CN109260627A - 一种防爆防火电池包装置及灭火控制系统 - Google Patents

一种防爆防火电池包装置及灭火控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防爆防火电池包装置及灭火控制系统，防爆防火电池包装置包括电池包和防爆盖，防爆盖上设置有泄压孔和防爆膜；防爆防火电池包装置还包括灭火器和与灭火器连接的灭火剂喷管，灭火剂喷管用于喷出灭火剂以阻隔空气与电池接触。灭火控制系统包括灭火控制器、BMS、检测灭火器气压的压力传感器、检测电池包内温度的温度传感器、检测电池包内烟雾的烟雾传感器、以及对灭火控制器供电的蓄电池和备用电池。本发明当电池包内产生高气压时，高气压会压破防爆膜实现泄压，从而可起到防止电池包爆炸的防护效果。并且当电池包发生高温热失控问题时，灭火器中的灭火剂从灭火剂喷管喷出，可起到防止电池包燃烧的作用。

Description

一种防爆防火电池包装置及灭火控制系统
技术领域
本发明涉及一种电池包，特别涉及一种具有防爆和防火功能的电池包。
背景技术
目前车用电池包的防护等级已达到IP67，但是电池包缺少防爆和防火功能，电池包内部一旦发生高温热失控问题，就会产生大量气体，使电池包有爆炸或爆燃的可能，进而引发火灾危险。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种防爆防火电池包装置及灭火控制系统，以解决现有电池包存在爆炸、燃烧等安全隐患的技术问题。
本发明防爆防火电池包装置，包括电池包，所述电池包包括外壳和设置在外壳内的电池，所述外壳上设置有泄压窗口，所述泄压窗口上设置有防爆盖，所述防爆盖上设置有泄压孔，防爆盖上还设置有密封泄压孔的防爆膜，所述防爆膜包括膜体和密布在膜体上的丝状导线；当电池包外壳内的气压上升到防爆警戒气压范围内时，所述防爆膜被气压压破，在防爆膜破裂时，所述丝状导线断裂；
所述防爆防火电池包装置还包括灭火器和与灭火器连接的灭火剂喷管，所述灭火剂喷管位于外壳内，灭火剂喷管用于喷出灭火剂以阻隔空气与电池接触；
所述灭火器或连接灭火器与灭火剂喷管的管道上设置有电动阀或电磁阀。
进一步，所述防爆膜的膜体由防水材料制成。
进一步，所述防爆膜还包括与丝状导线连接的连接器。
进一步，所述防爆盖或外壳的内侧上设置有防止防爆膜在外界压力下向内凸起破裂的内挡板，所述内挡板上具有透气孔。
进一步，所述防爆盖或外壳的外侧上设置有保护防爆膜的外挡板，外挡板和防爆膜之间具有让防爆膜向外凸起破裂的空间，且外挡板上也设置有透气孔。
进一步，所述灭火器的出口上还设置有手动阀。
本发明还公开了一种具有防爆防火电池包装置的灭火控制系统，所述具有防爆防火电池包装置的灭火控制系统还包括灭火控制器、BMS、检测灭火器气压的压力传感器、检测电池包内温度的温度传感器、检测电池包内烟雾的烟雾传感器、警报装置、组合仪表、以及对灭火控制器供电的蓄电池和备用电池，所述温度传感器与BMS连接，所述防爆膜、电磁阀、警报装置、组合仪表、压力传感器、烟雾传感器和BMS分别与灭火控制器连接，所述组合仪表用于显示故障提示和报警提示。
本发明的有益效果：
本发明防爆防火电池包装置及灭火控制系统，当电池包内部发生高温热失控问题产生大量气体时，电池包内的高气压会压破防爆膜，防爆膜破裂使电池包内部泄压，从而可起到防止电池包爆炸的防护效果。并且由于防爆膜破裂时会使其上的丝状导线断裂，这样通过控制器检测丝状导线的通断情况即可判断出电池包内部是否发生高温热失控问题，当发生高温热失控问题时，灭火控制器即可通过控制电动阀或电磁阀开启，使灭火器中的灭火剂从灭火剂喷管喷出，从而阻隔空气与电池包中电池接触，防止电池包燃烧。
附图说明
图1为实施例中防爆防火电池包装置的剖视结构示意图；
图2为图1中P部的放大示意图；
图3为防爆膜、灭火剂喷管和防爆盖的组合结构示意图；
图4为灭火器组与多个电池包的组合结构示意图。
图5为灭火控制器与多个电池包的电气原理图。
图6为灭火控制逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图所示，本实施例防爆防火电池包装置，包括电池包1，所述电池包包括外壳101和设置在外壳内的电池102，所述外壳上设置有泄压窗口，所述泄压窗口上设置有防爆盖2，所述防爆盖上设置有泄压孔3，防爆盖上还设置有密封泄压孔的防爆膜4，所述防爆膜包括膜体401和密布在膜体上的丝状导线402；当电池包外壳内的气压上升到防爆警戒气压范围内时，所述防爆膜被气压压破，在防爆膜破裂时，所述丝状导线断裂。
所述防爆防火电池包装置还包括灭火器5和与灭火器连接的灭火剂喷管6，所述灭火剂喷管位于外壳内，灭火剂喷管用于喷出灭火剂以阻隔空气与电池接触，连接灭火器与灭火剂喷管的管道上设置有电动阀7。本实施例中，如图3所示，灭火剂喷管位于防爆膜的一侧，灭火剂喷管上的喷口8为长条形，灭火剂沿与防爆膜平行的方向喷出，以阻隔空气进入电池外壳内。当然在不同实施例中，灭火剂喷管的设置位置和设置数量、以及喷口的形状还可根据需要进行调整。同时在不同实施例中，电动阀还可由电磁阀替代；并且电动阀或电磁阀还可设置在灭火器的出口上。同时在具体实施中，可以是一个灭火器跟一个电池包连接，也可以是一个灭火器跟多个电池包连接。
本实施例中，所述防爆膜还包括与丝状导线连接的连接器9，连接器9作为丝状导线的对外接口，使得防爆膜与控制器的电路连接更方便。
本实施例中防爆防火电池包装置，当电池包内部发生高温热失控问题产生大量气体时，电池包内的高气压会压破防爆膜，防爆膜破裂使电池包内部泄压，从而可起到防止电池包爆炸的防护效果。并且由于防爆膜破裂时会使其上的丝状导线断裂，这样通过控制器检测丝状导线的通断情况即可判断出电池包内部是否发生高温热失控问题，当发生高温热失控问题时，控制器即可通过控制电动阀开启，使灭火器中的灭火剂从灭火剂喷管喷出，从而阻隔空气与电池包中电池接触，达到防止电池包燃烧的目的。
作为对以上实施例或实施例改进的进一步改进，所述防爆膜401的膜体由防水材料制成，这样可防止雨水进入电池包内部造成的电池短路问题，提高了电池包的防水等级。
作为对以上实施例或实施例改进的进一步改进，所述防爆盖内侧上设置有防止防爆膜在外界压力下向内凸起破裂的内挡板10，所述内挡板上具有透气孔11。当然在不同实施例中，所述内挡板还可设置在外壳的内侧上。当前车辆掉入水中时，外界水压较大，水压会向内压迫防爆膜，由于有内挡板对防爆膜的支撑作用，可避免防爆膜在水压下产生过度变形而破裂。同时由于透气孔的存在，不会影响电池内部气压对防爆膜的作用，因此设置内挡板不会影响防爆膜的防爆功能。
作为对以上实施例或实施例改进的进一步改进，所述防爆盖的外侧上设置有保护防爆膜的外挡板12，外挡板和防爆膜之间具有让防爆膜向外凸起破裂的空间，且外挡板上也设置有透气孔13。当然在不同实施例中，外挡板还可设置在外壳的外侧上。外挡板12可以避免飞溅的碎石等物体破坏防爆膜，可提高防爆膜的使用寿命，同时透气孔的存在又使得外挡板不会影响防爆膜的防爆作用。
作为对以上实施例或实施例改进的进一步改进，所述灭火器的出口上还设置有手动阀14，当需要对电池包进行维护时，可通过手动阀关闭灭火器出口，从而使对电池包的维护更简单方便。
本实施例具有防爆防火电池包装置的灭火控制系统，所述具有防爆防火电池包装置的灭火控制系统还包括灭火控制器15、BMS 16、检测灭火器气压的压力传感器17、检测电池包内温度的温度传感器18、检测电池包内烟雾的烟雾传感器19、对灭火控制器供电的蓄电池20和备用电池21、警报装置22、以及组合仪表23，所述温度传感器与BMS连接，所述防爆膜、电磁阀、警报装置、组合仪表、压力传感器、烟雾传感器和BMS分别于灭火控制器连接，所述组合仪表用于显示故障提示和报警提示。
本实施例具有防爆防火电池包装置的灭火控制系统，在正常工作状态下，其灭火控制器有蓄电池20供电；当车辆发生碰撞导致蓄电池20失效后，灭火控制器由蓄电池20改为备用电池21供电，在备用电池内部设置有电压检测系统，当电压检测系统检测到电路电压低于某一值时备用电池开启工作。
本实施例具有防爆防火电池包装置的灭火控制系统，在进入灭火模式的同时开启警报装置22通过声音和警示灯光提示人员快速疏散撤离。
灭火控制器的控制逻辑如下：
灭火控制系统每隔一段时间进行系统自检，自检的顺序如下：
第一步，灭火控制系统检测压力传感器判断灭火器内部压力是否达标，如果低于设定值则系统进入报警提示，系统进入非正常模式；若灭火器内部压力正常则进入第二步；
第二步，灭火控制系统进行防爆膜的检测，如果防爆膜正常则返回到第一步；若检测到防爆膜断路则进入第三步；
第三步，灭火控制系统进行温度传感器和烟雾传感器的检测；若温度传感器或烟雾传感器正常，则系统进入报警提示，系统进入非正常模式；若温度传感器检测到电池温度过高或烟雾传感器检测到烟雾，则进入第四步；
第四步，灭火控制系统开启灭火模式，启动警报装置提醒人群快速疏散撤离，同时灭火控制器控制电磁阀开启实施灭火，当压力传感器检测到灭火剂用完时，电动阀关闭，且系统进入报警提示，系统进入非正常模式。
本实施例中灭火控制器的控制逻辑，只有当条件1：防爆膜破裂后线路断路，条件2：温度传感器检测到温度过高或烟雾传感器检测到烟雾，这两个条件都满足时才开启灭火模式，可避免误灭火问题。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种防爆防火电池包装置，包括电池包，所述电池包包括外壳和设置在外壳内的电池，其特征在于：所述外壳上设置有泄压窗口，所述泄压窗口上设置有防爆盖，所述防爆盖上设置有泄压孔，防爆盖上还设置有密封泄压孔的防爆膜，所述防爆膜包括膜体和密布在膜体上的丝状导线；当电池包外壳内的气压上升到防爆警戒气压范围内时，所述防爆膜被气压压破，在防爆膜破裂时，所述丝状导线断裂；
所述防爆防火电池包装置还包括灭火器和与灭火器连接的灭火剂喷管，所述灭火剂喷管位于外壳内，灭火剂喷管用于喷出灭火剂以阻隔空气与电池接触；
所述灭火器或连接灭火器与灭火剂喷管的管道上设置有电动阀或电磁阀。
2.根据权利要求1所述的防爆防火电池包装置，其特征在于：所述防爆膜的膜体由防水材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的防爆防火电池包装置，其特征在于：所述防爆膜还包括与丝状导线连接的连接器。
4.根据权利要求2所述的防爆防火电池包装置，其特征在于：所述防爆盖或外壳的内侧上设置有防止防爆膜在外界压力下向内凸起破裂的内挡板，所述内挡板上具有透气孔。
5.根据权利要求1所述的防爆防火电池包装置，其特征在于：所述防爆盖或外壳的外侧上设置有保护防爆膜的外挡板，外挡板和防爆膜之间具有让防爆膜向外凸起破裂的空间，且外挡板上也设置有透气孔。
6.根据权利要求1所述的防爆防火电池包装置，其特征在于：所述灭火器的出口上还设置有手动阀。
7.一种具有权利要求1-6中任一所述防爆防火电池包装置的灭火控制系统，其特征在于：还包括灭火控制器、BMS、检测灭火器气压的压力传感器、检测电池包内温度的温度传感器、检测电池包内烟雾的烟雾传感器、警报装置、组合仪表、以及对灭火控制器供电的蓄电池和备用电池，所述温度传感器与BMS连接，所述防爆膜、电磁阀、警报装置、组合仪表、压力传感器、烟雾传感器和BMS分别与灭火控制器连接，所述组合仪表用于显示故障提示和报警提示。
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