液冷电池包安全监测装置、方法及模块级安全监测装置与流程

本发明涉及电池储能，尤其是指一种液冷电池包安全监测装置、方法及模块级安全监测装置。

背景技术：

1、在储能行业快速发展的同时，国内外的储能事故也屡见不鲜，电池储能技术仍存在较大的安全问题。单个储能项目规模越来越大，储能安全隐患也随之增大，安全已成为制约储能产业发展的瓶颈之一。电池在充放电过程中会产生大量的热量，导致电池温度上升，而电池温度又会直接影响电池的安全性。目前，储能电站的电池热管理方式逐渐采用液冷代替传统风冷，可以有效改善电芯散热效果，提升电池安全性。但是，液冷电池包结构是将电池包裹在密封的壳体中，一旦发生电池热失控，释放出的热量、可燃气体等难以逸出密封壳体，无法被电池舱顶部的温感、烟感、可燃气体探测器及时探测。因此，储能电站中采用的传统安全监测方法不适用于液冷电池包结构。近日，国家标准《电化学储能电站安全规程》发布，在消防安全方面标准指出“每个电池模块宜单独配置探测器和灭火介质喷头”。储能消防配置迎来重大变化，电池模块级安全监测成为趋势。因此，亟需开发一种新的安全监测方法，实现单个液冷电池包的热失控早期监测及消防预警。

2、传统的可燃气体、温感等探测器体积较大，置于液冷电池包内集成难度大，运维困难；同时，商用的电化学、电学原理的氢气探测器容易产生电火花，集成在液冷电池包内具有一定的安全风险。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中传统的可燃气体、温感等探测器集成在液冷电池包内具有一定的安全风险的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种液冷电池包安全监测装置，包括：

3、光纤贯通器，所述光纤贯通器设置于液冷电池包箱体上，并通过尾部传感光纤与外部光纤解调设备插拔连接；

4、光纤传感器，所述光纤传感器设置于液冷电池包箱体内部，与所述光纤贯通器连接，用于监测液冷电池包内部的温度和氢气浓度。

5、优选地，所述光纤传感器包括：

6、封装外壳；

7、第一光纤布拉格光栅；

8、第二光纤布拉格光栅，所述第二光纤布拉格光栅与所述第一光纤布拉格光栅串联连接，所述第二光纤布拉格光栅上覆盖有氢敏涂覆层。

9、优选地，

10、优选地，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅均去除了保护层，所述第二光纤布拉格光栅上依次覆盖有金属ti、pd/ag合金和氢敏涂覆层。

11、优选地，所述封装外壳为陶瓷或不锈钢材质。

12、优选地，所述光纤贯通器为不锈钢材质。

13、优选地，所述液冷电池包包括：

14、箱体，所述箱体内部上下层设有液冷板；

15、内部电池，所述内部电池设置于所述箱体内部；

16、液冷进液和出液接口，所述液冷进液和出液接口设置于所述箱体面板上；

17、防爆阀，所述防爆阀设置于所述箱体面板上；

18、电池管理单元，所述电池管理单元设置于所述箱体面板上；

19、消防喷头，所述消防喷头设置于所述箱体面板上；

20、电气总集成，所述电气总集成设置于所述箱体面板上。

21、本发明还提供了一种液冷电池包安全监测方法，包括：

22、利用如上述的液冷电池包安全监测装置，监测液冷电池包内部的温度和氢气浓度；

23、当液冷电池包内部的温度大于第一温度阈值，或液冷电池包内部的氢气浓度大于第一氢气浓度阈值时，发出预警信息；

24、当液冷电池包内部的温度大于第二温度阈值，或液冷电池包内部的氢气浓度大于第二氢气浓度阈值时，启动液冷电池包的消防喷头喷洒灭火介质。

25、本发明还提供了一种液冷电池包模块级安全监测装置，包括：

26、多个光纤贯通器，所述多个光纤贯通器分别设置于多个液冷电池包箱体上，并通过尾部传感光纤并联至一个光纤分路盒中，所述光纤分路盒通过一根光纤与外部光纤解调设备的任意一个通道插拔连接；

27、多个光纤传感器，所述多个光纤传感器分别设置于多个液冷电池包箱体内部，并分别与不同的光纤贯通器连接，用于监测液冷电池包内部的温度和氢气浓度。

28、优选地，所述多个液冷电池包中，每预设数量个液冷电池包串联组成1个电池簇。

29、优选地，所述外部光纤解调设备包括32个通道。

30、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

31、本发明所述的液冷电池包安全监测装置，通过光纤贯通器把光纤传感器集成在液冷电池包内，可以实现电池温度、氢气的安全监测，并且插拔、更换简便，方便电池包安装以及后期运维。且光纤传感器体积小、易集成，本质安全、适用于易燃、易爆场所。

技术特征：

1.一种液冷电池包安全监测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的液冷电池包安全监测装置，其特征在于，所述光纤传感器包括：

3.根据权利要求2所述的液冷电池包安全监测装置，其特征在于，所述第一光纤布拉格光栅和所述第二光纤布拉格光栅均去除了保护层，所述第二光纤布拉格光栅上依次覆盖有金属ti、pd/ag合金和氢敏涂覆层。

4.根据权利要求2所述的液冷电池包安全监测装置，其特征在于，所述封装外壳为陶瓷或不锈钢材质。

5.根据权利要求1所述的液冷电池包安全监测装置，其特征在于，所述光纤贯通器为不锈钢材质。

6.根据权利要求1所述的液冷电池包安全监测装置，其特征在于，所述液冷电池包包括：

7.一种液冷电池包安全监测方法，其特征在于，包括：

8.一种液冷电池包模块级安全监测装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的液冷电池包模块级安全监测装置，其特征在于，所述多个液冷电池包中，每预设数量个液冷电池包串联组成1个电池簇。

10.根据权利要求8所述的液冷电池包模块级安全监测装置，其特征在于，所述外部光纤解调设备包括32个通道。

技术总结
本发明涉及电池储能技术领域，尤其是指一种液冷电池包安全监测装置、方法及模块级安全监测装置。本发明所述的液冷电池包安全监测装置，通过光纤贯通器把光纤传感器集成在液冷电池包内，可以实现电池温度、氢气的安全监测，并且插拔、更换简便，方便电池包安装以及后期运维。且光纤传感器体积小、易集成，本质安全、适用于易燃、易爆场所。

技术研发人员：平小凡,刘明义,曹曦,曹传钊,雷浩东,孙周婷,成前,杨超然
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13