CN113694431A - 一种电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，包括设置在电池包外周的温度信号采集模块和灭火装置，所述灭火装置包括与外接高压水管可拆卸连通的外接高压水管与灭火装置管路接口；所述外接高压水管与灭火装置管路接口通过电磁阀连通有若干处于电池包外周的灭火水管出水口；温度信号采集模块通讯连接控制器模块，控制器模块通讯连接电磁阀和报警装置。本发明创新性的提出并设计了非车载式的高压灭火装置，灭火装置设计安装在地面上，可以持续提供高压水，满足电动汽车动力电池包自燃后的灭火需求。

Description

一种电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统
技术领域
本发明属于机械领域，尤其涉及一种电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统。
背景技术
随着电动汽车的不断普及，电动汽车动力电池在充电过程易出现动力电池热失控导致动力电池自燃，电动汽车动力电池由锂离子电池组成，锂离子电池一旦发生热失控自燃后具有扑救难度大，复燃特点，电动汽车充电过程中经常是无人看管，如果动力电池出现自燃可能会烧毁事故车辆周围停放的汽车和物品，产生严重的后果。
当前国内外对电动汽车充电过程中的安全问题十分重视，并有相应的研究，但其研究重心主要集中在车载动力电池上，在车载动力电池上增加相应的灭火装置，很少有在电动汽车充电场地上增加自动灭火与报警装置。
中国专利“一种用于充电桩监测充电中的电动汽车的自燃预警系统”通过充电桩与电动汽车的BMS系统通讯，对电池包的温度和内阻状态进行综合判断，其自燃状态进行分阶段预警，根据自燃分析模块的判断结果，中断充电作业。其存在不足之处未充分考虑电动汽车动力电池管理系统出现故障或充电桩监测系统故障导致无法判断动力电池包工作情况，如果出现动力电池热失控导致自燃无法及时中断充电。
中国专利：“一种纯电动乘用车自动灭火系统”通过控制器检测电池包内部温度值和烟雾浓度值是否超出安全阈值，从而发送相应的消防指令给消防控制器实施灭火。其存在不足之处是此类车载灭火系统虽然可以及时发现火源并实施灭火，但电动汽车动力电池包为锂电池，具有能量密度大，起火后火势蔓延极快，燃烧温度可达到600℃～1000℃，同时释放大量有毒气体，车载小容量灭火装置难以有效的扑灭火源。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统。本发明创新性的提出并设计了非车载式的高压灭火装置，灭火装置设计安装在地面上，可以持续提供高压水，满足电动汽车动力电池包自燃后的灭火需求。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，包括设置在电池包外周的温度信号采集模块和灭火装置，所述灭火装置包括与外接高压水管可拆卸连通的外接高压水管与灭火装置管路接口；所述外接高压水管与灭火装置管路接口通过电磁阀连通有若干处于电池包外周的灭火水管出水口；温度信号采集模块通讯连接控制器模块，控制器模块通讯连接电磁阀和报警装置；
温度信号采集模块，用于实时采集电动汽车充电过程中动力电池包周围的温度并将温度信号值传输给控制器模块；
控制器模块用于将接收到的动力电池包周围的温度值与设定的安全温度值进行对比，当温度值超过安全温度值时发出相应的控制指令给报警装置和灭火装置；
报警装置用于将动力电池包充电过程中过温失控起火情况告知充电桩周围的人；
灭火装置，用于执行控制器发灭火指令，连通外界高压水实施对动力电池的灭火。
进一步的改进，所述控制器模块通过电磁阀开关控制线束与电磁阀通讯连接。如权利要求所述的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，所述温度信号采集模块包括温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三和温度传感器四；温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三和温度传感器四分别处于电池包的前后左右四个位置分别检测其充电过程中的温度。
进一步的改进，所述控制器模块分别通过温度传感器一信号传输线束、温度传感器二信号传输线束、温度传感器三信号线束、温度传感器四信号传输线束分别电连接温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三和温度传感器四。
进一步的改进，所述电磁阀通过灭火分配水管连通灭火水管出水口，灭火水管出水口包括灭火水管出水口一、灭火水管出水口二、灭火水管出水口三和灭火水管出水口四；灭火水管出水口一、灭火水管出水口二、灭火水管出水口三和灭火水管出水口四；所述灭火水管出水口一、灭火水管出水口二、灭火水管出水口三和灭火水管出水口四分别处于电池包的前后左右四个位置。
进一步的改进，所述控制器模块通过温度显示模块信号传输线束通讯连接与温度显示模块，温度显示模块用于实时显示电动汽车充电过程中动力电池包周围的温度。
进一步的改进，所述报警装置为报警喇叭，报警喇叭通过报警喇叭线束与控制器模块通讯连接。
进一步的改进，所述控制器模块通讯连接有上位机电脑。
本发明优点为：
（1）本作品采样DS18B20温度传感器实时监测电动汽车动力电池包充电过程中动力电池包周围的温度，及时发现电池包是否出现了热失控。
（2）上位机上可以实时显示电池包周围温度，以便充电站工作人员或车主远程掌握充电数据。
（3）电动汽车动力电池包充电温度超过最高温度阈值（60℃），控制系统自动发出报警声，以便充电站工作人员或车主及时发现电动汽车充电事故。
（4）本作品设计了自动灭火功能，当控制系统检测到电动汽车动力电池包充电过程中出现热失控自燃后控制电磁阀工作，持续对动力电池包进行降温灭火。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为控制器模块的立体结构示意图；
图3为控制器模块的内部结构示意图；
图4为灭火水管出水口的结构示意图；
图5为本发明的控制流程图。
其中：1－控制器模块；2－电磁阀开关控制线束；3－外接高压水管；4－外接高压水管与灭火装置管路接口；5－电磁阀；6－灭火分配水管；7－灭火水管；8－灭火水管出水口一；9－灭火水管出水口二；10－灭火水管出水口三；11－灭火水管出水口四；12－报警喇叭；13－电源转换模块；14－温度传感器四信号传输线束；15－温度传感器一；16－温度传感器二；17－温度传感器三；18－温度传感器四；19－温度显示模块；20－通讯转换接口；21－上位机电脑；22－自动灭火装置；23－电源转换模块线束接插件；24－报警喇叭线束接插件；25－通讯转换接口线束接插件；26－通讯转换线束；27－报警喇叭线束；28－电源转换模块线束；29－温度传感器三信号线束；30－电磁阀控制线束；31－电磁阀控制线束接插件；32－温度显示模块信号传输线束；33－温度传感器二信号传输线束；34-温度传感器一信号传输线束。
具体实施方式
以下通过具体实施方式并且结合附图对本发明的技术方案作具体说明。
实施例1
如图1-4所示的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，包括系统内部的温度信号采集模块、控制器模块、信号传输模块、温度显示模块、报警装置、灭火装置。
温度信号采集模块，用于实时采集电动汽车充电过程中动力电池包周围的温度并将温度信号值传输给控制器模块；
控制器模块，用于将接收到的动力电池包周围的温度值与设定的安全温度值进行对比，当温度值超过安全温度值时发出相应的控制指令给报警装置和灭火装置；
信号传输模块，用于将温度信号采集模块采集的温度值实时传输给上位机，便于监控人员远程观测电动汽车充电过程中的安全状况；
温度显示模块，用于在装置上实时显示电动汽车充电过程中动力电池包周围的温度；
报警装置，用于将动力电池包充电过程中过温失控起火情况告知充电桩周围的人员；
灭火装置，用于执行控制器发灭火指令，实施对动力电池的灭火。
所述的温度信号采集模块共包括四个温度传感器，分别安装在系统箱体的上盖板上，可以从动力电池包的前后左右四个位置分别检测其充电过程中的温度。
温度信号采集模块包括温度信号的采集与处理，将电池模拟信号转变成数字信号，再通过温度信号传输线束传输给控制器。
控制器模块固定在系统箱体的内部，它与温度信号采集模块之间通过线束连接接收温度信号，并将温度信号与控制器内部设定的安全温度进行对比，温度值超过安全阈值时控制器分别通过控制器信号输出线束发出灭火指令和报警指令，灭火指令和报警指令通过控制器与灭火装置和报警装置之间信号线进行传递。
自动灭火装置接收到控制指令后电磁阀开启，灭火装置内部的灭火管路与外部供水管路接通，通过安装于自动灭火系统装置上端面的四个喷口喷水进行灭火。自动报警装置接收到控制指令后开启报警喇叭实施报警功能。
控制器模块通过电源线从外部获取供电电源。
控制器模块将温度信号值传递给灭火系统的显示模块，实时显示电动汽车充电过程中动力电池包周围温度。
显示模块固定在系统箱体的侧壁上，它与控制器模块之间通过信号线传递温度值。
信号传输模块通过通讯转换接口实现控制器与上位机之间通信，控制器将动力电池包充电过程中的监测到的温度传输给上位机。
报警装置安装于控制系统装置的外部且无其他部件遮挡以便报警信号及时传输出去。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但并不仅仅限于说明书和实施方案中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，包括设置在电池包外周的温度信号采集模块和灭火装置，所述灭火装置包括与外接高压水管（3）可拆卸连通的外接高压水管与灭火装置管路接口（4）；所述外接高压水管与灭火装置管路接口（4）通过电磁阀（5）连通有若干处于电池包外周的灭火水管出水口；温度信号采集模块通讯连接控制器模块（1），控制器模块（1）通讯连接电磁阀（5）和报警装置；
温度信号采集模块，用于实时采集电动汽车充电过程中动力电池包周围的温度并将温度信号值传输给控制器模块；
控制器模块（1）用于将接收到的动力电池包周围的温度值与设定的安全温度值进行对比，当温度值超过安全温度值时发出相应的控制指令给报警装置和灭火装置；
报警装置用于将动力电池包充电过程中过温失控起火情况告知充电桩周围的人；
灭火装置，用于执行控制器发灭火指令，连通外界高压水实施对动力电池的灭火。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，所述控制器模块（1）通过电磁阀开关控制线束（2）与电磁阀（5）通讯连接。
3.如权利要求1所述的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，所述温度信号采集模块包括温度传感器一（15）、温度传感器二（16）、温度传感器三（17）和温度传感器四（18）；温度传感器一（15）、温度传感器二（16）、温度传感器三（17）和温度传感器四（18）分别处于电池包的前后左右四个位置分别检测其充电过程中的温度。
4.如权利要求3所述的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，所述控制器模块（1）分别通过温度传感器一信号传输线束（34）、温度传感器二信号传输线束（33）、温度传感器三信号线束（29）、温度传感器四信号传输线束（14）分别电连接温度传感器一（15）、温度传感器二（16）、温度传感器三（17）和温度传感器四（18）。
5.如权利要求1所述的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，所述电磁阀（5）通过灭火分配水管（6）连通灭火水管出水口，灭火水管出水口包括灭火水管出水口一（8）、灭火水管出水口二（9）、灭火水管出水口三（10）和灭火水管出水口四（11）；灭火水管出水口一（8）、灭火水管出水口二（9）、灭火水管出水口三（10）和灭火水管出水口四（11）；所述灭火水管出水口一（8）、灭火水管出水口二（9）、灭火水管出水口三（10）和灭火水管出水口四（11）分别处于电池包的前后左右四个位置。
6.如权利要求1所述的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，所述控制器模块（1）通过温度显示模块信号传输线束（32）通讯连接与温度显示模块（19），温度显示模块用于实时显示电动汽车充电过程中动力电池包周围的温度。
7.如权利要求1所述的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，所述报警装置为报警喇叭（12），报警喇叭（12）通过报警喇叭线束（27）与控制器模块（1）通讯连接。
8.如权利要求1所述的电动汽车充电过程中动力电池包自燃的自动灭火系统，其特征在于，所述控制器模块（1）通讯连接有上位机电脑（21）。
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