所述排烟、散热系统主要包括设置在预制舱顶部的两组风机、端面的进风百叶窗等组成，所述风机型号为ebmk2e250，所述两组风机上方与外部的风道连接，可在电池的火灾和消防测试过程中及时有效地将烟气、热量排走。

所述观察窗和红外相机窗口布置于箱体的侧面和端面，距离地面1550mm，所述窗口的玻璃为5mm厚防爆玻璃可安全地观察并记录锂电池的燃烧行为特征；所述消防排水孔，可在测试过程中根据需要进行消防给排水。

本发明的优点在于：1、专门针对储能预制舱内锂电池火灾的研究而设计制作，提供的实验环境和条件基本上拟合现行的电池储能预制舱，能更加准确、科学地研究锂电池在储能预制舱内的火灾行为特性。2、本发明设置了排烟、散热系统，可以在实验过程中及时将电池热失控产热的大量热量和有毒烟气排走，提供了一个研究锂电池火灾的安全平台。3、本发明在电池架的顶部设置了气体探测系统，可以准确地测量锂电池在实验过程中产生气体的种类和含量，可更加科学有效地从气体分析的角度去揭示锂电池在储能预制舱内的火灾行为特性。4、本发明设置了红外相机窗口和观察窗，并采用了5mm防爆玻璃，可安全地观察和记录锂电池的火灾行为特性。5、本发明设置了专门的电缆孔和水管孔，可用于实验过程中的电路连接和消防给排水，操作简单方便。

附图说明

图1为本发明一种锂电池火灾及消防测试用预制舱的结构示意图；

图2为本发明一种锂电池火灾及消防测试用预制舱的去盖结构示意图；

图3为本发明一种锂电池火灾及消防测试用预制舱的去盖俯视图；

图4为本发明一种锂电池火灾及消防测试用预制舱的左右视图；

图5为本发明一种锂电池火灾及消防测试用箱的正视图。

图中附图标记含义为：1为观察窗，2为红外相机窗口，3为电缆孔，4为消防水孔，5为风机，6为进风百叶窗，7为电池架，8为走道，9为气体探测系统。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。

如图1和图2所示，本发明公开了一种锂电池火灾及消防测试用预制舱，其包括箱体，箱体内壁材料为q235冷板喷漆，外部为耐候钢喷漆，所述箱体内设置用于放置测试用电池的电池架7、排烟、散热系统、气体探测系统9、消防水孔4、电缆孔3以及观察窗1和红外相机窗口2。所述排烟、散热系统包括位于所述箱体顶部的两台风机5、以及所述箱体一端的进风百叶窗6等，所述风机5的型号为ebmk2e250，所述进风百叶窗6的尺寸为635mm×870mm，该排烟、散热系统能在实验过程中及时有效地排烟、散热，保障了火灾及消防测试的顺利进行。所述气体探测系统9包括位于所述电池架上方的气体传感器、以及与所述气体传感器连接的主机等，用于探测电池测试过程中的气体种类和含量；所述观察窗和红外相机窗口位于所述箱体的侧面以及端面，用于观察并记录锂电池的燃烧行为特征；所述消防排水孔位于所述箱体的底面，用于消防给排水；所述预制舱体为锂电池在储能预制舱内的火灾和消防测试提供了一种科学、安全的实验平台，可以更加准确研究锂电池在储能预制舱内的火灾行为特性。

如图3所示，该预制舱体内包括设置在箱体两侧的电池架7、两列电池架中间设置走道8，该电池架可用放置实验所用电池，在电池架的顶部固定气体探测系统9中的气体传感器，可探测电池在实验过程中的气体种类和含量。所述走道8设置在预制舱体的中轴处，走道8的宽度可以根据箱体的宽度进行设置。所述电池架7可以分为两列，每个电池架7可以分为10层，每层可以放置实验所用的电池模组箱，所述电池模组箱内放置测试用电池，该电池架7的高度可根据预制舱体的高度进行设置。

如图4和图5所示，在所述预制舱体的前后壁面和端面上设置了观察窗1和红外相机窗口2，所述观察窗1的尺寸为400×300mm，所述红外相机窗口2的尺寸为200×300mm，所述观察窗1和红外相机窗口2中心高度为1550mm，窗口配置厚度为5mm的防爆玻璃，可安全地观察和记录锂电池的火灾行为特性。所述箱体的端面上设置了进风百叶窗6，该进风百叶窗6与图1所示的风机5以及风机5上方的风道构成了排烟、散热系统，以在实验过程中及时将电池热失控产热的大量热量和有毒烟气排走，提供了一个安全的实验平台。所述预制舱体的底面设置了7个消防水孔4，在预制舱的前后壁面上设置了4个电缆孔3，可用于实验过程中的电路连接和消防给排水，操作简单方便。

以上所述为本发明的实施例，以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

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