CN113842583A

CN113842583A - 灭火装置

Info

Publication number: CN113842583A
Application number: CN202111327619.XA
Authority: CN
Inventors: 张成相; 姜乃文; 张旭超; 李飞; 蔡笃成
Original assignee: Zephyr Intelligent System Shanghai Co Ltd
Current assignee: Zephyr Intelligent System Shanghai Co Ltd
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2021-12-28

Abstract

本发明公开了一种灭火装置，包括储存件、至少两个活塞、至少两个动力件、至少两根连接管以及汇流件。采用上述的灭火装置，锂电池发生热失控时，动力件动作，以驱动活塞朝出料口移动，活塞朝出料口移动可挤压储存腔内储存的灭火剂以使灭火剂从出料口排出，然后通过连接管、连接通道以及喷射口喷出灭火。而在热失控的不同阶段，不同的动力件动作，对应驱动不同的活塞移动，使得不同的灭火剂喷出。如此，既可以在热失控的过程中多次喷射，而且可针对热失控不同的阶段每次喷出不同的灭火剂，有效地提高了灭火效能。

Description

灭火装置

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，特别是涉及一种灭火装置。

背景技术

锂电池具有能量密度高、循环寿命长、能量效率高、自放电小、无记忆效应和环保等优点，是目前最有竞争力的二次电池，并开始在出行以及能源存储等领域崭露头角。然而，锂电池在滥用、安全设计不当时，会有热失控的可能，发生热失控时需要采用抑制装置进行抑制灭火。现有的抑制装置通常是在锂电池热失控后直接将灭火瓶内存储的灭火剂喷出进行灭火，灭火效能较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种灭火效能高的灭火装置。

一种灭火装置，包括：

储存件，具有至少两个内腔以及至少两个出料口；

至少两个活塞，每一所述内腔内设置一所述活塞，所述活塞用于将所述内腔分隔成互不连通的储存腔以及动力腔，且每一所述活塞沿所述储存腔与所述动力腔的排列方向可往复移动，每一所述出料口与一所述储存腔远离所述动力腔的一端连通；

至少两个动力件，每一所述动力腔内设置于一所述动力件，每一所述动力件用于为一所述活塞提供朝所述出料口移动的动力；

至少两根连接管，每一所述连接管的一端与一所述出料口连通；及

汇流件，具有一连接通道以及喷射口，每一所述连接管远离所述出料口的另一端均与所述连接通道连通，所述喷射口与所述连接通道连通；

其中，每一所述储存腔均用于储存灭火剂，且任意两个所述储存腔内储存的所述灭火剂均不同。

采用上述的灭火装置，锂电池发生热失控时，动力件动作，以驱动活塞朝出料口移动，活塞朝出料口移动可挤压储存腔内储存的灭火剂以使灭火剂从出料口排出，然后通过连接管、连接通道以及喷射口喷出灭火。而在热失控的不同阶段，不同的动力件动作，对应驱动不同的活塞移动，使得不同的灭火剂喷出。如此，既可以在热失控的过程中多次喷射，而且可针对热失控不同的阶段每次喷出不同的灭火剂，有效地提高了灭火效能。

在其中一个实施例中，至少两个所述内腔包括第一内腔、第二内腔及第三内腔，至少两个所述出料口包括第一出料口、第二出料口以及第三出料口，至少两个所述活塞包括第一活塞、第二活塞以及第三活塞，至少两个所述动力件包括第一动力件、第二动力件以及第三动力件，至少两根所述连接管包括第一连接管、第二连接管以及第三连接管；

所述第一活塞设置于所述第一内腔，以将所述第一内腔分隔成第一储存腔以及第一动力腔，所述第二活塞设置于所述第二内腔，以将所述第二内腔分隔成第二储存腔以及第二动力腔，所述第三活塞设置于第三内腔，以将所述第三内腔分隔成第三储存腔以及第三动力腔；

所述第一动力件设置于所述第一动力腔内，所述第二动力件设置于所述第二动力腔内，所述第三动力件设置于所述第三动力腔内；

所述第一出料口与所述第一储存腔连通，所述第一连接管一端与所述第一出料口连通，所述第二出料口与所述第二储存腔连通，所述第二连接管一端与所述第二出料口连通，所述第三出料口与所述第三储存腔连通，所述第三连接管一端与所述第三出料口连通。

在其中一个实施例中，所述灭火装置还包括控制器及第一探测器，所述控制器与所述第一探测器以及所述第一动力件电连接，所述第一探测器用于探测第一气体，所述控制器用于根据所述第一探测器的探测信息控制所述第一动力件动作。

在其中一个实施例中，所述灭火装置还包括第二探测器，所述控制器还与所述第二探测器以及所述第二动力件电连接，所述第二探测器用于探测第二气体，所述控制器还用于根据所述第二探测器的探测信息控制所述第二动力件动作。

在其中一个实施例中，所述灭火装置还包括温度传感器，所述控制器还与所述温度传感器以及所述第三动力件电连接，所述控制器还用于根据所述温度传感器检测的温度信息控制所述第三动力件动作。

在其中一个实施例中，至少两个所述内腔还包括第四内腔，至少两个所述出料口还包括第四出料口，至少两个所述活塞还包括第四活塞，至少两个所述动力件还包括第四动力件，至少两根所述连接管还包括第四连接管；

所述第四活塞设置于所述第四内腔，以将所述第四内腔分隔成第四储存腔以及第四动力腔，所述第四动力件设置于所述第四动力腔内，所述第四出料口与所述第四储存腔连通，所述第四连接管一端与所述第四出料口连通；

所述控制器还与所述第三动力件以及所述第四动力件电连接，以控制所述第三动力件与所述第四动力件动作，且所述第二动力件和所述第三动力件动作的时间间隔与所述第三动力件和所述第四动力件动作的时间间隔相同。

在其中一个实施例中，所述灭火装置还包括至少两个连接阀，每一所述连接阀设置于一所述出料口处，每一所述连接管的一端与所述连接阀连通。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的灭火装置的结构示意图；

图2为图1所示的灭火装置的剖面结构示意图。

附图标记：

10、储存件；11、内腔；12、出料口；13、储存腔；14、动力腔；20、活塞；30、动力件；40、连接管；50、汇流件；60、连接阀。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1及图2，本发明一实施例提供的灭火装置100包括储存件10、至少两个活塞20、至少两个动力件30、至少两根连接管40以及汇流件50。

储存件10具有至少两个内腔11以及至少两个出料口12，每一内腔11设置一活塞20，活塞20用于将内腔11分隔成互不连通的储存腔13以及动力腔14，且每一活塞20沿储存腔13与动力腔14的排列方向可往复移动，每一出料口12与一储存腔13远离动力腔14的一端连通，每一储存腔13均用于储存灭火剂。

每一动力腔14内设置一动力件30，每一动力件30用于为活塞20提供朝出料口12移动的动力。

每一连接管40的一端与一出料口12连通，而汇流件50具有连接通道以及喷射口，每一连接管40远离出料口12的另一端均与连接通道连通，喷射口与连接通道连通。

其中，任意两个储存腔13内储存的灭火剂均不同。

采用上述的灭火装置，锂电池发生热失控时，动力件30动作，以驱动活塞20朝出料口12移动，活塞20朝出料口12移动可挤压储存腔13内储存的灭火剂以使灭火剂从出料口12排出，然后通过连接管40、连接通道以及喷射口喷出灭火。而在热失控的不同阶段，不同的动力件30动作，对应驱动不同的活塞20移动，使得不同的灭火剂喷出。如此，既可以在热失控的过程中多次喷射，而且可针对热失控不同的阶段每次喷出不同的灭火剂，有效地提高了灭火效能。

可以理解的是，内腔11、出料口12、活塞20、动力件30以及连接管40的数量均相同。

另外需要说明的是，锂电池的热失控可分为多个阶段，在不同阶段，锂电池内会溢出不同的典型气体或者烟雾，故可以针对锂电池热失控的不同阶段，喷射不同的灭火剂，提高灭火剂的灭火效能。

需要解释的是，灭火效能是指在同样剂量的情况下，确保较佳的灭火效果，或者在同样剂量的情况下，对热失控的抑制时间较长。而典型气体即在本阶段产生最多的气体。

在一些实施例中，内腔11的数量为三个，对应出料口12、活塞20、动力件30以及连接管40的数量均为三个。三个内腔11为第一内腔11、第二内腔11及第三内腔11，三个出料口12为第一出料口12、第二出料口12及第三出料口12，三个活塞20为第一活塞20、第二活塞20及第三活塞20，三根连接管40为第一连接管40、第二连接管40以及第三连接管40。

第一活塞20设置于第一内腔11，以将第一内腔11分隔成第一储存腔13以及第一动力腔14，第二活塞20设置于第二内腔11，以将第二内腔11分隔成第二储存腔13以及第二动力腔14，第三活塞20设置于第三内腔11，以将第三内腔11分隔成第三储存腔13以及第三动力腔14。

可以理解的是，第一活塞20、第二活塞20以及第三活塞20分别在第一内腔11、第二内腔11以及第三内腔11内可往复移动，而第一储存腔13与第一动力腔14互不连通，第二储存腔13与第二动力腔14互不连通，第三储存腔13与第三动力腔14互不连通。

此外，第一出料口12与第一储存腔13连通，第一连接管40一端与第一出料口12连通，第二出料口12与第二储存腔13连通，第二连接管40一端与第二出料口12连通，第三出料口12与第三储存腔13连通，第三连接管40一端与第三出料口12连通。

进一步地，可以确定的是，第一动力件30设置于第一动力腔14内，第二动力件30设置于第二动力腔14内，第三动力件30设置于第三动力腔14内，以分别给第一活塞20、第二活塞20以及第三活塞20提供动力，使得第一活塞20、第二活塞20以及第三活塞20分别朝第一出料口12、第二出料口12以及第三出料口12移动，从而分别将第一储存腔13、第二储存腔13以及第三储存腔13内的灭火剂挤压喷出。

需要说明的是，本实施例中，将锂电池在发生热失控的过程大致分为前中后三个阶段，在热失控前期，发生热失控的锂电池产生的典型气体为氢气，而在热失控中期，发生热失控的锂电池产生的典型气体为一氧化碳，而在热失控后期，发生热失控的锂电池会产生大量的烟雾。

故针对前期，可通过第一动力件30推动第一活塞20，将第一储存腔13内的灭火剂挤压喷出，在中期，可通过第二动力件30推动第二活塞20，将第二储存腔13内的灭火剂挤压喷出，而到了后期，可通过第三动力件30推动第三活塞20，将第三储存腔13内的灭火剂挤压喷出。

在一些实施例中，灭火装置还包括控制器及第一探测器，控制器与第一探测器以及第一动力件30电连接，第一探测器用于探测第一气体，控制器用于根据第一探测器的探测信息控制第一动力件30动作。

在本实施例中，第一气体为氢气，第一探测器则为氢气传感器。在热失控前期，第一探测器探测到氢气的含量达到一定的浓度时，控制器控制启动第一动力件30，从而将第一储存腔13内的灭火剂喷出，以惰化电池箱内的空间，抑制热失控的进一步发展。

在一些实施例中，灭火装置还包括第二探测器，控制器还与第二探测器以及第二动力件30电连接，第二探测器用于探测第二气体，控制器还用于根据第二探测器的探测信息控制第二动力件30动作。

在本实施例中，第二气体为一氧化碳，第二探测器为一氧化碳传感器。在热失控中期，第二探测器探测到一氧化碳的含量达到一定的浓度时，控制器控制第二动力件30动作，从而将第二储存腔13内的灭火剂喷出，以降低锂电池的温度，阻止热蔓延。

在一些实施例中，灭火装置还包括温度传感器，控制器还与温度传感器以及第三动力件30电连接，控制器还用于根据温度传感器检测的温度信息控制第三动力件30动作，从而将第三储存腔13内的灭火剂喷出，以对锂电池进行快速降温，防止锂电池产生可燃气体(氢气、一氧化碳等)以及可燃的颗粒(烟雾)复燃。

在本实施例中，温度传感器的数量包括多个，电池箱内的每一锂电池均对应设置有一温度传感器，可通过监测与发生热失控的锂电池相邻的锂电池的温度，控制第三动力件30的动作。

当然，也可以是控制器直接与电池管理系统电连接，从而精准地确定发生热失控的锂电池的位置。

在一些实施例中，内腔11包括四个，对应出料口12、活塞20、动力件30以及连接管40的数量均为三个。即除了上述实施例所述的内腔11、出料口12等，还包括第四内腔11、第四出料口12、第四活塞20、第四动力件30以及第四连接管40。

具体地，第四活塞20设置于第四内腔11，以将第四内腔11分隔成第四储存腔13以及第四动力腔14，第四动力件30设置于第四动力腔14内，第四出料口12与第四储存腔13连通，第四连接管40一端与第四出料口12连通。

在一些实施例中，控制器还与第四动力件30电连接，以控制第四动力件30动作，从而将第四储存腔13内的灭火剂喷出，以再次对电池箱内的空间进行惰化，并对锂电池进行快速降温，进一步地防止锂电池产生可燃气体(氢气、一氧化碳等)以及可燃的颗粒(烟雾)复燃。

实际应用中，第二动力件30和第三动力件30动作的时间间隔与第三动力件30和第四动力件30动作的时间间隔相同。

其中，时间间隔可通过多次实验得出，在此不作限定。

可以理解的是，本实施例中设置第四次喷射，可进一步地确保灭火效果，避免热失控蔓延。第三次喷射与第四次喷射均均由快速降温以及防止复燃的作用，为了延长抑制效果，给消防救援留下足够的时间。

另外需要说明的是，本实施例中，第四动力件30的动作同样可以通过监测锂电池的温度控制。具体为，在温度没有达到预设阈值时，第三次喷射与第四次喷射按照预设时间间隔喷射，而温度达到预设阈值时，控制器直接控制第三动作件或者第四动作件动作。

在一些实施例中，灭火剂包括全氟己酮、2-溴-3,3,3-三氟丙烯或去离子水中的一种或多种混合。即每一储存腔13内储存的灭火剂为上述的一种或多种混合。

需要解释的是，多种混合即全氟己酮、2-溴-3,3,3-三氟丙烯或去离子水中的两种或者三种混合形成的复合灭火剂。另外，对于不同阶段所采用的灭火剂可通过多次实验确定，在此不作限定。

当采用三次喷射时：

在锂电池型号为NCM523的情况下，第一储存腔13内储存有1千克的灭火剂，第二储存腔13和第三储存腔13内均储存有3千克的灭火剂；

在锂电池型号为NCM622的情况下，第一储存腔13内储存有1千克的灭火剂，第二储存腔13内储存有4千克的灭火剂，第三储存腔13内储存有3千克的灭火剂；

在锂电池的型号为NCM811的情况下，第一储存腔13内储存有1千克的灭火剂，第二储存腔13内储存有5千克的灭火剂，第三储存腔13内储存有4千克的灭火剂。

当采用四次喷射时：

在锂电池型号为NCM523的情况下，第一储存腔13内储存有1千克的灭火剂，第二储存腔13、第三储存腔13以及第四储存腔13内均储存有3千克的灭火剂；

在锂电池型号为NCM622的情况下，第一储存腔13内储存有1千克的灭火剂，第二储存腔13内储存有3千克的灭火剂，第三储存腔13和第四储存腔13内均储存有2千克的灭火剂；

在锂电池的型号为NCM811的情况下，第一储存腔13内储存有1千克的灭火剂，第二储存腔13内储存有5千克的灭火剂，第三储存腔13和第四储存腔13内均储存有2千克的灭火剂。

在一些实施例中，灭火装置还包括至少两个连接阀60，每一连接阀60设置于一出料口12处，每一连接管40的一端与连接阀60连通。在需要喷射某一储存腔13内的灭火剂时，打开与该储存腔13对应的连接阀60，然后启动对应的动力件30即可。

实际应用中，连接阀60为电磁阀，且每一连接阀60均与控制器电连接。

在一些实施例中，动力件30为气体发生器。

在一些实施例中，灭火装置还包括喷嘴，喷出连接于汇流件50，且与喷射口连通。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种灭火装置，其特征在于，包括：

储存件，具有至少两个内腔以及至少两个出料口；

2.根据权利要求1所述的灭火装置，其特征在于，至少两个所述内腔包括第一内腔、第二内腔及第三内腔，至少两个所述出料口包括第一出料口、第二出料口以及第三出料口，至少两个所述活塞包括第一活塞、第二活塞以及第三活塞，至少两个所述动力件包括第一动力件、第二动力件以及第三动力件，至少两根所述连接管包括第一连接管、第二连接管以及第三连接管；

3.根据权利要求2所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置还包括控制器及第一探测器，所述控制器与所述第一探测器以及所述第一动力件电连接，所述第一探测器用于探测第一气体，所述控制器用于根据所述第一探测器的探测信息控制所述第一动力件动作。

4.根据权利要求3所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置还包括第二探测器，所述控制器还与所述第二探测器以及所述第二动力件电连接，所述第二探测器用于探测第二气体，所述控制器还用于根据所述第二探测器的探测信息控制所述第二动力件动作。

5.根据权利要求4所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置还包括温度传感器，所述控制器还与所述温度传感器以及所述第三动力件电连接，所述控制器还用于根据所述温度传感器检测的温度信息控制所述第三动力件动作。

6.根据权利要求4所述的灭火装置，其特征在于，至少两个所述内腔还包括第四内腔，至少两个所述出料口还包括第四出料口，至少两个所述活塞还包括第四活塞，至少两个所述动力件还包括第四动力件，至少两根所述连接管还包括第四连接管；

7.根据权利要求1所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置还包括至少两个连接阀，每一所述连接阀设置于一所述出料口处，每一所述连接管的一端与所述连接阀连通。