CN113113709A - 一种电池包及其灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池灭火技术领域，公开了一种电池包及其灭火方法。电池包包括箱体、排气管路、灭火管路、检测组件及控制模块；箱体内设置有多个电池模组，且每个电池模组的顶端上均设置有泄压孔，泄压孔与电池模组中的电芯正对设置；排气管路沿箱体的长度方向设置在电池模组的顶端，且排气管路上靠近电池模组的一端设置有多个进气孔，一个进气孔与一个泄压孔同轴，排气管路用于将泄压孔排出的气体排出箱体；灭火管路一端穿过排气管路的顶端，另一端穿出箱体并与存储有灭火剂的储液装置连通；检测组件设置在排气管路内，以用于检测排气管路内的温度；控制模块与检测组件信号连接并与储液装置控制连接。其有益效果：能够使整个电池包的安全性较高。

Description

一种电池包及其灭火方法

技术领域

本发明涉及电池灭火技术领域，尤其涉及一种电池包及其灭火方法。

背景技术

电池包内的电池模组在发生热失控时，电池模组中的电芯会产生大量的高温高压气体，为了避免电池包内的温度过高及压力，需要将电芯产生的气体及时排出。

目前的电池包内均是通过在电池包的箱体的一侧上设置防爆阀，以将位于箱体内部的电芯所产生的高温气体通过防爆阀直接排出箱体外。

虽然通过设置防爆阀能够将气体排出，但当所产生的气体的温度较高时，容易使气体在还未及时通过防爆阀排出之前便会导致整个电池包内的温度较高而超过温度安全值，从而导致电池包内出现明火而发生火灾等重大安全事故，以使整个电池包的安全性较低；同时，由于电芯所产生的气体均需要流至防爆阀处排出，很容易导致当其中一个电池模组中的电芯产生的高温气体流至防爆阀的过程中会流经其它电池模组，而高温气体会影响其它电池模组的正常使用，不能实现定向排气功能，导致电池包内的多个电池模组之间相互影响。

因此，亟需一种电池包及其灭火方法，能够解决以上问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种电池包，能够避免电池包内出现明火而发生火灾，以使整个电池包的安全性较高，且能够实现定向排气功能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池包，包括：

箱体，其内设置有多个电池模组，且每个所述电池模组的顶端上均设置有泄压孔，所述泄压孔与所述电池模组中的电芯正对设置，所述泄压孔用于排出所述电芯产生的气体；

排气管路，其沿所述箱体的长度方向设置在所述电池模组的顶端，且所述排气管路上靠近所述电池模组的一端设置有多个进气孔，一个所述进气孔与一个所述泄压孔同轴，所述排气管路用于将所述泄压孔排出的气体排出所述箱体；

灭火管路，其一端穿过所述排气管路的顶端，另一端穿出所述箱体并与存储有灭火剂的储液装置连通；

检测组件，其设置在所述排气管路内，所述检测组件用于检测所述排气管路内的温度；

控制模块，其与所述检测组件信号连接，所述控制模块与所述储液装置控制连接，所述控制模块用于接收所述检测组件的检测信号，并控制所述储液装置进行喷射，以使所述储液装置内的灭火剂通过所述灭火管路喷入所述排气管路内。

优选地，所述灭火管路的所述一端通过喷嘴连接至所述排气管路，且所述喷嘴的喷口位于所述排气管路内。

优选地，所述电池包还包括：

压紧件，其穿设在所述喷嘴上，所述压紧件与所述喷嘴过盈配合，所述压紧件的底端面抵接在所述排气管路的顶端面，以将所述喷嘴插入至所述排气管路内；

紧固件，其用于将所述压紧件固定至所述排气管路。

优选地，所述压紧件的底端面与所述排气管路的顶端面之间设置有密封圈。

优选地，所述检测组件包括：

第一传感器，其设置在所述排气管路内，以用于检测所述排气管路内的温度，所述第一传感器与所述控制模块信号连接。

优选地，所述检测组件还包括：

第二传感器，其设置在所述排气管路内，以用于检测所述排气管路内的压力，所述第二传感器与所述控制模块信号连接。

优选地，所述箱体的一侧上设置有防爆阀，所述防爆阀与所述排气管路连接，所述控制模块与所述防爆阀控制连接，所述控制模块还用于接收所述第二传感器检测到的压力值，并控制所述防爆阀打开。

优选地，所述防爆阀内设置有过滤网。

优选地，所述泄压孔与所述进气孔之间通过连接管路连接，且所述连接管路的一端密封接入所述泄压孔内，另一端密封接入所述进气孔内。

本发明的另一个目的在于提出一种电池包灭火方法，能够避免电池包内出现明火而发生火灾，以使整个电池包的安全性较高，且能够实现定向排气功能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池包灭火方法，基于如上所述的电池包，所述电池包灭火方法包括以下步骤：

S1：所述检测组件检测所述排气管路内的温度，并将检测到的温度值传至所述控制模块；

S2：所述控制模块接收到温度值，并根据温度值控制所述储液装置打开以进行喷射，以使喷射出的灭火剂经所述灭火管路喷入所述排气管路内，以降低所述排气管路内的温度。

本发明的有益效果为：

通过在箱体内的每个电池模组的顶端上均设置泄压孔，泄压孔与电池模组中的电芯正对设置，泄压孔用于排出电芯产生的气体，并将排气管路沿箱体的长度方向设置在电池模组的顶端，且在排气管路上靠近电池模组的一端设置多个进气孔，一个进气孔与一个泄压孔同轴，能够使一个电池模组中的电芯产生的气体通过泄压孔以及与之同轴的进气孔定向进入排气管路内，以使排气管路将泄压孔排出的气体及时排出箱体，从而使电池包内的温度及压力能够保持平衡，以保证电池包的安全性；使一个电芯产生的气体通过泄压孔排出电池模组，并通过与泄压孔同轴的进气孔定向进入排气管路内，以使每个电芯产生的气体都能够直接并定向进入排气管路内，能够实现定向排气功能，以避免高温气体流至其它电池模组处而影响其它电池模组的使用，从而保证其它电池模组的正常使用，以能够避免电池包内的多个电池模组之间相互影响；且使灭火管路的一端穿过排气管路的顶端，灭火管路的另一端穿出箱体并与存储有灭火剂的储液装置连通，当控制模块接收到检测组件检测到的温度信号时，控制模块能够根据温度信号进行判断排气管路内的温度状态，当判断出排气管路内的气体温度超过温度安全值时，控制模块控制储液装置自动进行喷射，以使储液装置内的灭火剂通过灭火管路喷入排气管路内，从而对排气管路内的高温气体降温，能够避免由于排气管路内的气体温度过高而出现明火，导致电池包发生火灾等重大安全事故的问题，以使整个电池包的安全性较高；且使经过降温后的气体再从排气管路排出箱体，能够保证箱体外侧人员的安全。

附图说明

图1是本发明提供的电池包的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大剖视图；

图3本发明提供的电池包灭火方法的工作过程的流程示意图。

图中：

1-箱体；2-电池模组；3-排气管路；4-喷嘴；5-防爆阀；6-灭火管路；7-分支管路；8-压紧件；9-密封圈；10-紧固件。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例中提出了一种电池包，能够实现定向排气功能，以避免电池包内的多个电池模组之间相互影响；且能够避免电池包内出现明火而发生火灾等重大事故，以使整个电池包的安全性较高。

具体地，如图1所示，电池包包括箱体1以及排气管路3。其中，在箱体1内设置有多个电池模组2，且在每个电池模组2的顶端上均设置有泄压孔，泄压孔与电池模组2中的电芯正对设置，泄压孔用于将电芯产生的气体排到电池模组2外侧；排气管路3沿箱体1的长度方向设置在位于同一列的多个电池模组2的顶端，且排气管路3上靠近电池模组2的一端设置有多个进气孔，一个进气孔与一个泄压孔同轴，排气管路3用于将泄压孔排出的气体汇集并排出箱体1。

通过在箱体1内的每个电池模组2的顶端上均设置泄压孔，泄压孔与电池模组2中的电芯正对设置，并将排气管路3沿箱体1的长度方向设置在电池模组2的顶端，且在排气管路3上靠近电池模组2的一端设置多个进气孔，一个进气孔与一个泄压孔同轴，能够使一个电池模组2中的电芯产生的气体仅只能通过泄压孔以及与之同轴的进气孔定向进入排气管路3内，以使排气管路3将各个泄压孔排出的气体汇集并及时排出箱体1，从而能够使电池包内的状态保持平衡，以保证电池包的使用安全性。

通过使一个电芯产生的气体仅仅只能通过泄压孔排出电池模组2，并通过与泄压孔同轴的进气孔定向进入排气管路3内，以使每个电芯产生的气体都能够直接并定向进入排气管路3内，能够实现定向排气功能，以避免高温气体流至其它电池模组2处而影响其它电池模组2的使用，从而保证其它电池模组2的正常使用，以能够避免电池包内的多个电池模组2之间相互影响。

其中，泄压孔与进气孔之间通过连接管路连接，且连接管路的一端密封接入泄压孔内，另一端密封接入进气孔内；其中，连接管路的一端与泄压孔之间以及连接管路与进气孔之间均设置有密封垫，以保证密封效果。

进一步地，如图1所示，电池包还包括灭火管路6、检测组件及控制模块。其中，灭火管路6的一端穿过排气管路3的顶端，另一端穿出箱体1并与存储有灭火剂的储液装置连通；检测组件设置在排气管路3内，检测组件用于检测排气管路3内的温度；控制模块与检测组件信号连接，控制模块与储液装置控制连接，控制模块用于接收检测组件的检测信号，并控制储液装置进行喷射，以使储液装置内的灭火剂通过灭火管路6喷入排气管路3内，以降低排气管路3内气体的温度。本实施例中，储液装置为储液罐。

通过使灭火管路6的一端穿过排气管路3的顶端，灭火管路6的另一端穿出箱体1并与存储有灭火剂的储液装置连通，当控制模块接收到检测组件检测到的温度信号时，控制模块能够根据温度信号进行判断排气管路3内的温度状态，当控制模块判断出排气管路3内的气体的温度超过温度安全值时，控制模块控制储液装置自动进行喷射，以使储液装置内的灭火剂通过灭火管路6喷入排气管路3内，从而对排气管路3内的高温气体降温，能够避免由于排气管路3内的气体温度过高而出现明火，导致电池包发生火灾等重大安全事故的问题，以使整个电池包的安全性较高；且使经过降温后的气体再从排气管路3排出箱体1，能够保证箱体1外侧人员的安全，以避免高温气体经排气管路3排出至箱体1外侧时发生误伤。其中，排气管路3内气体的温度安全值需要根据具体工况决定。

具体而言，如图1所示，灭火管路6上未与储液装置连接的一端连接有多个分支管路7，多个分支管路7并联设置并均穿入排气管路3，多个分支管路7均布在排气管路3的顶端，且一个分支管路7与一个进气孔及一个泄压孔对应设置，以使灭火剂能够通过各个分支管路7从排气管路3顶端的多个位置进入排气管路3内，能够使灭火剂较为均匀地喷入排气管路3内，从而能够对排气管路3内的气体的灭火效果较好，以达到快速且全面的灭火效果。其中，分支管路7的具体设置数量需要根据电池模组2的数量以及具体工况决定。

进一步地，如图1和图2所示，灭火管路6的一端通过喷嘴4连接至排气管路3，且喷嘴4的喷口位于排气管路3内，其中分支管路7一端与灭火管路6连接，分支管路7的另一端与喷嘴4连接。通过设置喷嘴4以将灭火剂喷入排气管路3内，能够使灭火剂的喷射范围较广以及喷射较为均匀，以能够达到较好的灭火效果。本实施例中，喷嘴4为螺旋喷嘴。螺旋喷嘴具有使用效率高、雾化效果好、防堵塞以及喷雾速度高的特点。其它实施例中，还可以使喷嘴4为其它类型的喷嘴结构。

具体地，如图2所示，电池包还包括压紧件8以及紧固件10。其中，压紧件8穿设在喷嘴4的外侧，且压紧件8与喷嘴4过盈配合，压紧件8的底端面抵接在排气管路3的顶端面，以将喷嘴4以适宜的距离插入至排气管路3内，以保证喷嘴4的喷射效果较好；紧固件10用于将压紧件8固定至排气管路3。本实施例中，紧固件10为螺栓以及与螺栓相匹配的螺母，螺栓穿过压紧件8并穿入排气管路3的顶端面进入排气管路3内，螺母螺纹固定在位于排气管路3内的螺栓的端部，从而能够将压紧件8及喷嘴4固定设置在排气管路3上。

其中，如图2所示，在压紧件8的底端面与排气管路3的顶端面之间设置有密封圈9，以保证压紧件8与排气管路3之间的密封性较好，从而避免分支管路7内的灭火剂以及排气管路3内的气体从压紧件8与排气管路3之间的连接处溢出。

具体地，检测组件包括第一传感器，第一传感器设置在排气管路3内，以用于检测排气管路3内的温度，第一传感器与控制模块信号连接。本实施例中，第一传感器为温度传感器。

进一步地，如图1所示，检测组件还包括第二传感器，第二传感器设置在排气管路3内，以用于检测排气管路3内气体的压力，第二传感器与控制模块信号连接；且在箱体1的一侧上设置有防爆阀5，防爆阀5与排气管路3连接，控制模块与防爆阀5控制连接，控制模块还用于接收第二传感器检测到的压力值，并判断出排气管路3内的气体的压力超过压力安全值时，控制模块控制防爆阀5打开，以及时将排气管路3内的气体通过防爆阀5排出至箱体1的外侧，从而能够使电池包内的状态保持平衡，以保证电池包的使用安全性。本实施例中，第二传感器为压力传感器。其中，排气管路3内的气体的压力安全值需要根据具体工况决定。

具体而言，在防爆阀5内侧且位于防爆阀5出口处设置有过滤网，以过滤由排气管路3内排出的气体中的颗粒物，从而能够更好地避免温度较高的气体中的颗粒物在大气中发生燃烧而产生喷火现象，进一步使电池包的安全性较高；同时能够避免直接将气体中的颗粒物排至大气而污染环境的问题，对环境友好。本实施例中，过滤网为金属过滤网。金属过滤网具有阻力低、可反复清洗、经济性极高、耐酸碱强度高、以及安全、坚固、使用寿命长的特点。

控制模块是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制储液装置以及防爆阀5的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。本实施例中的控制模块为现有技术中常见的控制模块，因此，此处对其控制原理及工作过程不再进行详细赘述。

实施例二

本实施例中提出了一种电池包灭火方法，基于实施例一中的电池包，电池包灭火方法包括以下步骤：

S1：检测组件检测排气管路3内的温度，并将检测到的温度值传至控制模块；

S2：控制模块接收到温度值，并根据温度值控制储液装置打开以进行喷射，以使喷射出的灭火剂经灭火管路6喷入排气管路3内，以降低排气管路3内的温度。

本实施例中的电池包灭火方法的具体工作过程如下：如图3所示，首先，第一传感器检测由泄压孔进入排气管路3内的气体的温度，并将检测到的温度值反馈至控制模块；然后，控制模块接收到第一传感器检测到的温度值，并与预先设置在控制模块内的温度安全值进行判断；当控制模块判断出接收到的温度值大于等于温度安全值时，控制模块控制储液装置开始运转，以使储液装置进行喷射，以使喷射出的灭火剂依次通过灭火管路6、分支管路7及喷嘴4喷射至排气管路3内，以降低排气管路3内的气体的温度，从而能够避免由于排气管路3内的气体的温度超过温度温度安全值而出现明火，导致电池包发生火灾等重大安全事故的问题，以使整个电池包的安全性较高。

同时，第二传感器检测由泄压孔进入排气管路3内的气体的压力，并将检测到的压力值反馈至控制模块；然后，控制模块接收到第二传感器检测到的压力值，并与预先设置在控制模块内的压力安全值进行判断；当控制模块判断出接收到的压力值大于等于压力安全值时，控制模块控制防爆阀5打开，以将排气管路3内的气体排出至箱体1外侧，从而能够使电池包内的状态保持平衡，以保证电池包的使用安全性。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体(1)，其内设置有多个电池模组(2)，且每个所述电池模组(2)的顶端上均设置有泄压孔，所述泄压孔与所述电池模组(2)中的电芯正对设置，所述泄压孔用于排出所述电芯产生的气体；

排气管路(3)，其沿所述箱体(1)的长度方向设置在所述电池模组(2)的顶端，且所述排气管路(3)上靠近所述电池模组(2)的一端设置有多个进气孔，一个所述进气孔与一个所述泄压孔同轴，所述排气管路(3)用于将所述泄压孔排出的气体排出所述箱体(1)；

灭火管路(6)，其一端穿过所述排气管路(3)的顶端，另一端穿出所述箱体(1)并与存储有灭火剂的储液装置连通；

检测组件，其设置在所述排气管路(3)内，所述检测组件用于检测所述排气管路(3)内的温度；

控制模块，其与所述检测组件信号连接，所述控制模块与所述储液装置控制连接，所述控制模块用于接收所述检测组件的检测信号，并控制所述储液装置进行喷射，以使所述储液装置内的灭火剂通过所述灭火管路(6)喷入所述排气管路(3)内。

2.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述灭火管路(6)的所述一端通过喷嘴(4)连接至所述排气管路(3)，且所述喷嘴(4)的喷口位于所述排气管路(3)内。

3.如权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括：

压紧件(8)，其穿设在所述喷嘴(4)上，所述压紧件(8)与所述喷嘴(4)过盈配合，所述压紧件(8)的底端面抵接在所述排气管路(3)的顶端面，以将所述喷嘴(4)插入至所述排气管路(3)内；

紧固件(10)，其用于将所述压紧件(8)固定至所述排气管路(3)。

4.如权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述压紧件(8)的底端面与所述排气管路(3)的顶端面之间设置有密封圈(9)。

5.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述检测组件包括：

第一传感器，其设置在所述排气管路(3)内，以用于检测所述排气管路(3)内的温度，所述第一传感器与所述控制模块信号连接。

6.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述检测组件还包括：

第二传感器，其设置在所述排气管路(3)内，以用于检测所述排气管路(3)内的压力，所述第二传感器与所述控制模块信号连接。

7.如权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述箱体(1)的一侧上设置有防爆阀(5)，所述防爆阀(5)与所述排气管路(3)连接，所述控制模块与所述防爆阀(5)控制连接，所述控制模块还用于接收所述第二传感器检测到的压力值，并控制所述防爆阀(5)打开。

8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述防爆阀(5)内设置有过滤网。

9.如权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述泄压孔与所述进气孔之间通过连接管路连接，且所述连接管路的一端密封接入所述泄压孔内，另一端密封接入所述进气孔内。

10.一种电池包灭火方法，其特征在于，基于如权利要求1-9中任一项所述的电池包，所述电池包灭火方法包括以下步骤：

S1：所述检测组件检测所述排气管路(3)内的温度，并将检测到的温度值传至所述控制模块；

S2：所述控制模块接收到温度值，并根据温度值控制所述储液装置打开以进行喷射，以使喷射出的灭火剂经所述灭火管路(6)喷入所述排气管路(3)内，以降低所述排气管路(3)内的温度。

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