本發(fā)明涉及電池測試實驗，具體地涉及一種儲能電池滅火測試實驗方法、一種儲能電池滅火測試實驗裝置、一種儲能電池滅火測試實驗系統(tǒng)、一種電子設(shè)備和一種計算機可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、儲能電站內(nèi)電池數(shù)量多、排列密集時，儲能艙內(nèi)部單體電池數(shù)量可達(dá)數(shù)萬個，單體電池?zé)崾Э?，極易導(dǎo)致周圍電池發(fā)生連鎖反應(yīng)，引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。儲能電站發(fā)生火災(zāi)后，電池因熱失控燃燒，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池會發(fā)生多形態(tài)的燃燒。隨著電池內(nèi)溫度的不斷上升，電池隔膜不斷融化，緊縮至電池正負(fù)極發(fā)生接觸，此時電池發(fā)生短路，繼續(xù)釋放大量能量造成溫度迅速上升，泄露的電池電解液與內(nèi)部其他有機溶劑發(fā)生分解、放熱化學(xué)反應(yīng)，開始釋放出co2、hf、h2等。

2、在溫度上升至300℃左右時，鋰離子電池內(nèi)部鋰與電解液、有機溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，開始產(chǎn)生大量碳?xì)淇扇細(xì)怏w，如甲烷、乙烷等，由于電池本身構(gòu)成了密閉空間，氣體無法迅速擴散，此時氣體在電池內(nèi)部大量累積，造成電池發(fā)生鼓包現(xiàn)象。此時電池若仍處于充電狀態(tài)，該狀態(tài)下電池的正極繼續(xù)與電池電解液進(jìn)行強烈的氧化還原反應(yīng)，該過程會使電池迅速升至高溫，同時釋放大量的有毒氣體。

3、由于目前儲能電站大多采用儲能艙形式，艙內(nèi)電池模組排列緊密成簇，處于熱失控高溫狀態(tài)的電池模組極易影響其他電池模組發(fā)生熱失控，造成連鎖反應(yīng)，最終導(dǎo)致電池出現(xiàn)明火，開始燃燒直至發(fā)生爆炸，鋰離子電池?zé)崾Э匾l(fā)的火災(zāi)屬于電氣火災(zāi)。

4、鋰離子電池本身作為儲能物質(zhì)，發(fā)生熱失控引起電池燃燒時會放出大量能量，導(dǎo)致火災(zāi)蔓延速度加劇，火勢迅速加大，且電池燃燒時電化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生大量可燃性氣體與有毒氣體，進(jìn)一步加大了火災(zāi)撲救的難度。根據(jù)鋰離子電池?zé)崾Э貢r起火燃料的不同，儲能電站電池火災(zāi)可以分為以下五類：

5、1、以電池負(fù)極材料為燃料的固體火災(zāi)(a類)；

6、2、以電池電解液為燃料的液體火災(zāi)(b類)；

7、3、以電池?zé)崾Э仉娀瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的大量可燃性氣體為燃料的氣體火災(zāi)(c類)；

8、4、以電池內(nèi)部嵌鋰與其他金屬材料為燃料的金屬火災(zāi)(d類)；

9、5、以整個儲能電站各種含能設(shè)備、電池模組簇等整體系統(tǒng)為燃料，最嚴(yán)重也是危害性最大的電氣火災(zāi)(e類)。

10、然而，當(dāng)前針對電池過充熱失控的研究大多基于實驗室環(huán)境，無法充分反映鋰離子電池模組在儲能電站環(huán)境下的運行狀況，且鋰離子電池的過充受到諸多因素的影響。鋰離子電池的熱失控具有蔓延特性，單個電池過充熱失控后極易引起相鄰電池同樣發(fā)生熱失控，鋰離子電池本身的空間結(jié)構(gòu)同樣會影響其過充熱失控特性。

11、現(xiàn)有技術(shù)中，通過對軟包與硬殼磷酸鐵鋰電池進(jìn)行過充熱失控對照實驗，發(fā)現(xiàn)相比于軟包磷酸鐵鋰電池，硬殼電池在過充時更容易發(fā)生熱聚集，溫度升高更快速。硬殼磷酸鐵鋰電池溫度升高的快慢受電池模組間距離的影響更大，而軟包電池溫度升高時，受電池內(nèi)部膨脹力的影響更大，電池更易產(chǎn)生機械應(yīng)力，應(yīng)根據(jù)此特性合理調(diào)整軟包電池應(yīng)用時的空間結(jié)構(gòu)。

12、目前儲能電站常用的滅火劑有七氟丙烷、全氟己酮、細(xì)水霧、水噴淋、壓縮空氣泡沫等滅火劑，有些儲能電站采用2種滅火劑協(xié)同滅火。然而，上述任何一種滅火劑均無法全面應(yīng)對儲能電池的火災(zāi)，電池火災(zāi)的火焰、電池內(nèi)的高溫電解液及附件燃燒、電池艙內(nèi)的煙塵及易燃易爆的氣體等都是需要應(yīng)急處置的對象。如氣體滅火劑只能撲滅明火，降溫效果極弱；細(xì)水霧只能降溫，無法快速撲滅艙內(nèi)明火；泡沫是淹沒式滅火冷卻，消除煙塵，效率低，但無法消除艙內(nèi)的易燃?xì)怏w?？傊?，各個滅火技術(shù)各有千秋，無法完全滿足儲能電池滅火的需求。

13、為了應(yīng)對鋰離子電池火災(zāi)，在利用傳統(tǒng)滅火劑開展鋰離子電池滅火實驗時，都是將滅火劑直接作用在鋰離子電池本體上，但實際應(yīng)用的鋰離子電池組都是帶有外殼等圍擋的，因此將滅火劑直接作用在鋰離子電池本體的滅火實驗與真實情況并不相符，這會造成實驗數(shù)據(jù)的失真。

14、例如，申請?zhí)枮閏n201710594419.8的中國發(fā)明專利公開的一種儲能電站預(yù)警及消防系統(tǒng)，該系統(tǒng)是從防火預(yù)警至火情發(fā)生后滅火的角度考量儲能電站的消防設(shè)計，但是該專利沒有公開消防設(shè)計中的滅火系統(tǒng)是否能在啟動后完全將火情撲滅的相關(guān)內(nèi)容；申請?zhí)枮閏n201811557894.9的中國發(fā)明專利公開的一種撲救鋰離子電池火災(zāi)的滅火劑用量篩選方法，與國內(nèi)外針對電池火災(zāi)的滅火測試情景相同，僅停留在單體電池火災(zāi)場景，缺乏模組級別的電池火災(zāi)滅火的場景試驗。由于電池單體的不一致性，由多只電池電芯串并聯(lián)后組成的電池模組或電池簇危險性大幅增加，單體電池的數(shù)據(jù)結(jié)果無法確保電池模組或電池簇發(fā)生火情時的滅火有效性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種儲能電池滅火測試實驗方法、裝置、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏模組級別的電池火災(zāi)滅火的場景試驗等問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種儲能電池滅火測試實驗方法，所述方法包括：

3、根據(jù)預(yù)設(shè)的儲能電池的模擬燃燒場景匹配燃燒模擬測試項；

4、根據(jù)匹配到的燃燒模擬測試項生成模擬測試指令；

5、將模擬測試指令發(fā)送至模擬執(zhí)行單元；

6、在模擬執(zhí)行單元執(zhí)行模擬測試指令對儲能電池進(jìn)行燃滅模擬的過程中，獲取儲能電池的滅火數(shù)據(jù)；

7、對滅火數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到滅火實驗結(jié)果。

8、優(yōu)選地，所述模擬執(zhí)行單元包括：燃燒執(zhí)行裝置、煙霧執(zhí)行裝置和滅火執(zhí)行裝置；所述模擬測試指令包括：燃燒模擬指令、煙霧模擬指令和滅火模擬指令；

9、將模擬測試指令發(fā)送至模擬執(zhí)行單元，包括：

10、將燃燒模擬指令發(fā)送至燃燒執(zhí)行裝置，同時將煙霧模擬指令發(fā)送至煙霧執(zhí)行裝置；

11、在燃燒執(zhí)行裝置執(zhí)行燃燒模擬指令模擬儲能電池燃燒以及煙霧執(zhí)行裝置執(zhí)行煙霧模擬指令模擬向儲能電池內(nèi)投入煙氣的過程中，獲取燃燒采集裝置采集到的儲能電池的燃燒狀態(tài)；

12、判斷儲能電池的燃燒狀態(tài)達(dá)到預(yù)設(shè)狀態(tài)時，將滅火模擬指令發(fā)送至滅火執(zhí)行裝置，由滅火執(zhí)行裝置執(zhí)行滅火模擬指令，向處于預(yù)設(shè)狀態(tài)的儲能電池噴射滅火劑進(jìn)行滅火測試。

13、優(yōu)選地，所述儲能電池的模擬燃燒場景包括：電池艙燃燒場景、電池簇燃燒場景和電池模組燃燒場景。

14、優(yōu)選地，所述滅火劑為細(xì)水霧滅火劑、全氟己酮滅火劑、金屬基化合物與泡沫液的復(fù)合式滅火劑、七氟丙烷滅火劑和水噴淋滅火劑中的任一種。

15、優(yōu)選地，所述滅火數(shù)據(jù)包括：滅火時間、電池溫度、煙塵濃度、電池壓力、有害氣體濃度和氣體流速中的至少一種。

16、本發(fā)明還提供一種儲能電池滅火測試實驗裝置，用于實現(xiàn)上述的儲能電池滅火測試方法，所述裝置包括：

17、主控模塊，用于：

18、根據(jù)預(yù)設(shè)的儲能電池的模擬燃燒場景匹配燃燒模擬測試項；

19、根據(jù)匹配到的燃燒模擬測試項生成模擬測試指令；

20、將模擬測試指令發(fā)送至模擬執(zhí)行單元；

21、在模擬執(zhí)行單元執(zhí)行模擬測試指令對儲能電池進(jìn)行燃滅模擬的過程中，獲取儲能電池的滅火數(shù)據(jù)；

22、對滅火數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到滅火實驗結(jié)果。

23、本發(fā)明還提供一種儲能電池滅火測試實驗系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

24、上述的儲能電池滅火測試實驗裝置；

25、模擬執(zhí)行單元，用于接收儲能電池滅火測試實驗裝置下發(fā)的模擬測試指令，執(zhí)行模擬測試指令對儲能電池進(jìn)行燃滅模擬；

26、采集單元，用于采集儲能電池在燃滅模擬過程中的滅火數(shù)據(jù)，將采集到的滅火數(shù)據(jù)上傳至儲能電池滅火測試實驗裝置。

27、優(yōu)選地，所述模擬測試指令包括：燃燒模擬指令、煙霧模擬指令和滅火模擬指令。

28、優(yōu)選地，所述模擬執(zhí)行單元包括：

29、燃燒執(zhí)行裝置，用于執(zhí)行燃燒模擬指令模擬儲能電池燃燒；

30、煙霧執(zhí)行裝置，用于執(zhí)行煙霧模擬指令模擬向儲能電池內(nèi)投入煙氣；

31、燃燒采集裝置，用于在燃燒執(zhí)行裝置執(zhí)行燃燒模擬指令模擬儲能電池燃燒以及煙霧執(zhí)行裝置執(zhí)行煙霧模擬指令模擬向儲能電池內(nèi)投入煙氣的過程中，采集儲能電池的燃燒狀態(tài)，將采集到的儲能電池的燃燒狀態(tài)上傳至儲能電池滅火測試實驗裝置；

32、滅火執(zhí)行裝置，用于執(zhí)行滅火模擬指令，向處于預(yù)設(shè)狀態(tài)的儲能電池噴射滅火劑進(jìn)行滅火測試。

33、優(yōu)選地，所述采集單元包括：監(jiān)控器、溫度傳感器、煙塵檢測儀、熱輻射計、氣體檢測儀和壓力傳感器中的至少一種。

34、優(yōu)選地，所述儲能電池包括電池艙和若干電池簇，所有電池簇均安裝在電池艙內(nèi)，每個電池簇由多個電池模塊組成，一個電池簇中具有至少一塊燃燒電池，所述燃燒電池由燃燒執(zhí)行裝置點燃以模擬儲能電池燃燒。

35、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述的儲能電池滅火測試實驗方法。

36、本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述的儲能電池滅火測試實驗方法。

37、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有如下技術(shù)效果：

38、1、本發(fā)明能有效評價儲能電池的滅火劑的滅火處置能力，從實驗結(jié)果能夠真實的反映出其實際效果；

39、2、本發(fā)明全面考察滅火劑的火災(zāi)處置能力，與儲能電池火災(zāi)的實際情況緊密結(jié)合；與現(xiàn)有滅火劑檢測的單一性能相比，本方法更加真實的反映了電池火災(zāi)處置能力。

40、本發(fā)明實施例的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。