CN106807003A - 电池仓灭火系统及新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池仓灭火系统及新能源汽车，包括：检测装置，设置在电池仓内，用于检测所述电池仓的火情等级，并输出与所述火情等级对应的着火信号，不同的所述火情等级表征不同的火情程度；灭火装置，用于对所述电池仓执行灭火作业；控制装置，分别与所述检测装置和所述灭火装置连接，用于在所述着火信号的触发下输出与所述着火信号对应的用于控制所述灭火装置执行灭火作业的控制信号；所述灭火装置在所述控制信号的控制下执行与所述火情等级对应的灭火作业。从而可以准确的根据电池仓火情实施与当前火情相应的灭火作业，在节约资源的同时，达到较为彻底的灭火效果，进而可以提高新能源汽车的行车安全，保护用户的生命财产的安全。

Description

电池仓灭火系统及新能源汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体涉及到一种电池仓灭火系统及新能源汽车。
背景技术
如今环境污染越来越严重，汽车尾气的排放是造成环境污染的重要因素，新能源汽车是一种应用电能作为动力的汽车，对环境污染小，适应当代环保潮流，因此使用人群正在逐渐增加。
汽车在形式的过程中，需要较大的动力，尤其以电能作为动力的新能源汽车，为了保证汽车的正常行驶，需要电池长时间提供较大的电流。由于电池长时间以较大电流输出电能后，电池本体会产生较大的热量，在新能源汽车中如电池仓的散热不良或电池差热量过大，可能会导致电池温度过高，易发生火灾甚至爆炸的危险。
在现有技术中，往往通过检测电池温度对驾驶员报警，或者在温度超过阈值后，采取停止电池输出电能的方式防止电池发生火灾。然而，在温度超过阈值后就存在发生火灾的可能，只通过温度报警，不采取灭火措施可能会导致火灾的发生。
在另一现有技术中，通过检测电池仓温度判断是否着火，在温度达到阈值后对电池仓喷射灭火剂。不能根据电池仓起火的大小调整灭火的方式，可能在出现初级火情后对灭火仓喷射较多的灭火剂，可能造成资源的浪费，在遇到较大火情后，可能单一的灭火模式不能扑灭电池仓起火，可能会使电池继续燃烧，有发生爆炸的危险。
因此，如何对电池仓更有合理有效的灭火成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于对电池仓更有合理有效的灭火。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种电池仓灭火系统，包括：一种电池仓灭火系统，其特征在于，包括：检测装置，设置在电池仓内，用于检测电池仓的火情等级，并输出与火情等级对应的着火信号，不同的火情等级表征不同的火情程度；灭火装置，用于对电池仓执行灭火作业；控制装置，分别与检测装置和灭火装置连接，用于在着火信号的触发下输出与着火信号对应的用于控制灭火装置执行灭火作业的控制信号；灭火装置在控制信号的控制下执行与火情等级对应的灭火作业。
可选地，灭火装置包括：灭火介质存储单元，以及依次串联的第一阀体、管道和至少一个喷头；灭火介质存储单元包括：上腔，用于承载灭火介质；第一阀体连接至上腔；至少一个喷头设置在电池仓内部；第一阀体导通时，灭火介质通过管道传输至至少一个喷头。
可选地，灭火介质存储单元还包括：下腔，设置在上腔的底部，用于承载第一压缩空气，上腔和下腔通过压力塞隔离；检测装置在检测到火情等级为预设初级火情后，输出初级着火信号，控制装置在初级着火信号的触发下输出单向流灭火信号；第一阀体用于在单向流灭火信号的控制下开启，以使上腔和下腔形成压力差，第一压缩空气通过推动压力塞将灭火介质推送至喷头喷出。
可选地，灭火装置还包括：第二阀体，通过管道分别与下腔和喷头连接，用于控制第一压缩空气释放。
可选地，检测装置在检测到火情等级为预设次级火情后，输出次级着火信号，控制装置在次级着火信号的触发下输出双向流等压灭火信号；第一阀体和第二阀体在双向流等压灭火信号的控制下开启，以使上腔和下腔形成压力差，第一压缩空气通过推动压力塞将灭火介质与第一压缩空气混合后推送至喷头喷出。
可选地，下腔中设置有减压阀，用于将下腔隔离为第一下腔和第二下腔；第一下腔，用于承载第一压缩空气；第二下腔用于承载第二压缩空气，第二压缩空气的气压大于第一压缩空气的气压；第二下腔、第二阀体、管道和至少一个喷头连接，第二阀体，用于控制第二压缩空气释放；检测装置在检测到火情等级为预设高级火情后，输出高级着火信号，控制装置在高级着火信号的触发下输出双向流非等压灭火信号；预设初级火情、预设次级火情和预设高级火情的火情程度依次增高；第一阀体和第二阀体在双向流非等压灭火信号的控制下开启，以使上腔和第一下腔形成压力差，第一压缩空气通过推动压力塞将灭火介质与第二压缩空气混合后推送至喷头喷出。
可选地，检测装置按预设时间间隔检测电池仓的火情等级，检测装置在检测到火情等级为无火情，控制装置输出终止信号，灭火装置在终止信号的驱动下终止灭火作业。
可选地，检测装置包括传感器，传感器包括：温度传感器、烟雾传感器和光电传感器中的任意一种或任意多种组合。
可选地，电池仓灭火系统还包括：报警装置，与控制装置连接，控制装置在着火信号的触发下输出报警信号驱动报警装置报警。
可选地，灭火介质为全氟己酮。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种新能源汽车，包括：汽车本体；电池仓，用于放置汽车电池；上述第一方面任一项描述的电池仓灭火系统。
本发明实例提供的电池仓灭火系统，检测装置检测电池仓的火情等级，根据不同的火情输出相应的着火信号，控制装置根据不同的着火信号控制灭火装置执行相应的灭火模式，例如，火势较小时采用相对较弱的灭火模式进行灭火作业，火势较大时，采用更为高效的灭火模式。从而可以准确的根据电池仓火情实施与当前火情相应的灭火作业，在节约资源的同时，达到较为彻底的灭火效果，进而可以提高新能源汽车的行车安全，保护用户的生命财产的安全。
附图说明
图1示出了本发明实施例中电池仓灭火系统的示意图；
图2示出了本发明实施例中另一电池仓灭火系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明实施例提供了一种电池仓灭火系统，如图1所示，该系统包括：
检测装置10，设置在电池仓20内，用于检测电池仓20的火情等级，并输出与火情等级对应的着火信号。在具体的实施例中，检测装置10可以包括用于检测火情的传感器，在本实施例中，传感器可以为温度传感器、烟雾传感器和光电传感器中的任意一种或任意多种组合，为保证火情检测的灵敏度，防止误报漏报事件的发生，可以采用多种传感器组合对火情进行检测。传感器可以设置多个阈值，不同的阈值对应的不同的火情等级，例如，温度传感器可以设置150℃为着火临界温度值，170℃、200℃、220℃等阈值，分别对应的火情程度从高到低的火情等级，检测到火情等级在到达不同的阈值后，检测装置可以输出不同的等级的电信号，例如随着温度的升高，输出的电信号的电压或电流增大或减小。以输出与火情等级对应的着火信号。同样的，可以同时利用烟雾传感器和光电传感器，可以设置不同的烟雾阈值和光亮度阈值。根据温度阈值、烟雾阈值和光亮度阈值输出与其对应的着火信号。
灭火装置30，用于对电池仓20执行灭火作业。在具体的实施例中，灭火介质存储单元31，以及依次串联的第一阀体32、管道36和至少一个喷头33；灭火介质存储单元31包括：上腔311，用于承载灭火介质；下腔312，设置在上腔311的底部，用于承载第一压缩空气，在本实施例中，第一压缩空气可以为空气，可以为氮气或二氧化碳等惰性气体。上腔和下腔通过压力塞313隔离；第一阀体32连接至上腔311；至少一个喷头33设置在电池仓20内部；第一阀体32导通时，灭火介质通过管道36传输至至少一个喷头33。在本实施例中，灭火装置30还可以包括第二阀体34，通过管道36分别与下腔312和喷头33连接，用于控制第一压缩空气释放。第一阀体32和第二阀体34可以为电磁开关阀，在电磁铁得电后，吸引电磁开关阀阀芯，电磁开关阀打开。在本实施例中，灭火介质可以为全氟己酮，全氟己酮在常温下是一种清澈、无色、微味、容易气化的新型洁净灭火剂。全氟己酮对环境友好，对人员安全，不具有导电性，灭火后不留残渣，不会损害设备，并且拥有优良的灭火性能。全氟己酮经喷头33喷射出不但能高效快速的灭火，而且该灭火剂不会损害电池仓，且易清洗，维护成本较低。
控制装置40，分别与检测装置10和灭火装置30连接，用于在着火信号的触发下输出与着火信号对应的用于控制灭火装置30执行灭火作业的控制信号。在具体的实施例中，检测装置10在检测到火情后，可以将检测到的火情转化为数字信号，经数字信号传输接口传送至控制装置40，控制装置40可以对接收到的数字信号放大，传输至阀体，阀体在接收到该信号后，电磁铁得电，阀体开关打开。具体的，可以根据火情等级，输出对应的控制信号，在火情等级较低时，只控制第一阀体32打开，在下腔312中的第一压缩空气的压力作用下推动压力塞313将上腔311中的灭火介质推送至喷头33，。在火情等级较高时，可以同时控制第一阀体32和第二阀体34打开，第一阀体32输出灭火介质，第二阀体34输出第一压缩空气，灭火介质和第一压缩空气在管道36中混合，在喷头中喷出，由于第一压缩空气的混合，可以将灭火介质雾化为体积更小的液滴，从而使得灭火效果更好。
为更好的起到灭火的效果和节约资源，在可选的实施例中，如图2所示，下腔313中还可以设置有减压阀a，用于将下腔313隔离为第一下腔b和第二下腔c；第一下腔b用于承载第一压缩空气，第二下腔c用于承载第二压缩空气。第二下腔c、第二阀体34、管道36和至少一个喷头33连接，第二阀体34，用于控制第二压缩空气释放。在本实施例中，第二压缩空气的气压大于第一压缩空气的气压。第二压缩空气可以为空气，也可以为氮气或二氧化碳等惰性气体。控制装置40控制第一阀体34和第二阀体34开启后，第一压缩空气推动压力塞313将灭火介质推送至管道36，第二阀体34开启将第二压缩空气释放到管道36中，第二压缩空气和灭火介质在管道36中混合输送至喷头。由于第二压缩空气的压力更大，大于灭火介质的压力，可以将灭火介质雾化颗粒更小，所使用的灭火介质更少，从而可以在用较少的灭火介质达到更好的灭火效果。
在可选的实施例中，电池仓灭火系统还可以包括：报警装置50，与控制装置40连接，控制装置40在着火信号的触发下输出报警信号驱动报警装置50报警。在具体的实施例中，在检测装置10检测到火情后，具体的可以检测到温度值到达着火点，或者检测到有烟雾，或者检测到有光后，发送报警信号至报警装置，报警装置可以为声音报警器，可以为LED灯等报警装置，以便提醒用户火情即将出现或已经出现。
结合图1和图2对电池仓灭火系统的工作原理进行说明。
在本实施例中，可以人为的根据电池仓着火状况将火情等级可以分为三等，分别为初级火情、次级火情和高级火情，三种火情的着火程度依次增加，具体的可以通过电池仓内的温度值，烟雾浓度或光亮度进行划分。在检测到不同等级的火情后，执行对应的灭火作业。在本实施例中，下腔312中设置有减压阀a，在初级火情或次级火情发生时，减压阀a为开启状态，第一下腔b和第二下腔c为贯通状态。在高级火情发生后，减压阀a为闭合状态，在第二下腔c中充入压力更大的压缩空气，使第二下腔c中承载第二压缩空气。
在检测装置10在检测到火情等级为初级火情等级后，输出初级着火信号，控制装置40在初级着火信号的触发下输出单向流灭火信号。第一阀体32在单向流灭火信号的控制下开启，使上腔311和下腔312形成压力差，第一压缩空气通过推动压力塞313将灭火介质推送至喷头33喷出，由于火势较小可以只采用单向流加压喷射灭火介质对电池仓进行灭火。
在检测装置10检测火情等级为次级火情后，输出次级着火信号，控制装置40在次级着火信号的触发下输出双向等压灭火信号。第一阀体32和第二阀体34在双向流等压灭火信号的控制下开启，使第一压缩空气通过推动压力塞313将灭火介质推送至管道36内，第二阀体34将第一压缩空气释放至管道36内，灭火介质和第一压缩空气在管道内混合后，输送至喷头33。由于有压缩空气的存在，在喷头33喷出灭火介质时，灭火介质被雾化，更好的起到隔绝氧气的作用，具有更好的灭火效果。
在检测装置10检测到火情等级为高级火情后，输出高级着火信号，控制装置40在高级着火信号的触发下输出双向流非等压灭火信号。双向流非等压灭火信号控制减压阀a闭合，第二下腔c中充入第二压缩空气，第一阀体32和第二阀体34在双向流非等压灭火信号的控制下开启，使第一下腔b中的第一压缩空气推动压力塞313将灭火介质推送至管道36中，第二压缩空气经过第二阀体34进入管道36，第二压缩空气和灭火介质在管道36中混合，输出至喷头33，由于第二压缩空气的压力更高，可以使得灭火介质用量更少，雾化效果更好，从而可以起到利用较少的灭火介质达到更好的灭火效果。
检测装置10按预设时间间隔检测电池仓20的火情等级，在检测装置10检测到火情等级为无火情，即温度恢复至合理温度，例如100℃以下，或烟雾浓度在预设值以内，或者光亮度在预设值以内。检测装置10可以向控制装置40发送无火情信号，控制装置40输出终止信号，灭火装置在终止信号的驱动下关闭阀体，以停止灭火作业。预设时间间隔可以为等时间间隔也可以为不等时间间隔。在电池仓20的火被扑灭后，可以及时停止喷射灭火介质，可以较为有效的节省资源。
检测装置检测电池仓的火情等级，根据不同的火情输出相应的着火信号，控制装置根据不同的着火信号控制灭火装置执行相应的灭火模式，例如，火势较小时采用相对较弱的灭火模式进行灭火作业，火势较大时，采用更为高效的灭火模式。从而可以准确的根据电池仓火情实施与当前火情相应的灭火作业，在节约资源的同时，达到较为彻底的灭火效果，进而可以提高新能源汽车的行车安全，保护用户的生命财产的安全。
本发明实施例还提供了一种新能源汽车，包括：汽车本体；电池仓，用于放置汽车电池；上述实施例任一项描述的电池仓灭火系统。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (11)

1.一种电池仓灭火系统，其特征在于，包括：
检测装置(10)，设置在电池仓(20)内，用于检测所述电池仓(20)的火情等级，并输出与所述火情等级对应的着火信号，不同的所述火情等级表征不同的火情程度；
灭火装置(30)，用于对所述电池仓(20)执行灭火作业；
控制装置(40)，分别与所述检测装置(10)和所述灭火装置(30)连接，用于在所述着火信号的触发下输出与所述着火信号对应的用于控制所述灭火装置(30)执行灭火作业的控制信号；
所述灭火装置(30)在所述控制信号的控制下执行与所述火情等级对应的灭火作业。
2.如权利要求1所述的电池仓灭火系统，其特征在于，所述灭火装置(30)包括：灭火介质存储单元(31)，以及依次串联的第一阀体(32)、管道(36)和至少一个喷头(33)；
所述灭火介质存储单元(31)包括：
上腔(311)，用于承载灭火介质；
所述第一阀体(32)连接至所述上腔(311)；
所述至少一个喷头(33)设置在所述电池仓(20)内部；
所述第一阀体(32)导通时，所述灭火介质通过所述管道(36)传输至所述至少一个喷头(33)。
3.如权利要求2所述的电池仓灭火系统，其特征在于，
所述灭火介质存储单元(31)还包括：下腔(312)，设置在所述上腔(311)的底部，用于承载第一压缩空气，所述上腔(311)和下腔(312)通过压力塞(313)隔离；
所述检测装置(10)在检测到所述火情等级为预设初级火情后，输出初级着火信号，所述控制装置(40)在所述初级着火信号的触发下输出单向流灭火信号；
所述第一阀体(32)用于在单向流灭火信号的控制下开启，以使所述上腔(311)和所述下腔(312)形成压力差，所述第一压缩空气通过推动所述压力塞(313)将所述灭火介质推送至所述喷头(33)喷出。
4.如权利要求3所述的电池仓灭火系统，其特征在于，所述灭火装置(30)还包括：
第二阀体(34)，通过所述管道(36)分别与所述下腔(312)和所述喷头(33)连接，用于控制所述第一压缩空气释放。
5.如权利要求4所述的电池仓灭火系统，其特征在于，
所述检测装置(30)在检测到所述火情等级为预设次级火情后，输出次级着火信号，所述控制装置(40)在所述次级着火信号的触发下输出双向流等压灭火信号；
所述第一阀体(32)和所述第二阀体(34)在所述双向流等压灭火信号的控制下开启，以使所述上腔(311)和所述下腔(312)形成压力差，所述第一压缩空气通过推动所述压力塞(313)将所述灭火介质与所述第一压缩空气混合后推送至所述喷头(33)喷出。
6.如权利要求3所述的电池仓灭火系统，其特征在于，
所述下腔(312)中设置有减压阀(a)，用于将所述下腔(312)隔离为第一下腔(b)和第二下腔(c)；
所述第一下腔(b)，用于承载所述第一压缩空气；
所述第二下腔(c)用于承载第二压缩空气，所述第二压缩空气的气压大于所述第一压缩空气的气压；
所述第二下腔(c)、所述第二阀体(34)、所述管道(36)和所述至少一个喷头(33)连接，所述第二阀体(34)，用于控制所述第二压缩空气释放；
所述检测装置(10)在检测到所述火情等级为预设高级火情后，输出高级着火信号，所述控制装置(40)在所述高级着火信号的触发下输出双向流非等压灭火信号；所述预设初级火情、所述预设次级火情和所述预设高级火情的火情程度依次增高；
所述第一阀体(32)和所述第二阀体(34)在所述双向流非等压灭火信号的控制下开启，以使所述上腔(311)和所述第一下腔(b)形成压力差，所述第一压缩空气通过推动所述压力塞(313)将所述灭火介质与所述第二压缩空气混合后推送至所述喷头(33)喷出。
7.如权利要求16任意一项所述的电池仓灭火系统，其特征在于，
所述检测装置(10)按预设时间间隔检测所述电池仓(20)的火情等级，所述检测装置(10)在检测到所述火情等级为无火情，所述控制装置(40)输出终止信号，所述灭火装置(30)在所述终止信号的驱动下终止灭火作业。
8.如权利要求1-6任意一项所述的电池仓灭火系统，其特征在于，所述检测装置(10)包括传感器(11)，所述传感器包括：温度传感器、烟雾传感器和光电传感器中的任意一种或任意多种组合。
9.如权利要求1-6任意一项所述的电池仓灭火系统，其特征在于，还包括：
报警装置(50)，与所述控制装置(40)连接，所述控制装置(40)在所述着火信号的触发下输出报警信号驱动所述报警装置(50)报警。
10.如权利要求1-6任意一项所述的电池仓灭火系统，其特征在于，所述灭火介质为全氟己酮。
11.一种新能源汽车，其特征在于，包括：
汽车本体；
电池仓，用于放置汽车电池；
如权利要求1-10所述的电池仓灭火系统。
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