CN109985335A - 一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统 - Google Patents

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Abstract

本发明设计了一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统包括装有隔板的电池箱，每个隔间内有一个电池包，同时隔间内还包括由多个传感器组合而成的传感器组，传感器通过线路把感知到的信号传递给BMS，BMS通过分析信号，控制报警器报警，并使具体的单个对应电池模组的报警灯报警，BMS通过分析信号，同时也会向灭火装置传递控制信号，使其打开阀门，输送灭火剂，灭火剂经过管路会到达具体失控电池模组所在隔间，通过喷嘴喷洒灭火剂至失控模组上，实现精准灭火，直至电池火被扑灭，而不至于使火情蔓延到其它电池模组，更不至于蔓延到到车厢内。

Description

一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统
技术领域
本发明旨在提高新能源汽车安全性，针对车用锂离子电池包起火提供一套完整的灭火系统。本技术主要在于构建对车用锂离子电池的分离式灭火系统。
背景技术
锂离子电池由于具有能量密度大、输出电压高、循环寿命长、环境污染小、无记忆性等优点已经在新能源汽车上广泛应用，随着锂离子电池在生活中的广泛应用，它的安全性问题也逐渐地受到重视。
锂离子电池内部的产热因素很多，如果锂离子电池内部的热生成速率大于热散失速率，则体系内的反应温度就会不断上升。其结果可能造成两种极端情况：一种情况是反应物质的温度达到其着火温度而发生火灾；另一种情况是随体系内部温度升高，反应速度加快，反应物蒸气压急剧上升。同时活性物质的分解、活性物质与电解液的反应都会产生一定量的气体，其结果在缺少安全阀保护或安全阀失效的情况下，电池内压便会急剧上升而引起电池燃烧、爆炸。
目前，虽有大量改良电池安全性的研究，但目前电池安全事故仍频繁发生，仅在2018年上半年，国内外报道的锂离子电池引发的电动汽车安全事故就达到10多起，因此，迫切需要解决锂离子电池的安全性问题。为了减少锂离子电池发生热失控后的火灾危险性，并在电池发生热失控后及时控制火情，对于锂离子电池储能系统，需要装备适用于车用锂离子电池的自动灭火系统，进而，在单体电池或者电池模组发生热失控时，能够及时做出响应熄灭明火并降低失控电池温度的操作以及防止火灾蔓延。
发明内容
针对背景中提到的目前新能源汽车所面临的问题，本发明就设计出了一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，该系统用于对车用动力电池失控时及时地做出响应，并且实现自动精准的灭火，有效防止火灾蔓延，并且可减少每次灭火剂的用量，同时减少车辆携带灭火剂的质量，使灭火剂占用更少的空间。。并且可以减少经济损失，也可在一定程度上减少对空气的污染。
同时本发明可以及时处理危险，并自动报警，给乘车人一个安全的乘车环境，同时还能提高新能源汽车在安全方面的公信力，利于国家的大力推广，大众的放心使用。
一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统包括装有隔板的电池箱④，每个隔间内有一个电池模组②，同时隔间内还包括由多个传感器组合而成的传感器组①，传感器通过线路把感知到的信号传递给BMS⑨，BMS⑨通过分析信号，经线路⑥控制报警器⑤报警，并使具体的单个报警灯报警，BMS⑨通过分析信号，同时会经线路⑧控制灭火装置⑦，使其经过管路⑩中安装的线路打开失控电池模组②所在隔间的电磁阀，同时输送灭火剂，灭火剂经过管路⑩中安装的圆管到达相应模组②所在隔间，通过电池箱盖中预留孔嵌入的喷嘴③喷洒灭火剂。
所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：电池箱④由多个隔间组成，进而将各个电池模组分开放置，对于分离开来的各个电池模组，即使一个电池模组失控着火也不会迅速蔓延到其它电池模组，以来降低火情的危险程度。
所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：各个电池模组②分别在不同的隔间内放置，使得一个电池模组②着火，并且被灭掉后，其它电池模组仍可后续使用。
所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：传感器组①由温度传感器，烟雾传感器和光学传感器组合而成，可以将各个隔间内电池模组更加全面的参数实时提供给BMS⑨，供其实时分析、判断。
所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：BMS⑨分析传感器组提供的实时数据，只要有一项(温度，烟雾或者光)超过BMS⑨预先设定的阀值，则立刻做出响应，控制报警器⑤报警，与此同时控制灭火装置⑦开始灭火。
所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：在管路⑩与喷嘴③之间设置有电磁阀BMS⑨通过控制灭火装置⑦来控制电磁阀的开闭。控制电磁阀的线路安装在管路⑩内。
所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：在BMS⑨的信号控制下，灭火装置⑦通过管路⑩中安装的圆管输送灭火剂，灭火剂只能到达电磁阀打开失控单体或模组所在的隔间内，实现精准灭火，可迅速管控着火电池，使其不能蔓延到其它电池模组，更不至于使整个车厢着火。
所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：该系统装有报警器⑤，可及时通知乘车人离开车辆，躲避危险。
所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：
报警器⑤可对应隔间数量、位置进行精准报警，在车辆由于发生碰撞或者其他因素导致某个电池模组着火后，且自动灭火失败时，可在有条件的情况下对具体电池模组进行人工灭火，做到及时，精准的灭火处理。
附图说明
图1为本发明一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统的俯视结构示意图；
图2为本发明一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统的斜视图；
图3为本发明一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统的电池箱盖的内外视图；
图4为本发明一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统的单个隔间的剖视图；
图5为本发明一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统的电磁阀的位置图。
图中：①-传感器组、②-电池模组、③-灭火剂喷嘴、④-电池箱、⑤-报警器、⑥⑧线路、⑦-灭火装置、⑨-BMS、⑩-管路、-电池箱盖、-箱盖预留嵌喷嘴口、电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述：
如图1所示，本发明的灭火系统包括装有隔板的电池箱④，每个隔间内有一个电池模组②，同时隔间内还包括由多个传感器组合而成的传感器组①，传感器通过线路把感知到的信号传递给BMS⑨，BMS⑨通过分析信号，经线路⑥控制报警器⑤报警，BMS⑨通过分析信号，同时会经线路⑧控制灭火装置⑦，灭火装置⑦通过连接管路⑩，与串联起来的电磁阀和置于每个隔间上方的喷嘴连通，喷嘴嵌入在电池箱盖的预留孔上。
本发明一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统的工作原理是：BMS⑨实时对电池箱④内每个分离开来的电池模组实行监控。当电池箱内单个或者多个模组②由于热冲击、外部短路、过充电、挤压、穿刺和撞击等因素发生火灾行为时(不论是首先发生高温，冒烟或者直接出现明火)均可由①传感器组及时的感知，再通过线路传送感知信号至BMS⑨，BMS⑨则立刻分析并发出指令，通过线路⑧，传递控制信号至灭火装置⑦，使其打开相应隔间的电磁阀，并通过管路⑩中安装的圆管给指定的隔间输送灭火剂，然后通过相应的灭火剂喷嘴喷洒灭火剂至着火的电池模组②上，直至火情得以控制。同时，通过线路⑥使具体的报警器⑤上对应着火电池模组得报警灯报警，及时的通知乘车人离开车辆，躲避危险。

Claims (9)

1.一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：包括装有隔板的电池箱④，每个隔间内有一个电池模组②，同时隔间内还包括由多个传感器组合而成的传感器组①，传感器通过线路把感知到的信号传递给BMS⑨，BMS⑨通过分析信号，经线路⑥控制报警器⑤报警，并使具体的单个报警灯报警，BMS⑨通过分析信号，同时会经线路⑧控制灭火装置⑦，使其经过管路⑩中安装的线路打开失控电池模组②所在隔间的电磁阀，同时输送灭火剂，灭火剂经过管路⑩中安装的圆管到达相应模组②所在隔间，通过电池箱盖中预留孔嵌入的喷嘴③喷洒灭火剂。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：电池箱④由多个隔间组成，进而将各个电池模组分开放置，对于分离开来的各个电池模组，即使一个电池模组失控着火也不会迅速蔓延到其它电池模组，以来降低火情的危险程度。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：各个电池模组②分别在不同的隔间内放置，使得一个电池模组②着火，并且被灭掉后，其它电池模组仍能后续使用。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：传感器组①由温度传感器，烟雾传感器和光学传感器组合而成，将各个隔间内电池模组更加全面的参数实时提供给BMS⑨，供其实时分析、判断。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，BMS⑨分析传感器组提供的实时数据，只要有温度，烟雾或者光任意一项超过BMS⑨预先设定的阀值，则立刻做出响应，控制报警器⑤报警，与此同时控制灭火装置⑦开始灭火。
6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：在管路⑩与喷嘴③之间设置有电磁阀BMS⑨通过控制灭火装置⑦来控制电磁阀的开闭。控制电磁阀的线路安装在管路⑩内。
7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，在BMS⑨的信号控制下，灭火装置⑦通过管路⑩中安装的圆管输送灭火剂，灭火剂只能到达电磁阀打开失控单体或模组所在的隔间内，实现精准灭火，迅速管控着火电池，使其不能蔓延到其它电池模组，更不至于使整个车厢着火。
8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：该系统装有的报警器⑤及时通知乘车人离开车辆，躲避危险。
9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用锂离子电池的分离式自动灭火系统，其特征在于：报警器⑤对应隔间数量、位置进行精准报警，在车辆由于发生碰撞或者其他因素导致某个电池模组着火后，且自动灭火失败时，在有条件的情况下对具体电池模组进行人工灭火，做到及时，精准的灭火处理。
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