针对电化学储能的“浸默式”消防系统研究.pdf

消防设备研究Fire Science and Technology,August 2023,Vol.42,No.8针对电化学储能的“浸默式”消防系统研究陈先斌1,王云霞2,尹飞2,李国强2（1.湖北省消防救援总队，湖北 武汉 430071；2.楚能新能源股份有限公司，湖北 武汉 430050）摘要：为保证电化学储能行业的安全发展，针对磷酸铁锂电池系统，提出一种“浸默式”电池消防系统解决方案。试验采用过充方式触发电池热失控，伴随明火燃烧，研究电池包在火灾场景下，“浸默式”消防系统的抑火效果。结果表明，针对磷酸铁锂电池热失控引发的消防安全事故，“浸默式”消防系统不仅能够快速灭火，还能有效抑制热蔓延，保证了磷酸铁锂电池系统的安全性。关键词：电化学储能；磷酸铁锂电池；消防系统；“浸默式”系统中图分类号：TU998.1；TM912 文献标志码：A 文章编号：1009-0029（2023）08-1108-05储能电站作为近年来发展较快的新能源技术之一，可以有效满足电力系统的新能源大规模接入需求，拥有灵活调节的优势，其中，电化学储能电站比较常见1。随着储能电站项目的建设和应用，其火灾危险性也逐渐显现2。因此，储能电站应配备相应的灭火系统3。目前，市面上常规的消防系统解决方案是采用全氟己酮4或七氟丙烷作为灭火抑制剂5，在电池包出现火灾时通过喷洒全氟己酮或七氟丙烷来灭火和抑制。在密闭空间内，一定浓度的全氟己酮或七氟丙烷具有优良的降温、灭火效果。但是，全氟己酮的沸点为 49，喷到着火点时会立即汽化，而七氟丙烷常温下为气态，两者均易挥发，在给热失控电池包灭火和降温过程中，电池包内气体不断增多、压强增大，当超过电池包泄压阀的临界压力（一般为1530 kPa）时，大量灭火药剂会喷涌而出，当灭火药剂浓度降低时，就无法控制电池包内电芯的热蔓延，说明它们都无法阻止已经发生热失控电池的内部反应。换言之，传统气态抑制剂难以抑制热失控电池的热蔓延，电池包常常出现复燃现象6。本文研究了一种“浸默式”电池系统解决方案，不仅能有效灭火，还能有效解决电池的热蔓延问题7。系统的灭火介质采用的不是全氟己酮、七氟丙烷等传统灭火介质，而是一种新的液态灭火介质 YEC-1。YEC-1 的灭火原理与主流的灭火介质相同，主要从降温和隔绝氧气两方面进行灭火。而其优于全氟己酮的特点是成本低、易制备且能有效抑制电池内部反应、阻止电池防护单元的复燃。另外，YEC-1具备优异的防冷冻效果，可以根据不同低温需求做出调整，最低可耐-30 的低温，也为电化学储能消防系统在东北、西北地区等低温环境下的正常工作奠定了基础，说明它具有能在北方大部分地区适用的宽温度范围。YEC-1的优异防冻性是和液态水对比11 孙靖.定流量消防水炮射流流场数值模拟与轨迹研究D.秦皇岛:燕山大学,2018.12 杨光辉.石化安全虚拟现实平台的研究与实现D.青岛:中国海洋大学,2014.13 蔡昕,王喜世,李权威,等.低气压环境下正庚烷及汽油池火的燃烧特性J.燃烧科学与技术,2010,16(4):341-346.14 苏琳,王丽晶,张杰.压缩空气泡沫灭油盘火的灭火模型研究C/中国消防协会科学技术年会论文集(上),2012.Research and design of multifunctional fire gun virtualreal integration training systemXu Xiaoyuan1,2,3,Chen Hongguang1,2,3,Li Jingjing1,2,3,Zhu Hongya1,2,3(1.Tianjin Fire Science and Technology Research Institute of MEM,Tianjin 300381,China;2.Laboratory of Fire Protection;Technology for Industry and Public Building,Ministry of Emergency Management,Tianjin 300381,China;3.Tianjin Key Laboratory of Fire Safety Technology,Tianjin 300381,China)Abstract:Based on technologies such as humanmachine interaction,virtual-real integration,precise fire extinguishing agent spray trajectory,and fire attenuation model,a multi functional fire water gun virtual-real integration system is developed and designed,which can achieve simulation training of multifunctional fire water guns in different typical complex chain fire scenarios.Through experimental verification,the system can achieve accurate reproduction with an error of less than 2%for key parameters such as the height,distance and angle of the spray mode of fire extinguishing agents.It can also be closely related to the feedback of actual fire extinguishing effects,effectively improve firefighters practical handling skills in typical complex fire scenarios.Key words:multifunctional fire water gun;combination of virtual and real;simulation training;trajectory algorithm;facticity作者简介：许晓元（1986-），女，河北石家庄人，应急管理部天津消防研究所助理研究员，在读博士，主要从事工业消防安全技术研究，天津市南开区卫津南路 110号，300381。收稿日期：2023-02-05（责任编辑：董 里）得到的，虽然全氟己酮的冰点为-108，但是它的沸点为 49.2，常温极易挥发，无法长时间以液态形式保存。不同灭火介质的主要特性对比如表所示。1“浸默式”电池消防系统设计1.1“浸默式”电池系统消防策略复合型火灾探测器告警等级分为两级，一级为预警，通过氢气、一氧化碳、烟雾、挥发性有机化合物（VOC）的浓度和温度值判断，满足阈值即产生一级预警，同时联动声光报警器，对工作人员进行提醒；二级为火灾报警，通过氢气、一氧化碳浓度和温度值判断，满足阈值即产生二级报警，联动声光报警器，延时 3 min 驱动火灾抑制装置开启。阈值及联动动作如表 2所示。表 2参数阈值及动作Table 2Parameter threshold and action阈值选取依据：一级报警阈值参考沈阳消防研究所给出的参数制定；二级报警阈值和三级报警阈值通过电芯喷放的物质和产气量，选取的特征参考量来制定。1.2消防系统硬件主要包括火灾抑制装置、火灾报警控制器、声光报警器、复合型探测器、电池箱喷头、消防软管。火灾抑制装置由箱体、控制器、驱动装置、信号反馈装置、主管路、灭火抑制剂储罐等部件组成。主要起控制中枢作用，可以监测系统的工作状态，收集探测器的信号，当探测到监测区域内出现火情时，火灾抑制装置会自动启动，喷放灭火抑制剂灭火。火灾报警控制器主要用于预警火灾，实现消防系统的报警、喷洒、故障状态显示，同时具备信息上传、联动声光警报器和喷洒指示灯的功能。复合型探测器用于探测火灾数据，由外壳、电路板、传感器等组成，可监测因电池热失控产生的特征量变化（如：氢气、一氧化碳、VOC、烟雾、温度），通过计算分析，实现电池热失控早期预警和报警启动。电池箱喷头将灭火抑制剂雾化，快速喷射进电池箱。电池包为 1P52S 磷酸铁锂电池，容量为 280 Ah，标称电压 166.4 V，电池包充满后可以释放 46.59 kWh的电量。整个电池包的尺寸约为：1 151.2 mm811 mm241.5 mm。电池包内净空间为 33 L。抑制装置容积为 100 L，装满灭火剂为 100 L。消防软管作为火灾抑制装置和电池包之间的连接桥梁，是灭火抑制剂的运输通道，包含主软管和次软管。2试验研究2.1现有消防系统应用方案在电化学储能领域，目前常用的电化学储能电站消防系统主要以全氟己酮、七氟丙烷、气溶胶作为灭火抑制介质。气溶胶灭火系统在触发时会释放大量的热，虽然有一定的灭火能力，但是降温效果差，不能持续抑制。七氟丙烷常温属于气态，需要进行高压处理，以液态形式存储在高压钢瓶中，且需要维持一定的浓度才能具备灭火和持续抑制火灾的能力，另外，七氟丙烷对环境的影响较大，能够在大气中残留长达 31 a，严重影响全球气候。目前市面上主推的全氟己酮在存储、降温和灭火效果、环保等方面均优于气溶胶/七氟丙烷，但是对于已经热失控的锂电池组，其无法阻止电池内部反应，同样需要达到并维持一定浓度才能具备灭火和持续抑制的能力。另外，全氟己酮在 550 以上高温时，受热裂解会产生有毒有害且具有腐蚀性8的氢氟酸。2.2“浸默式”消防系统安全性试验方案本试验参考 T/CEC 373-2020 预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范 中附录 A“电力储能用模块级磷酸铁锂电池实体火灾模拟试验”。按照标准搭建试验平台，主要由消防系统、1P52S 磷酸铁锂电池包、电池架、试验设备、辅助装置等组成。消防系统包括电化学储能舱火灾抑制装置、灭火抑制剂、火灾报警控制器、声光报警器、复合型探测器、电池箱喷头、软管等。电池包由52只磷酸铁锂电池、BMS、采样线、壳体等组成，与实际应用完全相同。试验设备包括充电机、上位机电脑、日志数据仪、摄像设备等。辅助装置包括电打火装置、采样线（热电偶、电压采样）、灭火器、消防水枪等。试验运用恒流过充电的方式触发电池热失控9。过充充电电流为 160 A。试验前，将电池包预充电至 100%SOC（荷电状态），静置 30 min。试验连接示意如图 1所示，充电机给电池过充以触发电池热失控，使用点火装置主动引燃电池包，持续燃烧。试验中，复合探测器监测电池包内部氢气、一氧化碳、VOC、温度、烟雾的变化，当达到一级报警条件时，会发出声光报警，当达到二级报警条件时，延时 3 min 驱动火灾抑制装置，自动喷放灭火抑制剂。试验中，日志数据记录仪实时记录电池的温度和电压，上位机记录 BMS 数据及电池热失控数据。表 1不同灭火介质物性Table 1Properties of various fire extinguishing agents1108消防科学与技术2023年 8 月第 42 卷第 8 期得到的，虽然全氟己酮的冰点为-108，但是它的沸点为 49.2，常温极易挥发，无法长时间以液态形式保存。不同灭火介质的主要特性对比如表所示。1“浸默式”电池消防系统设计1.1“浸默式”电池系统消防策略复合型火灾探测器告警等级分为两级，一级为预警，通过氢气、一氧化碳、烟雾、挥发性有机化合物（VOC）的浓度和温度值判断，满足阈值即产生一级预警，同时联动声光报警器，对工作人员进行提醒；二级为火灾报警，通过氢气、一氧化碳浓度和温度值判断，满足阈值即产生二级报警，联动声光报警器，延时 3 min 驱动火灾抑制装置开启。阈值及联动动作如表 2所示。表 2参数阈值及动作Table 2Parameter threshold and action报警等级一级预警二级报警阈值或条件H2体积分数0.02%CO体积分数0.019%烟雾报警VOC体积分数0.1%温度大于 60 温度大于 80 H2体积分数 0.06%CO体积分数0.06%联动动作打开声光报警器打开声光报警器；延时 3 min驱动火灾抑制装置开启消防动作阈值选取依据：一级报警阈值参考沈阳消防研究所给出的参数制定；二级报警阈值和三级报警阈值通过电芯喷放的物质和产气量，选取的特征参考量来制定。1.2消防系统硬件主要包括火灾抑制装置、火灾报警控制器、声光报警器、复合型探测器、电池箱喷头、消防软管。火灾抑制装置由箱体、控制器、驱动装置、信号反馈装置、主管路、灭火抑制剂储罐等部件组成。主要起控制中枢作用，可以监测系统的工作状态，收集探测器的信号，当探测到监测区域内出现火情时，火灾抑制装置会自动启动，喷放灭火抑制剂灭火。火灾报警控制器主要用于预警火灾，实现消防系统的报警、喷洒、故障状态显示，同时具备信息上传、联动声光警报器和喷洒指示灯的功能。复合型探测器用于探测火灾数据，由外壳、电路板、传感器等组成，可监测因电池热失控产生的特征量变化（如：氢气、一氧化碳、VOC、烟雾、温度），通过计算分析，实现电池热失控早期预警和报警启动。电池箱喷头将灭火抑制剂雾化，快速喷射进电池箱。电池包为 1P52S 磷酸铁锂电池，容量为 280 Ah，标称电压 166.4 V，电池包充满后可以释放 46.59 kWh的电量。整个电池包的尺寸约为：1 151.2 mm811 mm241.5 mm。电池包内净空间为 33 L。抑制装置容积为 100 L，装满灭火剂为 100 L。消防软管作为火灾抑制装置和电池包之间的连接桥梁，是灭火抑制剂的运输通道，包含主软管和次软管。2试验研究2.1现有消防系统应用方案在电化学储能领域，目前常用的电化学储能电站消防系统主要以全氟己酮、七氟丙烷、气溶胶作为灭火抑制介质。气溶胶灭火系统在触发时会释放大量的热，虽然有一定的灭火能力，但是降温效果差，不能持续抑制。七氟丙烷常温属于气态，需要进行高压处理，以液态形式存储在高压钢瓶中，且需要维持一定的浓度才能具备灭火和持续抑制火灾的能力，另外，七氟丙烷对环境的影响较大，能够在大气中残留长达 31 a，严重影响全球气候。目前市面上主推的全氟己酮在存储、降温和灭火效果、环保等方面均优于气溶胶/七氟丙烷，但是对于已经热失控的锂电池组，其无法阻止电池内部反应，同样需要达到并维持一定浓度才能具备灭火和持续抑制的能力。另外，全氟己酮在 550 以上高温时，受热裂解会产生有毒有害且具有腐蚀性8的氢氟酸。2.2“浸默式”消防系统安全性试验方案本试验参考 T/CEC 373-2020 预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范 中附录 A“电力储能用模块级磷酸铁锂电池实体火灾模拟试验”。按照标准搭建试验平台，主要由消防系统、1P52S 磷酸铁锂电池包、电池架、试验设备、辅助装置等组成。消防系统包括电化学储能舱火灾抑制装置、灭火抑制剂、火灾报警控制器、声光报警器、复合型探测器、电池箱喷头、软管等。电池包由52只磷酸铁锂电池、BMS、采样线、壳体等组成，与实际应用完全相同。试验设备包括充电机、上位机电脑、日志数据仪、摄像设备等。辅助装置包括电打火装置、采样线（热电偶、电压采样）、灭火器、消防水枪等。试验运用恒流过充电的方式触发电池热失控9。过充充电电流为 160 A。试验前，将电池包预充电至 100%SOC（荷电状态），静置 30 min。试验连接示意如图 1所示，充电机给电池过充以触发电池热失控，使用点火装置主动引燃电池包，持续燃烧。试验中，复合探测器监测电池包内部氢气、一氧化碳、VOC、温度、烟雾的变化，当达到一级报警条件时，会发出声光报警，当达到二级报警条件时，延时 3 min 驱动火灾抑制装置，自动喷放灭火抑制剂。试验中，日志数据记录仪实时记录电池的温度和电压，上位机记录 BMS 数据及电池热失控数据。表 1不同灭火介质物性Table 1Properties of various fire extinguishing agents灭火介质YEC-1全氟己酮七氟丙烷凝固点/-35-108-131状态（25）液态气态气态沸点/118.549.2-16.41109Fire Science and Technology,August 2023,Vol.42,No.82.3试验步骤整个试验中，采集的数据包括：上位机监测数据；试验过程照片及视频，如图 2 所示；数据采集设备数据。对电池包进行预充电，充至满充状态，静置 30 min以上。检查试验装置和线束连接，保证试验过程中通信正常，然后开始试验，试验步骤如下：（1）开启相关设备（摄像机、日置数据记录仪等）；（2）开始充电（过充方式触发 160 A/7.3 V）；（3）电芯喷阀冒烟，产生可燃气体；（4）探测到电池热失控信号，声光报警器自动启动；（5）持续充电，开启电打火装置；（6）点火成功，停止充电；（7）电池包持续燃烧约 3 min；（8）火灾抑制装置自动启动消防喷淋动作；（9）电池包被灭火抑制剂全浸没，自动停止喷淋；（10）静置观察电池包，记录灭火时间、流量等数据，记录关键试验现象和时间节点；（11）静置 12 h，观察电池包是否复燃。3试验结果及分析3.1“浸默式”消防系统联动效果模拟电池包热失控起火场景下，磷酸铁锂电池包“浸默式”消防灭火试验，表 3为试验过程记录。试验结果表明，消防灭火抑制装置、火灾报警控制器、声光报警器、复合探测器等均能按照设计参数和判定逻辑精准有效地联动，另外，液态灭火抑制剂能有效抑制电池包的复燃以及热扩散，是一种优良的灭火抑制剂。通过图 3中复合型探测器监测数据分析：1 446 s时电芯喷阀，复合探测器检测到的 H2、CO 及 VOC的体积分数均大于 0.2%，同时电池包内温度升高，各参数达到二级报警阈值，复合探测器报警信号反馈至火灾报警控制器，火灾报警控制器控制声光报警器启动，联动火灾抑制装置启动，使液态灭火抑制剂喷放。声光报警器火灾报警控制器控制信号反馈装置启动电池热失控数据上位机日志数据仪充电机上位机数据充电数据采样线复合探测器BMS电打火装置喷头1P52S磷酸铁锂电池包分流排次软管高压软管灭火抑制剂显示面板图 1磷酸铁锂电池包“浸默式”消防试验连接示意图Fig.1Connection diagram of immersed fire test of lithium iron phosphate battery package电芯堆叠、端板安装电池包预充电温度、电压采集线布置电池包组装设备调试、信号检查完成试验准备图 2电池包准备流程图Fig.2Battery pack preparation flow chart3.2“浸默式”消防系统对锂电池实体火灾的抑制效果图 4和图 5为试验电池温度曲线和电压曲线，1 777 s时 1#电芯（热失控喷阀电芯）受明火影响，温度达到峰值86.6，1 876 s 时，灭火抑制剂浸没电池包，1#电芯温度迅速下降至 39.8；在此过程中，2#电芯（与 1#电芯相邻）的最高温度仅 40.8，3#电芯（与 1#电芯相邻）的最高温度仅 48.9，远低于磷酸铁锂电芯热失控触发温度。试验中 2#、3#电芯电压保持不变，说明 2#、3#电芯未发生热失控。静置观察 12 h，电池包未复燃、未热扩散。试验后，拆解电池包实物，见图 6。可以看到，除 1#电芯防爆阀开启外，其他电芯防爆阀未动作，且电芯外观均正常，图 7为使用全氟己酮灭火剂后电池包的拆解图。对比图 6和图 7可以看出，“浸默式”消防系统能有效扑灭明火、防复燃，且能有效抑制电池热扩散，YEC-1 浸没电池包的灭火效果优于全氟己酮。本文试验研究“浸默式”消防系统对磷酸铁锂电池包明火燃烧的抑制效果。发现“浸默式”消防系统各功能组件能够有效联动，实现了自动探测预警、自动扑灭明火、快速降温、阻/隔热、持续抑制、惰化抑爆等多项目标，试验证明“浸默式”消防系统设计是一套具备多举措的安全防控技术总体解决方案。1#3#2#图 6YEC-1溶液浸没后，电池包拆解实物图Fig.6Actual disassembly of battery pack after immersion in YEC-1 solution时间/s1 201 401 601 8011 0011 4011 801体积分数/10-635302520151050H2体积分数烟雾CO体积分数温度VOC体积分数电芯喷阀时刻（1 446 s）液态灭火抑制剂注入（1 670 s）电池包全浸没（1 876 s）2 5002 0001 5001 00050002 001温度/图 3复合型探测器监测数据Fig.3Monitoring data of composite detectors时间/s1 801温度/电压/V876543210电池包全浸没 3 000 s温度下降至常温1 876 s电池包全浸没1 670 s液态灭火抑制剂注入1 631 s电池包燃烧1 446 s电芯喷阀1#电芯温度2#电芯温度3#电芯温度环境温度1#电芯电压2#电芯电压3#电芯电压10090807060504030201001 6012 4013 2014 0014 801图 4电池温度和电压变化Fig.4Changes of battery temperature and voltage1#电芯温度2#电芯温度3#电芯温度环境温度 T101#电芯电压2#电芯电压3#电芯电压1 400 1 450 1 500 1 550 1 600 1 650时间/s1 700 1 750 1 800 1 850 1 900温度/10090807060504030201001 446s电芯喷阀1 631 s电池包燃烧1 670 s液态灭火抑制剂注入1 876 s电池 包全浸没876543210电压/V图 5电池温度和电压变化（局部放大）Fig.5Changes of battery temperature and voltage（partial enlarged view）表 3磷酸铁锂电池包“浸默式”消防试验过程记录Table 3Process of immersed fire test of lithium iron phosphate battery package1110消防科学与技术2023年 8 月第 42 卷第 8 期3.2“浸默式”消防系统对锂电池实体火灾的抑制效果图 4和图 5为试验电池温度曲线和电压曲线，1 777 s时 1#电芯（热失控喷阀电芯）受明火影响，温度达到峰值86.6，1 876 s 时，灭火抑制剂浸没电池包，1#电芯温度迅速下降至 39.8；在此过程中，2#电芯（与 1#电芯相邻）的最高温度仅 40.8，3#电芯（与 1#电芯相邻）的最高温度仅 48.9，远低于磷酸铁锂电芯热失控触发温度。试验中 2#、3#电芯电压保持不变，说明 2#、3#电芯未发生热失控。静置观察 12 h，电池包未复燃、未热扩散。试验后，拆解电池包实物，见图 6。可以看到，除 1#电芯防爆阀开启外，其他电芯防爆阀未动作，且电芯外观均正常，图 7为使用全氟己酮灭火剂后电池包的拆解图。对比图 6和图 7可以看出，“浸默式”消防系统能有效扑灭明火、防复燃，且能有效抑制电池热扩散，YEC-1 浸没电池包的灭火效果优于全氟己酮。本文试验研究“浸默式”消防系统对磷酸铁锂电池包明火燃烧的抑制效果。发现“浸默式”消防系统各功能组件能够有效联动，实现了自动探测预警、自动扑灭明火、快速降温、阻/隔热、持续抑制、惰化抑爆等多项目标，试验证明“浸默式”消防系统设计是一套具备多举措的安全防控技术总体解决方案。1#3#2#图 6YEC-1溶液浸没后，电池包拆解实物图Fig.6Actual disassembly of battery pack after immersion in YEC-1 solution时间/s1 201 401 601 8011 0011 4011 801体积分数/10-635302520151050H2体积分数烟雾CO体积分数温度VOC体积分数电芯喷阀时刻（1 446 s）液态灭火抑制剂注入（1 670 s）电池包全浸没（1 876 s）2 5002 0001 5001 00050002 001温度/图 3复合型探测器监测数据Fig.3Monitoring data of composite detectors时间/s1 801温度/电压/V876543210电池包全浸没 3 000 s温度下降至常温1 876 s电池包全浸没1 670 s液态灭火抑制剂注入1 631 s电池包燃烧1 446 s电芯喷阀1#电芯温度2#电芯温度3#电芯温度环境温度1#电芯电压2#电芯电压3#电芯电压10090807060504030201001 6012 4013 2014 0014 801图 4电池温度和电压变化Fig.4Changes of battery temperature and voltage1#电芯温度2#电芯温度3#电芯温度环境温度 T101#电芯电压2#电芯电压3#电芯电压1 400 1 450 1 500 1 550 1 600 1 650时间/s1 700 1 750 1 800 1 850 1 900温度/10090807060504030201001 446s电芯喷阀1 631 s电池包燃烧1 670 s液态灭火抑制剂注入1 876 s电池 包全浸没876543210电压/V图 5电池温度和电压变化（局部放大）Fig.5Changes of battery temperature and voltage（partial enlarged view）表 3磷酸铁锂电池包“浸默式”消防试验过程记录Table 3Process of immersed fire test of lithium iron phosphate battery package时间/s01 4461 4501 4891 4901 6311 6601 6701 8764 876试验过程试验开始电芯喷阀联动火灾报警控制器声光告报警器启动联动火灾抑制装置主动点火停止充电液态灭火抑制剂注入消防系统停止注液静置观察消防系统联动动作/试验现象描述开启充电设备，按 7.3 V160 A充电电芯喷阀，持续充电探测器监测数据达到二级报警阈值，联动火灾报警控制器上报二级报警信号声光报警器自动启动，同时发出声、光二种警报信号延时 3 min启动火灾抑制装置点火成功，电池包燃烧断开充电设备延时结束，火灾抑制装置自动启动，液态灭火抑制剂注入火焰熄灭，液态灭火抑制剂全浸没电池包电池温度降至 25 以下，电池包未复燃、无热扩散1111Fire Science and Technology,August 2023,Vol.42,No.84总 结（1）根据磷酸铁锂电池早期热失控时释放出来大量气体的特征，“浸默式”消防系统的监测报警与联动参数设定、逻辑判定设计正确有效，探测器能准确检测数据，及时发出指令，联动灭火装置精准有效，及时启动避免了热蔓延。（2）消防系统火灾抑制装置参数设计、流量设置科学有效，能够在较短时间（206 s）内将热失控的磷酸铁锂电池包完全浸没，达到“惰化”效果，使电池内部、电池间的反应快速缓解，实现电池“浸默”状态。在储能电池舱灭火控制阶段，该消防系统可以自动探测预警、联动抑制装置自动喷淋，实际应用中，可设置自动/手动及远程应急启动。（3）新的液态灭火抑制剂 YEC-1 能有效灭电池热失控火灾，通过快速降温、局部窒息的手段，阻断热失控电池的进一步反应，特别是持续降温效果明显，能有效抑制电池包的复燃、热扩散，价格便宜、容易获取、环保安全，适用于低温环境，是一种优良的灭火介质。“浸默式”消防系统可应用于电化学储能中大型集装箱、分布式储能等的灭火抑制。参考文献：1 赵北涛,郭洪昌.国内外电化学储能电站安全分析及展望J.农村电气化,2022,(1):69-71.2 朱江,张宏亮.锂电池储能系统火灾危险性及防范措施J.武警学院学报,2018,34(12):43-45.3 琚洋,丁银亮,金灵辉.消防灭火系统及其控制方法、储能电站P.中国:CN114392512A,2022-04-26.4 蔡兴初,朱一鸣,姜可尚,等.全氟己酮气体灭火系统在磷酸铁锂电池储能预制舱的应用J.储能科学与技术,2022,11(8):2497-2504.5 曹元成,汤舜,程时杰.一种应用于电力系统火灾抗复燃型阻燃灭火剂及其制备方法P.中国:CN112657113A,2021-04-16.6 储旺.韩国风电场储能电站起火爆炸J.电力设备管理,2018,(8):97-98.7 周云鹏,李莹滢.电化学储能电站火灾特点及灭火剂选用分析J.山东化工,2022,51(9):192-194.8 徐 芹.全 氟 己 酮 与 七 氟 丙 烷 的 对 比 J.今 日 消 防,2020,5(1):119-120.9 王怀铷,孙宜听,金阳.磷酸铁锂储能电池簇过充热失控蔓延特性仿真研究J.机械工程学报,2021 57(14):32-39.An immersed fire protection system for electrochemical energy storageChen Xianbin1,Wang Yunxia2,Yin Fei2,Li Guoqiang2(1.Hubei Fire and Rescue Brigade,Hubei Wuhan 430071,China;2.CORNEX New Energy Co.,Ltd.,Hubei Wuhan 430050,China)Abstract:To ensure the safe development of the electrochemical energy storage industry,an immersed battery fire protection system was designed and experimented for the lithium-iron phosphate battery system.The experiment uses overcharge to trigger the thermal runaway of the battery,accompanied by the burning of open fire,and studies the fire suppression effect of the immersed fire protection system of the battery pack in the design fire scenarios.The experiment results show that the immersed fire protection system can not only extinguish the fire quickly,but also effectively inhibit the heat spread of lithium-iron phosphate battery,and ensure the safety of lithium-iron phosphate battery system.Key words:electrochemical energy storage;lithium-iron phosphate battery;fire protection system;immersed system作者简介：陈先斌（1973），男，湖北宜昌人，湖北省消防救援总队高级工程师，硕士，主要从事消防灭火与应急救援指挥、技战术研究方面的工作，湖北省武汉市武昌区公正路 7号，430071。收稿日期：2023-02-08（责任编辑：李艳娜）全氟己酮灭火电芯热失控蔓延加热板热蔓延电芯1#2#3#4#相邻模组10#11#图 7全氟己酮灭火后，电池包拆解实物图Fig.7Picture of battery pack disassembly after perfluorohexane fire extinguishing1112