CN113113720A - 电池灭火系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池灭火系统。公开了一种电池组。该电池组可以包括具有外表面的电池组外壳。该电池组可以包括定位在电池组外壳内的一个或多个电池单元。该电池组可以包括具有开口的一个或多个管，其中一个或多个管定位在电池组外壳内以通过开口将流体提供到一个或多个电池单元上。该电池组可以包括定位在电池组外壳的外表面中的端口，其中端口与一个或多个管流体连接。

Description

电池灭火系统

技术领域

本发明总体上涉及电池组，并且例如涉及一种具有电池灭火系统的电池组。

背景技术

机器可以包括一个或多个电池组以向机器的部件诸如灯、计算机系统、发动机等提供电力。例如，机器可以包括具有多个电池单元的电池组，并且电池单元可以包括易燃化学品。电池组可以包括金属屏蔽的外壳以保护电池单元。电池组可以包括冷却机构(例如，一个或多个通风管、一个或多个冷却剂管等)以防止电池单元过热。然而，冷却机构可能无法为电池单元之一提供足够的冷却，并且电池单元可能过热和点燃。当一个电池单元点燃并且开始燃烧时，来自燃烧的电池单元的热量可以点燃其他相邻的电池单元，使得火级联穿过电池组。

图1是没有电池灭火系统的示例电池组100的图。如图1所示，电池组100可以包括电池组外壳101、串102、电池模块103和电池单元104。如图所示，串102可以包括多个电池模块103，并且电池模块103均可以包括多个电池单元104。具有电池单元104的电池模块103的串102可以经定位在电池组外壳101内。

如图1所示，电池组100内的一个或多个电池单元104可以在电池组外壳101内点燃并引起火。来自火的热量可以点燃同一串102和/或其他串102中的其他电池单元104和/或其他电池模块103。以这种方式，火可能在电池组外壳101内蔓延，并且可能损坏和/或蔓延至电池组100位于其中的机器的其他零件。

同样如图1所示，在检测到电池组100内的火时，可以将流体喷射或泵送到电池组100上(例如，由消防员、由机器的操作者等)。然而，电池组外壳101可以防止流体渗入电池组外壳101内。流体可以不熄灭电池组外壳101内的火，并且火可以继续在电池组外壳101内蔓延并且点燃其他电池单元104。因此，电池组100内的火可能损坏所有的电池单元104并且可能损坏电池组100位于其中的机器。

韩国汽车技术研究院的国际公开第WO 2014/077536号(’536公开)公开了一种抑制电池组内的火的尝试。具体地，’536公开公开了一种系统，该系统包括温度传感单元、控制部分、泵、阀和具有喷嘴的供应管，用于将中和剂从中和剂罐注入到电池单元中。控制部分可以使阀打开并且使泵将中和剂驱动到供应管中，从而将中和剂注入电池单元中。

虽然’536公开的系统能够抑制电池组内的火，但是该系统需要许多元件，诸如温度传感单元、控制部分、泵、阀、供应管和中和剂罐，这可能增加电池组和/或安装电池组的机器的成本。附加地，由于在机器上识别出中和剂罐的位置，向控制部分供应电力，将供应管从中和剂罐路由至电池组和电池单元等，将系统安装在机器上可能是困难的。此外，根据机器的工作环境，这些元件可能需要附加的保护，诸如钢镀层等，以防止它们受到损坏。’536公开的系统还可能需要附加的维护、测试等以确认中和剂尚未期满或以其他方式变得无效，供应管仍适当地连接，温度传感单元、控制部分、泵、阀适当地起作用。此外，中和剂罐可以仅包含固定量的中和剂，并且在一些情况下，该固定量的中和剂可能不足以熄灭电池组内的火。

本发明的电池组解决了上述问题中的一个或多个和/或本领域中的其他问题。

发明内容

根据一些实现方式，一种电池组可以包括具有外表面的电池组外壳；定位在电池组外壳内的一个或多个电池单元；具有开口的一个或多个管，其中一个或多个管定位在电池组外壳内，以通过开口将流体提供到一个或多个电池单元上；以及定位在电池组外壳的外表面中的端口，其中端口与一个或多个管流体连接。

根据一些实现方式，一种方法可以包括通过电池组经由定位在电池组外壳的外表面中的端口接收流体；通过电池组经由端口将流体提供给定位在电池组外壳内的一个或多个管；以及通过电池组经由一个或多个管中的开口将流体提供到定位在电池组外壳内的一个或多个电池单元上。

根据一些实现方式，一种机器可以包括一个或多个部件，以及向一个或多个部件提供电力的电池组，其中电池组包括：具有外表面的电池组外壳；定位在电池组外壳内的一个或多个电池模块，其中一个或多个电池模块中的每一个包括模块外壳和一个或多个定位在模块外壳内的多个电池单元；具有开口的一个或多个管，其中一个或多个管定位在电池组外壳内以通过开口将流体提供到一个或多个电池模块上；以及定位在电池组外壳的外表面中的端口，其中端口与一个或多个管流体连接。

附图说明

图1是没有电池灭火系统的示例电池组的图。

图2是具有电池灭火系统的示例电池组的图。

图3是可以包括具有电池灭火系统的电池组的示例机器的图。

图4是具有电池灭火系统的多个电池组的示例系统的图。

图5是用于抑制电池组中的火的示例过程的流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种电池组。该电池组对于使用这种电池组的任何机器都具有普遍适用性。术语“机器”可以指执行与诸如采矿、建筑、农业、运输或任何其他行业等行业相关联的操作的任何机器。作为一些示例，机器可以是地下机器、地面机器、越野机器、公路机器、车辆、反铲装载机、冷刨机、轮式装载机、压实机、伐木集束机、林业机器、运输机、收割机、挖掘机、工业装载机、钳式装载机、材料处置器、自动平地机、铺管机、道路取料机、滑移转向装载机、集材机、伸缩臂叉装机、拖拉机、推土机、拖拉机式铲土机或其他地上设备，地下设备或船舶设备。此外，一个或多个工具可以连接到机器并由电池组驱动。

图2是具有电池灭火系统的示例电池组200的图。示例电池组200可以包括电池组外壳201；串202；电池模块203；电池单元204；管205a、205b、205c、205d和205e(在本文中统称为管205)；端口206和通风口207。电池组外壳201可以包括金属屏蔽(例如，钢、铝等)以保护定位在电池组外壳201内的元件(例如，串202、电池模块203、电池单元204、管205、电线、电路板、冷却系统等)。每个电池模块203可以包括一个或多个电池单元204(例如，定位在模块外壳等内)。每个串202可以包括一个或多个电池模块203(例如，彼此相邻地定位在托架等上)。

示例电池组200的电池灭火系统可以包括管205、端口206和通风口207。如图2所示，管205可以具有开口，并且管205和/或开口可以定位在电池组外壳201内以通过开口将流体提供到串202、电池模块203和/或电池单元204上。通过将流体提供到串202、电池模块203和/或电池单元204上，管205可以冷却未着火的串202、电池模块203和/或电池单元204，防止未着火的串202、电池模块203和/或电池单元204点燃，熄灭火等。管205可以定位在电池组外壳201的内表面与至少一个串202之间(例如，如图2中通过电池组外壳201中的管205b和管205e示出的)；定位在相邻串202之间(例如，如图2中通过电池组外壳201中的管205c和管205d示出的)等。

管205可以定位在电池组外壳201内，以通过开口向电池组外壳201内的空隙(例如，串202、电池模块203、电池单元204等之间的空间)提供流体。通过向电池组外壳201内的空隙提供流体，管205可以从电池组外壳201内去除火可能需要燃烧的氧气，从而熄灭火，防止未着火的串202、电池模块203和/或电池单元204点燃等。

如图2中通过管205c和管205d所示，管205可以具有经定位沿多个方向引导流体的开口。管205可以包括与开口一起定位的喷嘴。管205可以由金属(例如钢、铝等)、阻燃材料等制成，并且可以具有任何合适的横截面形状(例如圆形横截面、卵形横截面、矩形横截面、三角形横截面等)。管205可以是构造在电池组外壳201的内部内的通道。虽然在图2的示例电池组200中示出了一个竖直管205a和四个水平管205b、205c、205d和205e，但是其他示例电池组可以包括一个管205或任意数量的管205。示例电池组可以包括在电池组外壳201内水平地、竖直地、对角地等延伸的管205；弯曲的管205；包括一个或多个弯头的管205等。

端口206可以定位在电池组外壳201的外表面中。如图2所示，端口206可以与管205流体连接，使得当将流体供应到端口206的外部(例如，电池组外壳201等的外表面上的端口206的一部分)时，端口206(经由竖直管205a)向管205提供流体。端口206可以包括水泵接合器(FDC)、国际管螺纹(NPT)端口等。端口206可以在电池组外壳201的外表面上提供到管205的连接。端口206可以定位在电池组外壳201的任何外表面中，诸如侧壁(如图2中所示)、顶壁、底壁等。虽然在图2的示例电池组200中示出了一个端口206，但是其他示例电池组可以包括任何数量的端口。

通风口207可以是开口、具有摩擦配合帽的开口、基于压力的通风口等。例如，通风口207可以基于电池组外壳201内的压力满足阈值而打开，以降低电池组外壳201内的压力(例如，通过允许气体和/或流体离开电池组外壳201等)。例如，当将流体供应到电池组外壳201的内部(例如，通过端口206和管205)时，电池组外壳201内的压力可能增加(例如，由于流体加热并变成蒸汽、由于电池组外壳201的内容物的增加等)。如果电池组外壳201内的压力超过阈值，则电池组外壳201可能失效导致爆炸，从而可能损坏电池组200；损坏安装电池组200的机器；损坏电池组200附近的结构、机器、设备等；伤害电池组200附近的操作者、消防员等。

通风口207可以基于电池组外壳201内的压力不满足阈值而关闭，以密封电池组外壳201(例如，以防止电池组外壳201内的化学品、气体等泄漏)。通风口207可以手动打开和/或手动关闭(例如，在发生故障时)。通风口207可以定位在电池组外壳201的任何外表面中，诸如侧壁(如图2中所示)、顶壁、底壁等。虽然在图2的示例电池组200中示出了一个通风口207，但是其他示例电池组可以包括任何数量的通风口。

如上所述，图2是作为示例提供的。其他示例可以不同于结合图2所描述的。

图3是可以包括具有电池灭火系统的电池组的示例机器300的图。机器300可以包括一个或多个部件，诸如灯301，以及用于向一个或多个部件提供电力的一个或多个电池组。例如，一个或多个电池组可以类似于关于图2描述的示例电池组200。

如图3所示，机器300可以包括定位在机器300的外表面上的外部端口302。外部端口302可以用于向一个或多个电池组提供流体以熄灭火，防止一个或多个电池组中的一个电池组内的火蔓延至另一个电池组，防止一个或多个电池组内的一个或多个电池单元过热等。外部端口302可以包括FDC、NPT端口等。每个外部端口302可以对应于一个或多个电池组的端口。例如，机器300可以包括类似于图2所示的示例电池组200的两个电池组，并且端口206定位在其中的电池组外壳201的外表面可以形成机器300的外表面的一部分，使得电池组的每个端口206形成机器300的外部端口302。

附加地或替代地，外部端口302可以与一个或多个电池组的一个或多个端口流体连接(例如，经由内部管、经由软管等)。例如，机器300可以包括具有第一端口的第一电池组、具有第二端口的第二电池组、第一外部端口(例如，外部端口302的)、第二外部端口(例如，外部端口302的)。第一外部端口可以与第一端口流体连接，使得将供应到第一外部端口的流体提供到第一端口，该第一端口将流体提供到第一电池组的内部。类似地，第二外部端口可以与第二端口流体连接，使得将供应到第二外部端口的流体提供到第二端口，该第二端口将流体提供到第二电池组的内部。因此，通过分别向第一外部端口、第二外部端口或第一外部端口和第二外部端口两者供应流体，可以向第一电池组、第二电池组或第一电池组和第二电池组两者供应流体。以这种方式，操作者、消防员等可以选择向哪个电池组提供流体(例如，基于对火位置(例如，在第一电池组内，在第二电池组内等)等的了解)，并且不向其中没有火的电池组提供流体，由此节省了否则将由其中没有火的电池组中的流体引起的修复、翻新等损坏而消耗的资源。

在另一示例中，机器300可以包括具有第一端口的第一电池组、具有第二端口的第二电池组、第一外部端口(例如，外部端口302的)、第二外部端口(例如，外部端口302的)。第一外部端口和第二外部端口可以位于机器300的相反侧上，使得如果机器300的一侧受阻(例如，由于机器300经定位邻近墙壁、另一机器、结构等；由于机器300已经翻转等)，则操作者、消防员等可以接近第一外部端口或第二外部端口中的至少一个。第一外部端口可以与第一端口和第二端口流体连接，使得将供应到第一外部端口的流体提供到第一端口和第二端口，第一端口和第二端口将流体提供到第一电池组和第二电池组的内部。类似地，第二外部端口可以与第一端口和第二端口流体连接，使得将供应到第二外部端口的流体提供到第一端口和第二端口，第一端口和第二端口将流体提供到第一电池组和第二电池组的内部。以这种方式，操作者、消防员等可以向第一电池组和第二电池组供应流体，即使通向机器300的一侧的通道受阻。

如上所述，图3是作为示例提供的。其他示例可以不同于结合图3所描述的。

图4是具有电池灭火系统的多个电池组的示例系统400的图。如图4所示，示例系统400可以包括电池组401、电池组402、电池组403、电池组404和电池组405。虽然示例系统400包括五个电池组，但是其他系统可以包括任何数量的电池组。电池组401、电池组402、电池组403、电池组404和电池组405可以类似于关于图2描述的示例电池组200。示例系统400可以定位在机器(诸如图3所示的示例机器300)内，并且可以向机器的一个或多个部件提供电力。

如图4所示，电池组401、402、403、404和405中的每一个可以分别包括端口410、420、430、440和450。例如，端口410、420、430、440和450可以类似于关于图2描述的示例电池组200的端口206。

如图4所示，电池组401、402、403和404中的每一个可以分别包括出口端口411、421、431和441。出口端口411、421、431和441中的每一个可以与另一个电池组的端口流体连通。当将流体供应到端口410时，电池组401、402、403和404可以分别经由端口410、420、430、440和450接收流体，并且可以分别经由出口端口411、421、431和441向电池组402、403、404和405提供流体。

例如，如图4所示，电池组401的出口端口411可以与电池组402的端口420流体连通，并且电池组402的出口端口421可以与电池组403的端口430流体连通。当将流体供应到端口410时，电池组401可以经由出口端口411向电池组402的端口420提供流体，并且电池组402可以经由出口端口421向电池组403的端口430提供流体。

出口端口411、421、431和441中的每一个可以经由管、软管、机械连接等与另一个电池组的端口流体连通。例如，电池组401和电池组402可以具有这样配置的外表面，使得当电池组401和电池组402彼此相邻定位时，出口端口411机械地连接到端口420(例如，出口端口411包括端口420插入其中的开口，出口端口411包括凸机械连接器，端口420包括对应的凹机械连接器等)。

如图4所示，电池组403可以包含火。系统400可以定位在机器内，使得访问电池组403需要移除一个或多个其他电池组；需要移除机器的一个或多个其他系统；需要专用设备等。系统400还可以定位在机器内，使得电池组401的端口410可以从机器外部供应流体(例如，经由供应管、经由软管、经由外部端口等)。因为出口端口411、421、431和441中的每一个分别与端口410、420、430、440和450流体连通，所以操作者、消防员等可以将流体供应到电池组401的端口410以熄灭电池组403中的火；冷却电池组401、402、403、404和405的内部；防止未着火的电池组401、402、403、404和405内的串、电池模块和/或电池单元点燃等。

如上所述，图4是作为示例提供的。其他示例可以不同于结合图4所描述的。

图5是用于抑制电池组中的火的示例过程500的流程图。在一些实现方式中，图5的一个或多个过程框可以由电池组(例如，电池组200)、电池组外壳(例如，电池组外壳201)等执行。在一些实现方式中，图5的一个或多个过程框可以由与电池组分离或包括电池组的另一设备或一组设备来执行，诸如机器(例如，机器300)、系统(例如，系统400)等。

如图5所示，过程500可以包括接收流体(框510)。例如，如上所述，电池组(例如，使用定位在电池组外壳的外表面中的端口，诸如端口206等)可以接收流体。过程500可以包括从连接到端口的软管、连接到端口的供应管、泵、重力馈送等接收流体。流体可以包括水、氮气、灭火剂、泡沫、水和土壤的混合物等。过程500可以包括接收流体直到流体填充电池组外壳内的空隙。

如在图5中进一步示出的，过程500可以包括将流体提供给定位在电池组外壳内的一个或多个管(框520)。例如，如上所述，电池组(例如，使用定位在电池组外壳的外表面中的端口，诸如端口206等)可以将流体提供给定位在电池组外壳内的一个或多个管。

如在图5中进一步示出的，过程500可以包括将流体提供到定位在电池组外壳内的一个或多个电池单元上(框530)。例如，如上所述，电池组(例如，使用定位在电池组外壳等内的一个或多个管，诸如管205，中的开口)可以将流体提供到定位在电池组外壳内的一个或多个电池单元上。

虽然图5示出了过程500的示例框，但是在一些实现方式中，过程500可以包括比图5中描述的那些框更多的框、更少的框、不同的框或不同布置的框。附加地或替代地，可以并行执行过程500的两个或更多的框。

工业实用性

机器可以包括一个或多个火在其中燃烧的一个或多个电池组(例如，与电池组200类似的一个或多个电池组)。例如，如图2所示，电池组200的串202的中间串中的一个或多个电池单元204可以开始燃烧(例如，由于过热、化学泄漏等)并在电池组外壳201内产生火。一个或多个电池组可以包括与定位在电池组外壳内的管流体连接的端口，其中管具有开口以将流体提供到电池组外壳内的串、电池模块，和/或电池单元上。端口可以定位在机器的外表面上，使得流体可以从机器的外部提供到端口。附加地或替代地，外部端口可以定位在机器的外表面上并且可以与端口流体连通(例如，经由管、软管等)，使得可以将流体提供到外部端口，然后提供到电池组的端口。

在检测到火(例如，通过传感器、通过观察烟雾等)时，流体可以供应到端口。例如，消防员和/或应急响应员可以将软管连接到端口并供应作为流体的水(例如，使用泵等)。附加地或替代地，流体可以经由重力馈送供应到端口(例如，端口可以定位在电池组外壳的顶壁中，并且流体可以通过桶供应到端口，软管可以连接到端口，并且流体可以经由软管重力馈送到端口等)。以这种方式，操作者、消防员等可以将流体供应到一个或多个电池组的内部(例如，无需打开电池组外壳、无需移除机器的零件等)。这允许流体熄灭火，防止一个或多个电池组中的一个电池组内的火蔓延至另一个电池组，防止一个或多个电池组内的一个或多个电池单元过热等。

如本文所用，冠词“一(a)”和“一个(an)”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文所用，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等旨在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”。

前述公开内容提供了说明和描述，但并非旨在穷举或将实现方式限于所公开的精确形式。可以根据上述公开做出修改和变化，或者可以从实现方式的实践中获得修改和变化。本说明书旨在仅被认为是示例，本发明的真实范围由所附权利要求及其等同物指示。即使特征的特定组合在权利要求书中陈述和/或在说明书中公开，但这些组合并非旨在限制各种实现方式的公开。虽然下面列出的每个从属权利要求可以直接依赖于仅一个权利要求，但是各种实现方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求组中的每个其他权利要求的组合。

Claims (10)

1.一种电池组，包括：

具有外表面的电池组外壳；

定位在所述电池组外壳内的一个或多个电池单元，

具有开口的一个或多个管，

其中，所述一个或多个管定位在所述电池组外壳内以通过所述开口将流体提供到所述一个或多个电池单元上；以及

定位在所述电池组外壳的所述外表面中的端口，

其中，所述端口与所述一个或多个管流体连接。

2.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括：

定位在所述电池组外壳内的一个或多个电池模块，

其中，所述一个或多个电池模块中的每一个包括模块外壳和定位在所述模块外壳内的所述一个或多个电池单元中的至少一个电池单元；以及

其中，所述一个或多个管定位在所述电池组外壳内以通过所述开口将所述流体提供到所述一个或多个电池模块上。

3.根据权利要求2所述的电池组，进一步包括：

定位在所述电池组外壳内的一个或多个串，

其中，所述一个或多个串的每一个包括托盘以保持所述一个或多个电池模块中的至少两个彼此相邻。

4.根据权利要求3所述的电池组，其中，所述一个或多个管中的至少一个是以下中的至少一个：

定位在所述电池组外壳的内表面与所述一个或多个串中的至少一个之间；或

定位在所述一个或多个串的相邻串之间。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池组，进一步包括：

所述一个或多个管中的管，具有经定位用于将所述流体在多个方向上引导出所述管的开口。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池组，进一步包括：

定位在所述开口内的喷嘴。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电池组，其中，所述一个或多个管定位在所述电池组外壳内以通过所述开口将所述流体提供到所述电池组外壳内的空隙中。

8.一种方法，包括：

通过定位在电池组外壳的外表面中的端口接收流体；

通过所述端口将所述流体提供给定位在所述电池组外壳内的一个或多个管；以及

通过所述一个或多个管中的开口将所述流体提供到定位在所述电池组外壳内的一个或多个电池单元上。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，接收所述流体包括从连接到所述端口的软管或连接到所述端口的供应管中的至少一个接收所述流体。

10.根据权利要求8-9中任一项所述的方法，进一步包括：

接收所述流体直到所述流体填充所述电池组外壳内的空隙。

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