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直击储能大会|青鸟消防刘敏:储能安全应用-基于自主芯片的一站式解决方案

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2022-09-26 浏览:

中国储能网讯:第十二届中国国际储能大会演讲速记如下:

刘敏:各位来宾、各位专家大家下午好!我是青鸟消防的刘敏,非常高兴能够参加这次会议,跟各位业界同仁一起就储能电站的方方面面做一个交流和探讨。我今天的报告是讲储能消防安全应用——基于自主芯片的一站式解决方案。

首先请允许我简短地对青鸟消防做一个介绍。青鸟消防以青鸟命名,大家可能在一些神话传说当中,比如山海经当中,或者是唐诗宋词里面看到过青鸟,青鸟在中国文化里是传递信息的使者,是信息鸟。正因如此,北京大学杨芙清院士组织和领导实施的、我国计算机软件的重大科技攻关项目就叫做“青鸟工程”。为了进行青鸟工程的科技成果转化,北京大学成立了北大青鸟集团,也取得了包括我国第一片16位CPU、第一片国产加密算法专用芯片研制生产等成果。青鸟消防源于北大青鸟,成立于2001年,是专业从事各类消防设备研发生产的企业。20多年来,公司始终聚焦于消防安全与物联网领域,立足于“一站式”消防安全系统产品的研发、生产和销售,现在已经成为国内规模最大、品种最全、技术实力最强的消防产品供应商。

自2001年成立以来,青鸟消防专注于各类消防设备的研发生产制造,现在已是国内消防产品体系最齐全的一家企业,取得了3CF消防强制认证证书550多项、自愿性认证证书240多项,此外,我们国外公司的产品还取得了UL/FM/CE/NF等证书,产品认证覆盖北美、欧洲等全球市场。

公司的产品涵盖了从预警、报警到灭火、疏散的各个环节,这里面既有常见的火灾自动报警系统,也包括电气火灾监控、消防设备电源监控、防火门监控、余压监控、可燃有毒气体检测、消防应急照明和疏散指示系统等。另外青鸟旗下的品牌——北京正天齐,是专门生产制造各类灭火设备的,其七氟丙烷等气体灭火设备的销量行业领先。

接下来说说芯片,消防的芯片基本上用国外或通用芯片的居多,青鸟消防从2016年开始研发消防专用芯片,至2019年已取得大面积应用。现在朱鹮芯片已经迭代到了第三代,广泛应用在公司的各种产品当中,包括各类感烟探测器、感温探测器、缆式感温火灾探测器、现场声光和各种模块等。第三代朱鹮芯片还会应用到各类的疏散灯具、气体探测器上面。目前朱鹮芯片的出货量已经超过了1亿片。

朱鹮芯片不仅解决了缺芯的问题,也给我们带来了很多的好处。一是因为这个芯片的集成度非常高,功耗也比较小,使整个系统的带载数量和带载距离得到了很大的提升;二是采用消防专用芯片以后,整个产品的性能指标得到了提高,比如抗电磁干扰的能力。我们在一些工业环境,包括储能集装箱,电磁干扰都是非常强的,以前的产品只能满足10V/m的射频电磁场辐射抗扰度测试,采用朱鹮芯片以后,按照检测设备的测试上限,通过了30V/m的测试;三是大幅减少了产品中元器件数量,以感烟探头为例,以前一个探测器包括60多个元器件,或者这块产品有40多个元器件,采用朱鹮芯片以后,元器件数量减少到23个,这样一来整个系统的结构简化了,可靠性得以提升,生产的质量控制也得到了更好的保障。所以我们后续的大多数产品都基于朱鹮芯片进行相应的开发。

关于储能火灾的挑战,今天各位专家已经探讨得非常多了,我就不再展开讲。只是强调一点,正如大家谈到的一样,我们也认为要对簇级、PACK级、模组级、甚至电芯进行有效定点的探测和针对性的处理,在热失控发生初期进行干预,才是避免储能火灾发生、或减小火灾损失的关键。

我们做了一些多层级、多维度的产品和系统解决方案,可以在火灾发生,或者是在热失控的早期,对电池的模块进行早期探测,探测更精准、更可靠,在灭火端采用多种灭火介质定点喷放等方式,处理火灾更及时、更有效。

比如在我们提出的PACK级方案里面,第一种称为植入式方案,用到的微型感温探测器,这个探测器非常小,就相当于一个签字笔的笔帽大小,但是满足点型感温火灾探测器消防标准里面的所有指标要求。由于采用了朱鹮芯片,集成度很高,所以探测器可以做得非常小,所以可以很方便地布置在电池pack里面。再比图中的微型可燃气体探测器,2.5公分高且直径只有6.5公分,可以深入电池箱内部快速探测可燃气体的浓度。灭火方面,我们用栅格式的探火管,对每个电池PACK模块进行保护。

第二个方案我们称为覆盖式方案,采用了吸气式探测的方式,通过毛细管把可燃气体,比如氢气、一氧化碳等,吸入到可燃气体探测器里面进行处理,实现早期探测。同时可以搭配高压细水雾对每个模块进行保护。

第三个方案则是以电池簇为单位进行防护的,在每一簇的电池上设置感烟、感温、热解粒子探测器、可燃气体探测器,并配合探火管来进行喷射灭火,灭火药剂包括全氟己酮、七氟丙烷等不同介质。

对于整个预制舱的保护,我们已有多年成熟应用的全套设备,包括各类防爆的可燃有毒气体探测器、普通型或防爆型的烟温感、火焰探测器、气体灭火的控制设备等,同时提供细水雾系统或者柜式七氟丙烷来进行全淹没灭火。

对于站级的方案,当期大家更多的是关注电池、关注舱内的防护,我们认为对于整个储能电站的运维管理也是非常重要的,这里面包括了消防设备工作状态的监测,全生命周期的维护保养,到事故发生以后、接到真实火警信号以后整个站内消防设施的联动处置方案、事故预案和辅助决策、消防管理与救援人员行为的指引及生命安全保障等。所以我们针对整个电站也提供消防一体化的管控平台,实现远程化、统一化、智能化、一站式的解决消防安全问题。

总结一下我们的方案优势,青鸟消防以公司拥有的完整火灾探测技术为核心,基于自研的“朱鹮”芯片技术,借助于在烟雾/温度/气体/火焰等探测核心部件上的研发能力,及覆盖半导体/AI算法/材料/机械结构/通讯等专业领域的技术积累,已建立起“探灭一体”的符合国内、国际标准的储能消防产品体系。我们的探测设备,包括微型气体探测器、微型感温探测器、复合型探测器等,都可以以总线方式连接,直接挂在消防回路上,并具有编址或非编址两种使用方式。由于我们采用了统一的通讯协议,火灾报警、可燃气体探测、智能疏散等所有系统都可以方便地实现联动,信息的传输也更加安全和可靠。储能控制器可以兼做火灾报警控制器、气体灭火控制器、可燃气体控制器,是一个小型化设备,能节省空间、也能降低使用成本。公司现在针对储能项目特点不断开发更宽温度范围、更长使用寿命的产品。同时我们也强调,储能用的消防产品也都需要通过消防3C认证或者技术鉴定,只有这样才能确保产品各方面的性能完整地符合消防标准和应用要求。

在灭火方面,青鸟的全资子公司正天齐的设备,涵盖了气体、水、泡沫、干粉等多种灭火介质,我们也根据储能的需要做了一些小型化的开发和针对性的改进。

刚才介绍了我们针对储能的解决方案,接下来再展开谈一下方案中的部分关键产品。采用微型气体探测器、微型感温探测器、复合型探测器,可以实现对电池PACK的有效探测。在舱级方案里,我们有完整的常规产品可供选择。在站级应用方案中,基于朱鹮芯片,我们还有一些工业级的产品在不断推出,这里我列出了三个产品:

第一款是分布定位式缆式线型感温火灾探测器,俗称感温电缆,主要应用在站内的一些电缆类场所,如电缆桥架、电缆沟、变压器等。以往感温电缆都是基于高分子材料的电阻检测原理,按回路报警,通常一个回路不大于150米或200米。我们的感温电缆沿缆分布热敏及导热材料,并在电缆上分布设置芯片系统,即前面提到的消防报警专用芯片——“朱鹮”。通过芯片系统的运算构建出沿缆实时温度场,能给出火灾或高温的具体部位。单回路的探测器长度从传统的150米已经提升到了1000米,在简化系统结构的同时,创造性的实现了对火灾进行定位的功能;

第二款叫智慧青瞳图像火灾探测器,这款探测器是可视化的探测器,采用双光谱成像架构,高清可见光+高灵敏度热成像双通道,实现多维度感知,可视化报警验证。具备对火焰、烟雾和高温等火灾隐患的识别和报警功能;

第三款是多波段火焰探测器,可以快速探测明火。青鸟采用了三波段红外+紫外复合或四波段红外的架构,除了快速响应,更多波段的传感器可以有效地防止误报的产生。此外,探测器还具备光路自检、电路自检、窗口自动除霜等人性化的功能;通过了气体防爆和粉尘防爆认证,射频电磁场辐射抗扰度达到30V/m等特性,使得该探测器可以在极度恶劣的工业环境中应用。

目前我国的储能行业快速发展,很多厂家的产品设备都已经在多个国家和地区广泛使用,如果当地有认证的要求,我们也可以提供符合UL/FM/EN等标准的设备,供大家在欧洲、北美以及中东等地区使用。

这是前面提到的探火管灭火装置,一般的探火管会在170℃-180℃的温度下爆破,灭火剂从爆破点喷出定点灭火。正天齐针对储能推出了一款低温探火管,动作温度为88.7℃,远低于常规的170℃,更低的启动温度,更敏捷的反应,更快的灭火。该探火管集探测和灭火功能于一体;除感温自启动外,还具备电启动功能,可与探测系统联动启动,提高了系统的响应速度。

我们计划在下半年还会发布一款低压细水雾产品,目前国内的细水雾基本上都是高压系统,大部分在10-15兆帕下工作,需要专门的高压柱塞泵,对阀门和管道的材质、水质的清洁度等都有很高的要求。我们将推出一款工作在0.8-1.6兆帕的低压细水雾产品,可以直接利用场站内原有的消防水泵来工作,产品的主要部件已通过FM认证。

以上是我对青鸟消防储能解决方案和关键产品的一个简单介绍,青鸟消防是一个非常开放的企业,我们殷切希望、同时目前也正在跟储能行业上下游各个环节的客户伙伴一起合作交流,把我们的解决方案和产品提供给大家,共同来持续提升储能消防安全的水平。谢谢大家!

主持人:谢谢刘总,基于青鸟自己设计的芯片,我想问一下,估计大家比较关注的是应用场所和价格之类的,能给大家分享一下吗?

刘敏:价格是比较可控的,最近几年消防火灾报警行业的价格竞争比较激烈,但采用朱鹮芯片的青鸟设备,价格一直非常有竞争力。刚才提到朱鹮芯片已广泛应用于各类现场部件,包括感烟火灾探测器、感温火灾探测器、感温电缆、各类声光模块等等,接下来也会用于疏散指示灯具和可燃气体探测器。产品已在各类民用及工业场所广泛应用。

主持人:能再描述一下你这个芯片的传感器有哪些性能参数之类的,能给大家介绍一下吗?

刘敏:我们主要是针对消防行业的应用做了专门的研发,现在三代朱鹮是90纳米的制程工艺,配置了多路运放,集成了恒压恒流驱动单元,集成度更高。在我们做的对比测试中,带载数量超过2000点,传输距离从原来的2000米提升到3000米,抗电磁干扰能力由15V/m提高到30V/m。我们有一个典型案例是在南方的某医院项目,该医院内的微波治疗仪一工作就引起附近的感烟探测器误报,想了很多办法都不能解决问题。后来我们的朱鹮芯片出来以后,我们将新的探测器拿过去测试,有效解决了误报问题,得到了客户的高度认可。

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关键字:青鸟消防 储能安全

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