CN113948807B - 具有智能定点灭火功能的电池包 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种具有智能定点灭火功能的电池包，包括电池包本体，所述电池包本体包括具有若干个空腔体的壳体，所述空腔体的内部的设置有若干个电池模组，所述电池模组包括若干个电池单体；灭火剂流动管路包括若干个支路通管，各所述支路通管的进液口均用于与灭火剂存储单元连通，各所述支路通管的出液口分别延伸至不同的空腔体的内部的预设位置，所述灭火剂流动管路内部设置有预设压力值的灭火剂；若干个温度感应喷头分别设置于各支路通管的出液口，各温度感应喷头的内部填满热敏元件，用于在感测到预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形，使得灭火剂经由温度感应喷头喷出，以实现智能定点并定向灭火。

Description

具有智能定点灭火功能的电池包
技术领域
本发明涉及电池安全技术领域，特别是涉及一种具有智能定点灭火功能的电池包。
背景技术
随着人们对环境保护重视程度的提高以及新能源汽车技术的快速发展，市场对电动车辆的需求量越来越大，电动车辆逐渐成为取代原有燃油车辆的主要交通工具之一。
在此背景下，新能源电动车所用的锂离子电池的能量密度不断提高，电池包的体积和容量不断扩大。在提升续航里程的同时，也使得锂离子电池的热失控风险和危害程度越来越大。目前锂离子电池热失控风险已被广泛认为是限制新能源车辆发展的关键问题之一，如何确保锂离子电池系统在外部作用或者内部触发进而发生热失控的情况下，依然能够保证电池包外部、车辆和人员的安全已迫在眉睫。
然而，传统的电池包灭火工具没有考虑电池包的内部构造、电池单体热失控可能发生的特定区域、灭火药剂在电池包内的均匀性和针对性等问题，不能对热失控锂离子电池进行针对性灭火，导致灭火药剂用量大，灭火效率低，并且过量使用的灭火剂可能对其他功能正常的锂离子电池、甚至车身部件导致不良影响。
发明内容
基于此，有必要针对上述背景技术中的问题，提供一种具有智能定点灭火功能的电池包，能够对产生热失控的锂电池进行针对性智能灭火，在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量，避免因过量使用灭火剂对其他功能正常的锂离子电池或车身部件产生不良影响的情况发生。
为实现上述目的或其他目的，本申请提供一种具有智能定点灭火功能的电池包，包括：
电池包本体，所述电池包本体包括具有若干个空腔体的壳体，所述空腔体的内部的设置有若干个电池模组，所述电池模组包括若干个电池单体；
灭火剂流动管路，所述灭火剂流动管路包括若干个支路通管，各所述支路通管的进液口均用于与灭火剂存储单元连通，各所述支路通管的出液口分别延伸至不同的所述空腔体的内部或外侧的预设位置，所述灭火剂流动管路内部设置有预设压力值的灭火剂，所述预设压力值大于标准大气压值；以及
若干个温度感应喷头，各所述温度感应喷头的内部填满热敏元件，所述热敏元件在预设的正常工作温度范围内堵塞各温度感应喷头；
其中，各所述支路通管的出液口均设置有温度感应喷头，任一预设位置处的温度感应喷头内的热敏元件在所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形，使得延伸至所述预设位置处的支路通管内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出，以实现定点并定向喷射灭火剂灭火，所述预设变形温度阈值范围的最大值小于或等于所述电池单体发生热失控的温度的起始值，所述变形包括熔化、软化或脆化中的至少一种。
于上述实施例中的具有智能定点灭火功能的电池包中，通过将灭火剂流动管路中的充有预设压力值的高压灭火剂的支路通管延伸至不同的空腔体的内部的预设位置，使得电池包内部的不同位置处的温度感应喷头可以实时感测所在位置处的实时温度值。当任一预设位置处的温度感应喷头内的热敏元件，在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形，使得延伸至所述预设位置处的支路通管内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出，以实现定点并定向喷射灭火剂，针对性地对发生热失控部位的电池模组进行灭火。由于热敏元件能够及时地感测到发生热失控电池模组附近的实时温度值，并自动变形使得所在位置处的支路通管内的高压灭火剂定点并定向地喷放，以对发生热失控的电池模组进行针对性灭火，高压灭火剂喷放的速度大于热失控的电池模组释放高温杂质引起的热蔓延速度，因而有效地提高了灭火降温的速度和效率，从而在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量，避免因过量使用灭火剂对其他功能正常的锂离子电池或车身部件产生不良影响的情况发生。
在其中一个实施例中，所述灭火剂流动管路还包括干路通管，所述干路通管的进液口位于所述壳体的外侧或内部，用于与所述灭火剂存储单元连通，所述干路通管延伸至所述壳体的内部或外侧，各所述支路通管的进液口均与所述干路通管的内部连通，以便于位于电池包本体外侧的灭火剂存储单元经由所述干路通管向各所述支路通管提供灭火剂，优化管路走线布局的同时，减少通管的使用量。
在其中一个实施例中，所述支路通管包括若干条一级支路通管，所述一级支路通管分别延伸至不同空腔体的侧壁表面；
至少一条所述一级支路通管的表面设置有若干条二级支路通管，各所述二级支路通管的进液口均与所述一级支路通管的内部连通，且各二级支路通管的出液口分别延伸至不同的空腔体的内部或外侧的预设位置；
任一所述二级支路通管的出液口设置有所述温度感应喷头。
在其中一个实施例中，所述支路通管包括m条一级支路通管和mn条二级支路通管，任一所述空腔体的内部的电池模组的总数为n；
所述一级支路通管的总数与所述空腔体的总数相等；
第i个空腔体的侧壁表面设置有第i条一级支路通管Li，且第i个空腔体的内部的设置有n条二级支路通管Lij，i∈[1，m]，j∈[1，n]；二级支路通管Lij的进液口均与一级支路通管Li的内部连通，且二级支路通管Lij的出液口延伸至第i个空腔体的内部的不同的预设位置；
任一二级支路通管Lij的出液口设置有所述温度感应喷头；
其中，i为正整数，j为正整数，m为大于或等于1的整数，n为大于或等于1的整数。
于上述实施例中的具有智能定点灭火功能的电池包中，使得电池包内所有的电池模组均对应设置有温度感应喷头，用于实时感测各电池模组附近的实时温度值，并在任一电池模组发生热失控时，对应的温度感应喷头内的热敏元件能够及时地感测到发生热失控电池模组附近的实时温度值，并自动变形使得所在位置处的二级支路通管内的高压灭火剂定点并定向地喷放，以对发生热失控的电池模组进行针对性灭火。
在其中一个实施例中，任一所述电池模组的内部的电池单体的总数为q；
第i个空腔体的内部的第j条二级支路通管Lij的出液口临近的电池模组的内部设置有q条三级支路通管Lijk，三级支路通管Lijk的进液口均与二级支路通管Lij的内部连通，且三级支路通管Lijk的出液口延伸至第i个空腔体的内部的第j个电池模组的内部的预设位置；
任一三级支路通管Lijk的出液口设置有所述温度感应喷头；
其中，k∈[1，q]，k为正整数，q为大于或等于1的整数。
于上述实施例中的具有智能定点灭火功能的电池包中，使得电池包内所有的电池单体均对应设置有温度感应喷头，用于实时感测各电池单体附近的实时温度值，并在任一电池单体发生热失控时，对应的温度感应喷头内的热敏元件能够及时地感测到发生热失控电池单体附近的实时温度值，并自动变形使得所在位置处的三级支路通管内的高压灭火剂定点并定向地喷放，以对发生热失控的电池单体进行针对性灭火。
在其中一个实施例中，三级支路通管Lijk的出液口处的温度感应喷头的出液口，与第i个空腔体的内部的第j个电池模组的内部的第k个电池单体的排气阀相对设置，使灭火剂的流动方向与热失控热蔓延方向一致，从而使灭火剂从热失控发生位置向未发生热失控位置进行覆盖。由于温度感应喷头内热敏元件的变形温度值小于或等于所述电池单体发生热失控的温度的起始值，使得温度感应喷头提前于电池单体发生热失控的时刻喷放灭火剂，使得灭火剂充满整个发生热失控单体附近的受限空间。由于受限空间的几何尺寸和灭火剂的表面张力能够互相正向促进，以及灭火剂的饱和蒸汽压的反向限制，灭火剂能够有效驻留于发生热失控的单体的临近空间，充分吸收热失控单体释放的能量，降低热量的累积与传播，阻止热失控蔓延。
在其中一个实施例中，所述温度感应喷头包括：
进液部，所述进液部的进液口与所述支路通管的出液口连通；
出液部，所述出液部的进液口与所述进液部的出液口连通；
其中，所述进液部的内径的最大值小于或等于所述出液部的内径的最小值，所述出液部沿灭火剂从所述出液部流出的方向呈喇叭状。
于上述实施例中的具有智能定点灭火功能的电池包中，通过设置进液部的内径的最大值小于或等于所述出液部的内径的最小值，并设置所述出液部沿灭火剂从所述出液部流出的方向呈喇叭状，使得所述进液部内的高压灭火剂经由所述喇叭状的出液部流出并呈扩散包覆的趋势覆盖发生热失控的电池单体，有效地提高了灭火降温的速度和效率，并在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量，避免因过量使用灭火剂对其他功能正常的锂离子电池或车身部件产生不良影响的情况发生。
在其中一个实施例中，所述具有智能定点灭火功能的电池包还包括水冷管，所述水冷管设置于所述空腔体的底面、侧面或顶面中的至少一个面上，用于降温，以便于根据不同结构的电池包的具体应用场景的不同需求来设置水冷管，以使得所述电池包具有水冷的功能，并避免支路通管喷放灭火剂时对水冷管的正常工作产生不良影响。
在其中一个实施例中，所述热敏元件包括易熔合金、记忆合金、热塑性树脂、热敏密封火药或热塑性玻璃中的至少一种，以便于根据具体应用场景的不同需求选择合适类型的热敏元件。
在其中一个实施例中，所述预设变形温度阈值范围为85℃-180℃，既可以避免误喷，又能够保证电池单体发生热失控之前能够及时地触发临近的温度感应喷头喷放灭火剂，实现定点定向灭火，在提高灭火效率的同时，减少灭火剂的使用量。
在其中一个实施例中，所述预设压力值为0.8MPa-4.5MPa，以使得温度感应喷头内的热敏元件变形后，高压灭火剂能够经由所述温度感应喷头的出液口沿预定的方向喷出，实现定点定向灭火，在提高灭火效率的同时，减少灭火剂的使用量。
在其中一个实施例中，所述灭火剂的形态为气态、液态、气液混合态、固液混合态或气固液混合态中的至少一种；所述灭火剂包括六氟丙烷、七氟丙烷、全氟已酮、二氧化碳、氮气、氦气或氩气中的至少一种。
本申请的另一方面提供一种车辆，包括如任一本申请实施例中所述的具有智能定点灭火功能的电池包。由于所述车辆安装的电池包具备智能定点灭火的功能，因而有效地提高了车辆的智能性与安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为本申请第一实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包的结构示意图。
图2为本申请第二实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包的结构示意图。
图3为本申请第三实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包的结构示意图。
图4为本申请第四实施例中提供的一种具有智能灭火功能的电池模组的结构示意图。
图5为本申请第五实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包的结构示意图。
图6为本申请第六实施例中提供的一种具有智能灭火功能的电池模组的结构示意图。
图7为本申请第七实施例中提供的一种具有智能灭火功能的电池模组中的温度感应喷头的结构示意图。
图8为本申请第八实施例中提供的一种具有智能灭火功能的电池模组的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
应当理解，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如，在不脱离本申请的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。
在本申请中，术语“若干个”表示一个或多个。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的一个实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包中，请参考图1，本申请提供一种具有智能定点灭火功能的电池包，包括电池包本体、灭火剂流动管路10以及若干个温度感应喷头(图1中未示出)，所述电池包本体包括具有若干个空腔体101的壳体100，空腔体101内设置有若干个电池模组102，电池模组102包括若干个电池单体(图1中未示出)；灭火剂流动管路10包括若干个支路通管20，各所述支路通管20的进液口均用于与灭火剂存储单元(图1中未示出)连通，各所述支路通管20的出液口分别延伸至不同的空腔体101的内部的预设位置，所述灭火剂流动管路内部设置有预设压力值的灭火剂，所述预设压力值大于标准大气压值；各支路通管20的出液口均设置有温度感应喷头，各所述温度感应喷头的内部填满热敏元件，用于在预设的正常工作温度范围内堵塞各温度感应喷头；其中，任一预设位置处的温度感应喷头内的热敏元件，在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形，使得延伸至所述预设位置处的支路通管20内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出，以实现定点并定向喷射灭火剂灭火，所述预设变形温度阈值范围的最大值小于或等于所述电池单体发生热失控的温度的起始值。
具体地，于上述实施例中的具有智能定点灭火功能的电池包中，通过将灭火剂流动管路中的充有预设压力值的灭火剂的支路通管延伸至不同的空腔体的内部或外部的预设位置，使得电池包内部的不同位置处的温度感应喷头可以实时感测所在位置处的实时温度值。当任一预设位置处的温度感应喷头内的热敏元件，在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形，使得延伸至所述预设位置处的支路通管内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出，以实现定点并定向喷射灭火剂，针对性地对发生热失控部位的电池模组进行灭火。由于热敏元件能够及时地感测到发生热失控电池模组附近的实时温度值，并自动变形使得所在位置处的支路通管内的高压灭火剂定点并定向地喷放，以对发生热失控的电池模组进行针对性灭火，高压灭火剂喷放的速度大于热失控的电池模组释放高温杂质引起的热蔓延速度，因而有效地提高了灭火降温的速度和效率，从而在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量，避免因过量使用灭火剂对其他功能正常的锂离子电池或车身部件产生不良影响的情况发生。
优选地，在本申请的一个实施例中，所述热敏元件包括易熔合金、记忆合金、热塑性树脂、热敏密封火药或热塑性玻璃中的至少一种，以便于根据具体应用场景的不同需求选择合适类型的热敏元件。
具体地，由于实验表明，三元锂电池在120℃左右，电池隔膜溶解，自动关断效果会暂时抑制，温度持续上升，当实时温度值达到150℃左右时，电池隔膜的自动关断效果开始减弱，受热剧增；当实时温度值达到180℃左右时，电池正极分解，产生氧气；若继续受热剧增，电池会进入热失控状态，导致起火或爆炸等情况发生。因此，三元锂电池处于热失控状态时的实时温度值为150℃-180℃。磷酸铁锂电池处于热失控状态时的实时温度值为220℃-240℃。车规级零部件的工作温度上限85℃。若热敏元件熔点的下限值小于85℃会不满足车规级零部件的要求，与车规级标准冲突，并且会引起误喷射；若选择锂电池热失控温度值作为热敏元件熔点的上限，很难保证温度感应喷头在热失控之前及时变形热敏元件，定点并定向喷放灭火剂。若不能及时变形温度感应喷头内的热敏元件，有可能错过热失控灭火的最佳时机，导致灭火失效。因此，设置所述预设变形温度阈值范围为85℃-180℃，既可以避免误喷，又能够保证电池单体发生热失控之前能够及时地触发临近的温度感应喷头喷放灭火剂，实现定点定向灭火，在提高灭火效率的同时，减少灭火剂的使用量。
优选地，在本申请的一个实施例中，所述预设压力值为0.8MPa-4.5MPa，以使得温度感应喷头内的热敏元件变形后，高压灭火剂能够经由所述温度感应喷头的出液口沿预定的方向喷出，实现定点定向灭火，在提高灭火效率的同时，减少灭火剂的使用量。
进一步地，在本申请的一个实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包中，请参考图2，灭火剂流动管路10还包括干路通管12，干路通管12的进液口位于壳体100的外侧，用于与所述灭火剂存储单元(图2中未示出)连通，干路通管12延伸至壳体100的内部，各所述支路通管的进液口均与干路通管12的内部连通，以便于位于电池包本体外侧的灭火剂存储单元经由干路通管12向各支路通管20提供灭火剂，优化管路走线布局的同时，减少通管的使用量。
进一步地，在本申请的一个实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包中，所述支路通管包括若干条一级支路通管，所述一级支路通管分别延伸至不同空腔体的侧壁表面；至少一条所述一级支路通管的表面设置有若干条二级支路通管，各所述二级支路通管的进液口均与所述一级支路通管的内部连通，且各二级支路通管的出液口分别延伸至不同的空腔体的内部或外侧的预设位置；任一所述二级支路通管的出液口设置有所述温度感应喷头。
作为示例，请参考图3和图4，具有智能定点灭火功能的电池包中包括8个空腔体101，任一空腔体101内设置有电池模组(图3和图4中未示出)。所述支路通管包括3条一级支路通管131，任意一条一级支路通管131的表面设置有4条二级支路通管132，各二级支路通管132的进液口均与对应的一级支路通管131的内部连通，各二级支路通管132的出液口分别延伸至不同的空腔体101的内部或外侧的预设位置；任一二级支路通管132的出液口设置有温度感应喷头(图3和图4中未示出)。在本实施例中，可以设置各温度感应喷头沿平行于壳体100的底面的方向喷出灭火剂。
进一步地，在本申请的一个实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包中，所述支路通管包括m条一级支路通管和mn条二级支路通管，任一所述空腔体的内部的电池模组的总数为n；所述一级支路通管的总数与所述空腔体的总数相等；第i个空腔体的侧壁表面设置有第i条一级支路通管Li，且第i个空腔体的内部的设置有n条二级支路通管Lij，i∈[1，m]，j∈[1，n]；二级支路通管Lij的进液口均与一级支路通管Li的内部连通，且二级支路通管Lij的出液口延伸至第i个空腔体的内部的不同的预设位置；任一二级支路通管Lij的出液口设置有所述温度感应喷头；其中，i为正整数，j为正整数，m为大于或等于1的整数，n为大于或等于1的整数。
作为示例，请参考图5，在本申请的一个实施例中，具有智能定点灭火功能的电池包中包括8个空腔体101，任一空腔体101内设置有2个电池模组102，所述支路通管包括8条一级支路通管和16条二级支路通管；第1个空腔体的侧壁表面设置有第1条一级支路通管L1，且第1个空腔体的内部的设置有二级支路通管L11和二级支路通管L12；第2个空腔体的侧壁表面设置有第2条一级支路通管L2，且第2个空腔体的内部的设置有二级支路通管L21和二级支路通管L22；第3个空腔体的侧壁表面设置有第3条一级支路通管L3，且第3个空腔体的内部的设置有二级支路通管L31(图5中未示出)和二级支路通管L32；第4个空腔体的侧壁表面设置有第4条一级支路通管L4，且第4个空腔体的内部的设置有二级支路通管L41和二级支路通管L42；第5个空腔体的侧壁表面设置有第5条一级支路通管L5，且第5个空腔体的内部的设置有二级支路通管L51和二级支路通管L52；第6个空腔体的侧壁表面设置有第6条一级支路通管L6，且第6个空腔体的内部的设置有二级支路通管L61和二级支路通管L62；第7个空腔体的侧壁表面设置有第7条一级支路通管L7，且第7个空腔体的内部的设置有二级支路通管L71和二级支路通管L72；第8个空腔体的侧壁表面设置有第8条一级支路通管L8，且第8个空腔体的内部的设置有二级支路通管L81和二级支路通管L82；各二级支路通管Lij的进液口均与一级支路通管Li的内部连通，且二级支路通管Lij的出液口延伸至第i个空腔体的内部的不同的预设位置；任一二级支路通管Lij的出液口设置有所述温度感应喷头；其中，i∈[1，8]，j∈[1，2]，i为正整数，j为正整数。
具体地，于上述实施例中的具有智能定点灭火功能的电池包中，使得电池包内所有的电池模组均对应设置有温度感应喷头，用于实时感测各电池模组附近的实时温度值，并在任一电池模组发生热失控时，对应的温度感应喷头内的热敏元件能够及时地感测到发生热失控电池模组附近的实时温度值，并自动变形使得所在位置处的二级支路通管内的高压灭火剂定点并定向地喷放，以对发生热失控的电池模组进行针对性灭火。
作为示例，请继续参考图5，若第1个空腔体101内的第1个电池模组11发生热失控时，二级支路通管L11出液口处的温度感应喷头内的热敏元件变形，使得二级支路通管L11内的灭火剂经由所述温度感应喷头的出液口流出，并向发生热失控的电池模组11的表面喷洒，以对电池模组11进行针对性灭火。
进一步地，在本申请的一个实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包中，任一电池模组的内部的电池单体的总数为q；第i个空腔体的内部的第j条二级支路通管Lij的出液口临近的电池模组的内部设置有q条三级支路通管Lijk，三级支路通管Lijk的进液口均与二级支路通管Lij的内部连通，且三级支路通管Lijk的出液口延伸至第i个空腔体的内部的第j个电池模组的内部的预设位置；任一三级支路通管Lijk的出液口设置有所述温度感应喷头；其中，k∈[1，q]，k为正整数，q为大于或等于1的整数。
具体地，于上述实施例中的具有智能定点灭火功能的电池包中，使得电池包内所有的电池单体均对应设置有温度感应喷头，用于实时感测各电池单体附近的实时温度值，并在任一电池单体发生热失控时，对应的温度感应喷头内的热敏元件能够及时地感测到发生热失控电池单体附近的实时温度值，并自动变形使得所在位置处的三级支路通管内的高压灭火剂定点并定向地喷放，以对发生热失控的电池单体进行针对性灭火。
作为示例，请参考图6，在本申请的一个实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包中，任一电池模组的内部的电池单体的总数为6，第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部包括电池单体111、电池单体112、电池单体113、电池单体114、电池单体115和电池单体116；第1个空腔体的内部的第1条二级支路通管L11的出液口临近的电池模组11内设置有三级支路通管L111、三级支路通管L112、三级支路通管L113、三级支路通管L114、三级支路通管L115及三级支路通管L116，三级支路通管L111、三级支路通管L112、三级支路通管L113、三级支路通管L114、三级支路通管L115及三级支路通管L116的进液口均与二级支路通管L11的内部连通，且三级支路通管L111的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部，且临近电池单体111的位置；三级支路通管L112的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部，且临近电池单体112的位置；三级支路通管L113的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部，且临近电池单体113的位置；三级支路通管L114的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部，且临近电池单体114的位置；三级支路通管L115的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部，且临近电池单体115的位置；三级支路通管L116的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部，且临近电池单体116的位置；三级支路通管L111、三级支路通管L112、三级支路通管L113、三级支路通管L114、三级支路通管L115及三级支路通管L116的出液口均设置有温度感应喷头。
作为示例，请继续参考图6，当第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部的第1个电池单体111发生热失控时，三级支路通管L111的出液口处的温度感应喷头内的热敏元件变形，使得三级支路通管L111内的灭火剂经由所述温度感应喷头的出液口流出，并向发生热失控的电池单体111的表面喷洒，以对电池单体111进行针对性灭火。
优选地，在本申请的一个实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包中，所述温度感应喷头的出液口与所述电池单体的排气阀相对设置，使灭火剂的流动方向与热失控热蔓延方向一致，从而使灭火剂从热失控发生位置向未发生热失控位置进行覆盖。由于温度感应喷头内热敏元件的变形温度值小于或等于所述电池单体发生热失控的温度的起始值，使得温度感应喷头提前于电池单体发生热失控的时刻喷放灭火剂，使得灭火剂充满整个发生热失控单体附近的受限空间。由于受限空间的几何尺寸和灭火剂的表面张力能够互相正向促进，以及灭火剂的饱和蒸汽压的反向限制，灭火剂能够有效驻留于发生热失控的单体的临近空间，充分吸收热失控单体释放的能量，降低热量的累积与传播，阻止热失控蔓延。
请继续参考图6，三级支路通管L111的出液口处的温度感应喷头与电池单体111的排气阀相对设置；三级支路通管L112的出液口处的温度感应喷头与电池单体112的排气阀相对设置；三级支路通管L113的出液口处的温度感应喷头与电池单体113的排气阀相对设置；三级支路通管L114的出液口处的温度感应喷头与电池单体114的排气阀相对设置；三级支路通管L115的出液口处的温度感应喷头与电池单体115的排气阀相对设置；三级支路通管L116的出液口处的温度感应喷头与电池单体116的排气阀相对设置。
作为示例，请继续参考图6，例如当电池单体111发生热失控时，三级支路通管L111的出液口处的温度感应喷头内的热敏元件变形，使得三级支路通管L111内的灭火剂经由所述温度感应喷头的出液口流出，使灭火剂的流动方向与电池单体111热失控热蔓延方向一致，从而使灭火剂从热失控发生位置向未发生热失控位置进行覆盖。由于温度感应喷头内热敏元件的变形温度值小于或等于所述电池单体发生热失控的温度的起始值，使得温度感应喷头提前于电池单体发生热失控的时刻喷放灭火剂，使得灭火剂充满整个发生热失控单体附近的受限空间。由于受限空间的几何尺寸和灭火剂的表面张力能够互相正向促进，以及灭火剂的饱和蒸汽压的反向限制，灭火剂能够有效驻留于发生热失控的单体的临近空间，充分吸收热失控单体释放的能量，降低热量的累积与传播，阻止热失控蔓延。
进一步地，在本申请的一个实施例中，请参考图7，温度感应喷头30包括进液部31、出液部32及热敏元件33，进液部31的进液口与所述支路通管的出液口连通；出液部32的进液口与所述进液部的出液口连通；其中，进液部31的内径d的最大值小于或等于出液部32的内径D的最小值，出液部32沿灭火剂从出液部32流出的方向呈喇叭状。
优选地，所述进液部31的内径d的值为1.5mm-2.4mm；所述出液部32的内径D的值为2.4mm-6mm。
具体地，于上述实施例中的具有智能定点灭火功能的电池包中，通过设置进液部31的内径d的最大值小于或等于出液部32的内径D的最小值，并设置出液部32沿灭火剂从出液部32流出的方向呈喇叭状，使得进液部31内的高压灭火剂经由所述喇叭状的出液部32流出并呈扩散包覆的趋势覆盖发生热失控的电池单体，有效地提高了灭火降温的速度和效率，并在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量，避免因过量使用灭火剂对其他功能正常的锂离子电池或车身部件产生不良影响的情况发生。
进一步地，在本申请的一个实施例中提供的一种具有智能定点灭火功能的电池包中，请参考图8，所述具有智能定点灭火功能的电池包还包括水冷管40，水冷管40设置于空腔体101的底面、侧面或顶面中的至少一个面上，用于降温，以便于根据不同结构的电池包的具体应用场景的不同需求来设置水冷管，以使得所述电池包具有水冷的功能，并避免支路通管喷放灭火剂时对水冷管的正常工作产生不良影响。
优选地，在本申请的一个实施例中，所述支路通管为软管；及/或所述干路通管为软管。以便于根据不同电池模组内部的不同形状或体积，优化支路通管与干路通管的布局设计，在节省通管用料成本并降低安装使用成本的同时，提高灭火装置的工作稳定性。
优选地，在本申请的一个实施例中，各支路通管通过粘接、卡接或螺接中的至少一种方式固定于所述壳体上，以避免电池包在使用的过程中因车身振动导致支路通管偏移预设的固定位置，影响智能灭火的效果。
优选地，在本申请的一个实施例中，所述灭火剂的形态为气态、液态或气液混合态；所述灭火剂包括六氟丙烷、七氟丙烷、全氟已酮、二氧化碳、氮气、氦气或氩气中的至少一种。
作为示例，在本申请的一个实施例中，所述灭火剂包括：七氟丙烷占混合剂的3％(以重量计)，二氧化碳占混合剂的17％(以重量计)，全氟已酮占混合剂的80％(以重量计)，灭火剂的存储状态为加压存储；七氟丙烷、二氧化碳和全氟已酮预先混合后罐装至灭火剂存储单元内存储。
作为示例，在本申请的一个实施例中，所述灭火剂包括：六氟丙烷占灭火剂的3％至40％(以体积计)，七氟丙烷占灭火剂的3％至40％(以体积计)，余量为二氧化碳。
作为示例，在本申请的一个实施例中，所述灭火剂包括：液态七氟丙烷和液态二氧化碳，七氟丙烷占混合剂的3％至80％(以体积计)，余量为二氧化碳。
作为示例，在本申请的一个实施例中，所述灭火剂包括：七氟丙烷占混合剂的25％(以重量计)，二氧化碳占混合剂的50％(以重量计)，全氟已酮占混合剂的25％(以重量计)，灭火剂的存储状态为常温，加压存储。
作为示例，在本申请的一个实施例中，所述灭火剂包括：摩尔浓度超过95％的全氟己酮溶液和氦气。
作为示例，在本申请的一个实施例中，可以设置灭火剂存储单元，用于存储并向灭火剂流动管路供给灭火剂。在本申请的其他实施例中，可以预先向灭火剂流动管路中充满预设压力值的灭火剂，并设置好支路通管能够喷出的灭火剂体积或重量，以避免因灭火剂存储单元的存在，占用较多的空间体积。
作为示例，在本申请的一个实施例中，可以设置灭火剂流动管路在电池包本体上，例如可以设置在电池包本体的上盖上，并在灭火剂流动管路上设置多个温度感应喷头，使得任一电池模组因热失控触发临近的温度感应喷头中的温度感应材料例如是易熔合金融化，灭火剂流动管路中的灭火剂经由该温度感应喷头喷出，以对发生热失控的电池模组喷淋灭火剂灭火。在本申请的其他实施例中，也可以将灭火剂流动管路设置于电池包本体的壳体的底板及/或侧面壁板上，以实现对发生热失控的电池模组喷淋灭火剂灭火。
作为示例，在本申请的一个实施例中，可以将灭火剂流动管路与电池包本体的底板、侧壁、中隔或上盖中的一个或过个集成在一起。
作为示例，在本申请的一个实施例中，可以在电池包本体上设置通道，用于容纳灭火剂流动管路，以使得灭火剂流动管路镶嵌在电池包本体上。在本申请的其他实施例中，也可以将灭火剂流动管路通过卡接、螺接或焊接中的一种或多种连接方式固定于电池包本体上，当然也可以通过支架间接将灭火剂流动管路固定于电池包本体上。这里只是示意性给出灭火剂流动管路与电池包本体的连接方式，并不作为对申请的限制。
作为示例，在本申请的一个实施例中，当灭火剂流动管路中的支路通管延伸至电池包内的模组内部时，可以将支路通管与电池模组的壳体固定连接。例如可以将支路通管设置于电池模组的顶部盖板、侧面壁板或底板的表面。
作为示例，在本申请的一个实施例中，当灭火剂流动管路中的支路通管延伸至电池包内的模组内部时，可以在电池模组的壳体上预先设置通道，用于容纳灭火剂流动管路，以使得灭火剂流动管路镶嵌在电池模组的壳体上。
进一步地，本申请的另一方面提供一种车辆，包括如任一本申请实施例中所述的具有智能定点灭火功能的电池包。由于所述车辆安装的电池包具备智能定点灭火的功能，因而有效地提高了车辆的智能性与安全性。
在本申请的一个实施例中，所述车辆包括但不限于两轮车、三轮车或四轮车等需要使用电池提供动力的车辆。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
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 (13)

1.一种具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，包括：
电池包本体，所述电池包本体包括具有若干个空腔体的壳体，所述空腔体的内部的设置有若干个电池模组，所述电池模组包括若干个电池单体；
灭火剂流动管路，所述灭火剂流动管路包括若干个支路通管，各所述支路通管的进液口均用于与灭火剂存储单元连通，各所述支路通管的出液口分别延伸至不同的所述空腔体的内部或外侧的预设位置，所述灭火剂流动管路内部设置有预设压力值的灭火剂，所述预设压力值大于标准大气压值，以减少灭火剂的使用量，所述预设压力值为0.8MPa-4.5MPa；以及
若干个温度感应喷头，各所述温度感应喷头的内部填满热敏元件，所述热敏元件在预设的正常工作温度范围内堵塞各温度感应喷头；
其中，所述支路通管包括若干条一级支路通管，所述一级支路通管分别延伸至不同空腔体的侧壁表面，至少一条所述一级支路通管的表面设置有若干条二级支路通管，各所述二级支路通管的进液口均与所述一级支路通管的内部连通，至少一条所述二级支路通管的出液口临近的电池模组的内部设置有若干条三级支路通管，各所述三级支路通管的进液口均与所述二级支路通管的内部连通，各所述三级支路通管的出液口均设置有温度感应喷头，任一预设位置处的温度感应喷头内的热敏元件在所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形，使得延伸至所述预设位置处的支路通管内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出，以实现定点并定向喷射灭火剂灭火，所述三级支路通管的所述温度感应喷头的出液口与所述电池单体的排气阀相对设置，使灭火剂的流动方向与热失控热蔓延方向一致，从而使灭火剂从热失控发生位置向未发生热失控位置进行覆盖，所述预设变形温度阈值范围的最大值小于或等于所述电池单体发生热失控的温度的起始值，所述变形包括熔化或软化中的至少一种，所述预设变形温度阈值范围为85℃-180℃。
2.根据权利要求1所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，所述灭火剂流动管路还包括干路通管，所述干路通管的进液口位于所述壳体的外侧或内部，用于与所述灭火剂存储单元连通，所述干路通管延伸至所述壳体的内部或外侧，各所述支路通管的进液口均与所述干路通管的内部连通。
3.根据权利要求2所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，各所述二级支路通管的出液口分别延伸至不同的空腔体的内部或外侧的预设位置。
4.根据权利要求3所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，
所述支路通管包括m条一级支路通管和mn条二级支路通管，任一所述空腔体的内部的电池模组的总数为n；
所述一级支路通管的总数与所述空腔体的总数相等；
第i个空腔体的侧壁表面设置有第i条一级支路通管Li，且第i个空腔体的内部的设置有n条二级支路通管Lij，i∈[1，m]，j∈[1，n]；二级支路通管Lij的进液口均与一级支路通管Li的内部连通，且二级支路通管Lij的出液口延伸至第i个空腔体的内部的不同的预设位置；
其中，i为正整数，j为正整数，m为大于或等于1的整数，n为大于或等于1的整数。
5.根据权利要求4所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，任一所述电池模组的内部的电池单体的总数为q；
第i个空腔体的内部的第j条二级支路通管Lij的出液口临近的电池模组的内部设置有q条三级支路通管Lijk，三级支路通管Lijk的进液口均与二级支路通管Lij的内部连通，且三级支路通管Lijk的出液口延伸至第i个空腔体的内部的第j个电池模组的内部的预设位置；
任一三级支路通管Lijk的出液口设置有所述温度感应喷头；
其中，k∈[1，q]，k为正整数，q为大于或等于1的整数。
6.根据权利要求5所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，三级支路通管Lijk的出液口处的温度感应喷头的出液口，与第i个空腔体的内部的第j个电池模组的内部的第k个电池单体的排气阀相对设置。
7.根据权利要求1-6任一项所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，所述温度感应喷头包括：
进液部，所述进液部的进液口与所述支路通管的出液口连通；
出液部，所述出液部的进液口与所述进液部的出液口连通；
其中，所述进液部的内径的最大值小于或等于所述出液部的内径的最小值，所述出液部沿灭火剂从所述出液部流出的方向呈喇叭状。
8.根据权利要求1-6任一项所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，还包括：
水冷管，设置于所述空腔体的底面、侧面或顶面中的至少一个面上，用于降温。
9.根据权利要求1-6任一项所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，所述热敏元件包括易熔合金、记忆合金、热塑性树脂、热敏密封火药或热塑性玻璃中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，所述进液部的内径的值为1.5mm-2.4mm，所述出液部的内径的值为2.4mm-6mm。
11.根据权利要求1-6任一项所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，所述灭火剂的形态为气态、液态、气液混合态、固液混合态或气固液混合态中的至少一种。
12.根据权利要求1-6任一项所述的具有智能定点灭火功能的电池包，其特征在于，所述灭火剂包括六氟丙烷、七氟丙烷、全氟已酮、二氧化碳、氮气、氦气或氩气中的至少一种。
13.一种车辆，其特征在于，包括：
如权利要求1-12任一项所述的具有智能定点灭火功能的电池包。
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Denomination of invention: A battery pack with intelligent fixed-point fire extinguishing function

Granted publication date: 20221011

Pledgee: Fumin Sub branch of Bank of Shanghai Co.,Ltd.

Pledgor: ZHEFU INTELLIGENT SYSTEM (SHANGHAI) Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980003868