Мобильный модуль для хранения и зарядки литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава с системой адресного тушения возгорания и способ адресного тушения возгорания в мобильном модуле Российский патент 2022 года по МПК H02J7/00 A62C3/16 

Изобретение относится к области многофункциональных шкафов для зарядных аккумуляторов, объединяющих функцию хранения, зарядки, сигнализации и предотвращения возгорания.

Из уровня техники известен способ пожаротушения, основанный на подаче в объем защищаемого помещения по команде системы управления огнетушащего состава в виде газообразного аэрозоля, получаемого при сгорании твердого топлива в аэрозольном газогенераторе, и огнегасящего порошка, дополнительно подаваемого в потоке продуктов сгорания твердого топлива, отличающийся тем, что по команде системы управления отдельно подают охлажденный газообразный аэрозоль с переменной постоянно нарастающей температурой в верхний объем защищаемого помещения, а смесь огнегасящего порошка и продуктов сгорания твердого топлива, получаемую в порошковом огнетушителе с вытеснительным твердотопливным газогенератором, подают струями с максимальной скоростью либо по всему объему защищаемого помещения, либо локально в нижний объем помещения, причем количество подаваемого газообразного аэрозоля, а также начало, направление и необходимость подачи огнегасящего порошка определяют скоростью и характером распространения пожара в помещении, при этом система управления подачей огнетушащего состава в защищаемое помещение работает по следующей программе: при ложном срабатывании системы управления или незначительном возгорании подается команда на подачу газообразного аэрозоля, при пожаре во всем объеме помещения подается команда на подачу газообразного аэрозоля и, при необходимости, если пожар не потушен, через 5-10 мин подается команда на дополнительную подачу огнегасящего порошка, при пожаре со взрывом и последующей разгерметизацией помещения подается команда на одновременную подачу газообразного аэрозоля и огнегасящего порошка (RU 2244579 С1, 20.01.2004).

Известен также шкаф для зарядки аккумуляторов с интеллектуальной сигнализацией и функциями автоматического пожаротушения, которое используется для зарядки литиевых батарей и состоит из корпуса шкафа, панели управления, вентилятора постоянного тока и множества зарядных решеток, расположенных в корпусе шкафа и используется для размещения блоков литиевых батарей и зарядки блоков литиевых батарей. На корпусе шкафа размещены дымовая сигнализация, интеллектуальное устройство пожаротушения, модуль речевой сигнализации и датчик температуры; панель управления выполняет регулярный контроль окружающей среды в корпусе шкафа с помощью дымовой сигнализации и датчика температуры, когда температура в корпусе шкафа превышает пороговое значение, панель управления запускает вентилятор постоянного тока для отвода тепла рассеивание тепла, и то, прекращается ли рассеяние тепла, определяется эффектом рассеивания тепла. Когда концентрация дыма в корпусе шкафа достигает заданной концентрации срабатывания сигнализации, контрольная панель запускает модуль речевого оповещения, чтобы подать сигнал тревоги; интеллектуальное устройство пожаротушения снабжено термочувствительным проводом, расположенным в зарядной сетке, и когда термочувствительный провод воспламеняется, интеллектуальное устройство пожаротушения распыляет рабочее вещество пожаротушения в зарядную сетку для тушения очага возгорания; Согласно полезной модели, опасные рабочие условия процесса зарядки и замены литиевой батареи можно отслеживать, сигнализировать и автоматически гасить (CN 210583414 U, 22.05.2020).

Наиболее близким аналогом является интеллектуальный зарядный шкаф содержащий корпус шкафа и множество зарядных камер аккумуляторных батарей, расположенных в корпусе шкафа, при этом переднее торцевое отверстие каждой зарядной камеры аккумуляторной батареи шарнирно соединено с взрывозащищенной дверцей передней панели, внутреннее дно каждой зарядной камеры аккумуляторной батареи; снабжен изолирующей пластиной, внутренняя верхняя часть каждой зарядной камеры аккумулятора снабжена вентиляционным слоем, нижняя поверхность каждого вентиляционного слоя снабжена датчиком температуры, огнетушителем и датчиком дыма и температуры; каждый модуль зарядного шкафа снабжен датчиком температуры дыма и встроенным ручно-автоматическим устройством пожаротушения; когда температура корпуса зарядного шкафа превышает установленную первую опасную температуру или детектор дыма обнаруживает дым, зарядный блок автоматически отключается; светозвуковой сигнализатор входной двери включает звуково-световую сигнализацию; заряжающему напоминают, запускать ли устройство пожаротушения вручную или нет: когда температура зарядной камеры превышает установленную температуру возгорания; автоматически запускается устройство пожаротушения; достигается эффект пожаротушения; и пожарная опасность устранена в максимальной степени. (CN 108649666 A 12.10.2018).

Недостатками известных технических решений является отсутствие возможности хранения и зарядки аккумуляторов транспортных средств, отсутствие мобильности устройств зарядки, а также то, что системы пожаротушения, реализуют алгоритмы тушения возгорания в таких устройствах недостаточно гибкие для возможности не только тушения очагов возгорания, но и возможности предотвращения их на ранней стации развития (до возникновения огня), что негативным образом сказывается в том числе и надежности из-за небольшого (в случае наступления аварийной ситуации) срока службы самого устройства.

Техническая проблема заявленного изобретения заключается в повышении надежности мобильного модуля и расширении его функциональных возможностей.

Технический результат заключается в обеспечении мобильности модуля, а также обеспечении возможности интеллектуальной ликвидации аварии как на этапе предотвращения наступления возгорания, так и при воспламенении литий ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава в конкретной ячейке или одновременно в нескольких ячейках.

Указанный технический результат достигается в мобильном модуле для хранения, зарядки и транспортировки литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава с системой адресного тушения возгорания, представляющий собой металлический контейнер с внутренними перегородками, образующими вместе с наружной дверью мобильного модуля изолированные ячейки для хранения и зарядки литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава и содержащий систему адресного тушения возгорания, включающую выполненные в каждой ячейке и соединенные с блоком управления системы адресного тушения возгорания устройства мониторинга по меньшей мере по двум показателям: температуры в ячейке, наличия горючих органических соединений в ячейке, давления, температуры корпуса аккумулятора, а также оконечные устройства для подачи огнетушащего вещества и инертного газа, соединенные с каналами подачи огнетушащего вещества и инертного газа соответственно, предохранительный клапан, воздуховод, соединенный с каналом отвода продуктов горения, при этом блок управления выполнен с возможностью контроля аварийного режима в ячейках, формирования управляющих сигналов, поступающих на оконечные устройства системы адресного тушения возгорания для осуществления тушения по многоступенчатому алгоритму, заключающемуся в адресной подаче в по меньшей мере одну ячейку инертного газа в объеме, превышающем объем атмосферного воздуха в данной ячейке, усиление интенсивности подачи инертного газа через заранее заданный период времени, при отсутствии снижения значений показаний, поступающих с устройств мониторинга ниже заранее заданного порога значений и, при сохранении значений показаний, поступающих с устройств мониторинга выше заранее заданного порога значений через заранее заданный промежуток времени, адресной подачи в по меньшей мере одну ячейку огнетушащего состава для полного подавления возможности горения литий-ионного аккумулятора.

Канал подачи огнетушащего вещества через рукав высокого давления соединен с по меньшей мере одним баллоном с огнетушащим веществом, а канал подачи инертного газа соединен с по меньшей мере одним баллоном с инертным газом, установленных на внешней поверхности мобильного модуля.

Устройства мониторинга представляют собой датчик температуры атмосферы в ячейке, датчик давления, газоанализатор и датчики температуры корпуса аккумулятора, устанавливаемые на поверхности корпуса, в аварийно-критических точках.

Оконечные устройства для подачи огнетушащего вещества представляют собой распылители и/или оросители.

Указанный технический результат достигается также в способе адресного тушения возгорания в мобильном модуле для хранения, зарядки и транспортировки литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава включающий этапы на которых производят внешний осмотр литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава на предмет механических повреждений, помещают аккумуляторы в ячейки мобильного модуля, устанавливают на поверхности в аварийно-критических точках аккумулятора устройство мониторинга, закрывают наружную дверь мобильного модуля образуя изолированность ячеек, непрерывно осуществляют диагностику аварийного режима в каждой ячейке посредством устройств мониторинга системы тушения возгорания и при превышении значений показаний в по меньшей мере одной ячейке, поступающих с устройств мониторинга системы адресного тушения возгорания выше заранее заданного порога, осуществляют удаление атмосферного воздуха из по меньшей мере одной ячейки посредством срабатывания предохранительного клапана, одновременно подают инертный газ в объеме, превышающем объем атмосферного воздуха в данной ячейке или ячейках, усиливают интенсивность подачи инертного газа через заранее заданный период времени, при отсутствии снижения значений показаний, поступающих с датчиков системы адресного тушения возгорания ниже заранее заданного порога значений, и через заранее заданный промежуток времени, при сохранении значений показаний, поступающих с устройств мониторинга системы адресного тушения возгорания выше заранее заданного порога значений, адресно подают в по меньшей мере одну ячейку огнетушащий состав для полного подавления возможности горения литий-ионного аккумулятора.

Заявленное изобретение поясняется на графических материалах, где:

Фиг. 1 - блок-схема работы мобильного модуля

Фиг. 2 - общий вид

Фиг. 3 - общий вид (подача газа)

Фиг. 4 - общий вид (подача огнетушащего вещества)

Фиг. 5 - вид сзади (канал отвода продуктов горения)

Фиг. 6 - вид сверху (размещение датчиков на корпусе аккумулятора)

Заявленный мобильный модуль предназначен для хранения, зарядки, а также перевозки аккумуляторов большой емкости который представляет собой металлический контейнер и представляет собой законченное изделие, не превышающее разрешенные транспортные габариты, не имеющее прочной связи с местом установки и позволяющее произвольное его перемещение с возможностью установки как на специально оборудованную площадку, так и в пределах свободной территории для постоянного или временного размещения. Все системы модуля смонтированы в единый комплекс и имеют вспомогательную систему энергообеспечения позволяющую его эксплуатацию в том числе без подключения к централизованным сетям.

Внутри контейнера выполнены перегородки, которые образуют вместе с наружной дверью мобильного модуля изолированные ячейки для хранения и зарядки литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава.

Аккумулятор(ры) помещается в ячейку(ки) мобильного модуля таким образом, чтобы находиться в контакте с устройствами мониторинга. К аккумулятору подключаются силовые провода для зарядки аккумулятора. Дверь модуля закрывается.

При штатной ситуации аккумуляторы заряжаются установленное время.

Заявленное техническое решение содержит также систему адресного тушения возгорания, содержащую выполненные в каждой ячейке устройства мониторинга и оконечные устройства для подачи огнетушащего вещества и инертного газа. Все устройства системы соединены с блоком управления, осуществляющим постоянный контроль аварийного режима по данным, поступающим от устройств мониторинга каждой ячейки. Указанные данные представляют собой информацию о температуре в ячейке, наличии горючих органических соединений в ячейке, давлении, температуры корпуса аккумулятора. При этом, для определения температуры корпуса аккумулятора, в заранее известных аварийно-критических точках устанавливаются датчики температуры.

В заявленном изобретении предусмотрена возможность вариативного сбора информации с датчиков, а именно возможен мониторинг как всех, так и некоторых из указанных параметров. Однако обязательным является то, что сбор информации осуществляется по любым двум параметрам.

Данные в блок управления поступают постоянно и, при превышении заранее установленного порога значений, по крайней мере по одному из снимаемых показателей, подают инертный газ в объеме 105÷200% от атмосферного давления окружающей среды для замещения окислительной компоненты атмосферного воздуха.

В случае развития аварийного режима в течении 5÷10 секунд, например:

- дальнейшее превышения температуры корпуса аккумулятора превышающее критическое значение (140÷350°C),

- превышение температуры атмосферы в ячейке до уровня воспламенения паров электролита аккумулятора (по ТУ производителя),

- значительный рост давления газов в ячейке (более чем на 120%),

- лавинообразный рост паров горючих веществ идентичных составу электролита аккумулятора,

усиливают интенсивность подачи инертного газа и одновременно осуществляют вытяжку атмосферного воздуха, посредством автоматического открытия предохранительного клапана через, воздуховод и канал отвода горючих веществ, обеспечивающих удаление потенциально взрыво- и пожароопасных веществ (паров и газов) в течении 20÷90 секунд с контролем вышеприведенных параметров.

В случае дальнейшего спонтанного развитии аварийного режима, без возможности постановки его под контроль, т.е. при сохранении значений показаний, поступающих с устройств мониторинга системы адресного тушения возгорания выше заранее заданного порога значений, производят подачу в ячейку или ячейки огнетушащего состава для полного подавления возможности горения аккумулятора(ов) и его компонентов при продолжении подачи в ячейку инертного газа во избежание воспламенения паров электролита и прочих потенциально горючих выделений из аккумулятора(ов).

Далее, при необходимости производят вызов специальных (пожарных, аварийно-спасательных) служб для постановки под контроль прилегающих к месту размещения модуля территорий и обеспечения безопасной выгрузки аварийного аккумулятора из ячейки модуля хранения.

После охлаждения ячейки с аварийным аккумулятором до приемлемых значений (ниже заранее заданного порога), осуществляют его выгрузку для последующей передачи на утилизацию.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в надежности и расширении функциональных возможностей и достигается в мобильном модуле для хранения, зарядки и транспортировки литий-ионных аккумуляторов с системой адресного тушения возгорания, включающей выполненные в каждой ячейке и соединенные с блоком управления системы адресного тушения возгорания устройства мониторинга, а также оконечные устройства для подачи огнетушащего вещества и инертного газа, предохранительный клапан, воздуховод, соединенный с каналом отвода продуктов горения. Блок управления выполнен с возможностью контроля аварийного режима в ячейках, формирования управляющих сигналов для осуществления тушения по многоступенчатому алгоритму, заключающемуся в адресной подаче в ячейку инертного газа в объеме, превышающем объем атмосферного воздуха в данной ячейке, усиление интенсивности подачи инертного газа через заранее заданный период времени, при отсутствии снижения значений показаний, поступающих с устройств мониторинга ниже заранее заданного порога значений через заранее заданный промежуток времени, адресной подачи в ячейку огнетушащего состава. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Мобильный модуль для хранения, зарядки литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава с системой адресного тушения возгорания, выполненный с возможностью произвольного его перемещения и установки как на специально оборудованную площадку, так и в пределах свободной территории для постоянного или временного размещения, и представляющий собой металлический контейнер с внутренними перегородками, образующими вместе с наружной дверью мобильного модуля изолированные ячейки для хранения и зарядки литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава, и содержащий систему адресного тушения возгорания, включающую выполненные в каждой ячейке и соединенные с блоком управления системы адресного тушения возгорания устройства мониторинга по меньшей мере по двум показателям: температуры в ячейке, наличия горючих органических соединений в ячейке, давления, температуры корпуса аккумулятора, а также оконечные устройства для подачи огнетушащего вещества и инертного газа, соединенные с каналами подачи огнетушащего вещества и инертного газа соответственно, предохранительный клапан, воздуховод, соединенный с каналом отвода продуктов горения, при этом блок управления выполнен с возможностью

контроля аварийного режима в ячейках,

формирования управляющих сигналов, поступающих на оконечные устройства системы адресного тушения возгорания для осуществления тушения по многоступенчатому алгоритму, заключающемуся в адресной подаче в по меньшей мере одну ячейку инертного газа в объеме, превышающем объем атмосферного воздуха в данной ячейке, усиление интенсивности подачи инертного газа через заранее заданный период времени, при отсутствии снижения значений показаний, поступающих с устройств мониторинга ниже заранее заданного порога значений, и

при сохранении значений показаний, поступающих с устройств мониторинга выше заранее заданного порога значений через заранее заданный промежуток времени, адресной подачи в по меньшей мере одну ячейку огнетушащего состава для полного подавления возможности горения литий-ионного аккумулятора.

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что канал подачи огнетушащего вещества через рукав высокого давления соединен с по меньшей мере одним баллоном с огнетушащим веществом, а канал подачи инертного газа соединен с по меньшей мере одним баллоном с инертным газом, установленных на внешней поверхности мобильного модуля.

3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что устройства мониторинга представляют собой датчик температуры атмосферы в ячейке, датчик давления, газоанализатор, датчики температуры корпуса аккумулятора, устанавливаемые на поверхности корпуса в аварийно-критических точках.

4. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что оконечные устройства для подачи огнетушащего вещества представляют собой распылители и/или оросители.

5. Способ адресного тушения возгорания в мобильном модуле для хранения, зарядки литий-ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава, включающий этапы на которых

производят внешний осмотр литий ионных аккумуляторов транспортных средств и подвижного состава на предмет механических повреждений;

помещают аккумуляторы в ячейки мобильного модуля;

устанавливают на поверхности в аварийно-критических точках аккумулятора устройство мониторинга;

закрывают наружную дверь мобильного модуля, образуя изолированность ячеек;

непрерывно осуществляют диагностику аварийного режима в каждой ячейке посредством устройств мониторинга системы тушения возгорания

и при превышении значений показаний в по меньшей мере одной ячейке, поступающих с устройств мониторинга системы адресного тушения возгорания выше заранее заданного порога,

подают инертный газ в объеме, превышающем объем атмосферного воздуха в данной ячейке или ячейках;

усиливают интенсивность подачи инертного газа через заранее заданный период времени, при отсутствии снижения значений показаний, поступающих с датчиков системы адресного тушения возгорания ниже заранее заданного порога значений, и одновременно осуществляют удаление атмосферного воздуха из по меньшей мере одной ячейки посредством срабатывания предохранительного клапана;

при сохранении значений показаний, поступающих с устройств мониторинга системы адресного тушения возгорания выше заранее заданного порога значений через заранее заданный промежуток времени, адресно подают в по меньшей мере одну ячейку огнетушащий состав для полного подавления возможности горения литий-ионного аккумулятора.