CN114748818A - 一种电池箱智能灭火系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池箱智能灭火系统，包括信息获取模块、控制模块和驱动模块，信息获取模块与控制模块电性连接，控制模块与驱动模块电性连接；其中信息获取模块为复合探测器，所述复合探测器包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器和第二探测器均与火灾报警控制器电性连接；所述第一探测器用于获取烟雾浓度信号，并将实时的烟雾浓度信号上传至控制模块，烟雾浓度信号通过第一探测器探测空气中CO的浓度值进行获取；解决了现有技术中电池箱的灭火系统无法准确判定火灾，造成报、漏报现象；同时灭火系统的维护成本高，不适用大范围推广等问题。

Description

一种电池箱智能灭火系统
技术领域
本发明涉及灭火装置技术领域，具体为一种电池箱智能灭火系统。
背景技术
电池箱锂电池在受到外界加热、过充、过放、大电流充电、穿刺、挤压和外短路时，造成电池内部短路、电解液泄漏，从而引起电池内部电极-电解液反应、分解反应和电化学反应，使电池内部产生热量大于释放热量，导致电池内压及温度急剧上升，电池泄压阀弹开，释放可燃气体、烟雾并发生燃烧爆炸。现有断路器、熔断器、电池管理系统等无法阻止电池内部锂离子反应，导致热失控。而且电池箱空间狭小，电池结构紧凑密封，不易散热，容易热膨胀，产生链式反应。
基于上述情况，有必要为电池箱提供一种智能灭火系统，现有技术中电池箱的灭火系统无法准确判定火灾，造成报、漏报现象；同时灭火系统的维护成本高，不适用大范围推广。
为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池箱智能灭火系统。
本发明所要解决的技术问题如下：
现有技术中电池箱的灭火系统无法准确判定火灾，造成报、漏报现象；同时灭火系统的维护成本高，不适用大范围推广。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种电池箱智能灭火系统，包括信息获取模块、控制模块和驱动模块，信息获取模块与控制模块电性连接，控制模块与驱动模块电性连接；
所述信息获取模块为复合探测器，所述复合探测器包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器和第二探测器均与火灾报警控制器电性连接；
所述第一探测器用于获取烟雾浓度信号，并将实时的烟雾浓度信号上传至控制模块，烟雾浓度信号通过第一探测器探测空气中CO的浓度值进行获取；
所述第二探测器用于获取温度信号，并将实时的温度信号上传至控制模块，温度信号通过第二探测器探测空气温度值进行获取；
所述控制模块为火灾报警控制器，火灾报警控制器用于对第一探测器和第二探测器探测得到的烟雾浓度信号和温度信号进行分析。
进一步的，所述火灾报警控制器对烟雾浓度信号的分析过程包括：
A1、对实时的烟雾浓度信号进行分析，每隔10s将烟雾浓度信号进行差值计算，得到烟雾差值；
A2、将烟雾差值与预设的烟雾阈值进行比对，当烟雾差值大于烟雾阈值时生成第一烟雾比对信号，当烟雾差值小于以及等于烟雾阈值时生成第二烟雾比对信号；
A3、将第一烟雾比对信号和第二烟雾比对信号存储在控制模块中。
进一步的，所述火灾报警控制器对温度信号的分析过程包括：
B1、对实时的温度信号进行分析，每隔10s将温度信号进行差值计算，得到温度差值；
B2、将温度差值与预设的温度阈值进行比对，当温度差值大于温度阈值时生成第一温度比对信号，当温度差值小于以及等于温度阈值时生成第二温度比对信号；
B3、将第一温度比对信号和第二温度比对信号存储在控制模块中。
进一步的，所述驱动模块包括声光报警器、灭火装置；
所述声光报警器用于发出警报，警示人员疏散；
所述灭火装置用于对电池箱内部喷放灭火剂进行灭火。
进一步的，所述声光报警器的工作过程包括：
C1、对控制模块中存储的信号进行识别，当识别到第二烟雾比对信号和第二温度比对信号同时存在时，声光报警器不工作；
C2、当识别到第一烟雾比对信号与第一温度比对信号中的一种或两种时，声光报警器发出警报。
进一步的，所述灭火装置的工作过程包括：
D1、对控制模块中存储的信号进行识别，当识别到第一烟雾比对信号和第一温度比对信号同时存在时，灭火装置工作进行灭火操作；
D2、当识别到第二烟雾比对信号与第二温度比对信号中的一种或两种时，灭火装置不工作。
进一步的，所述灭火装置包括罐体，罐体呈柱体形状且内部放置有灭火剂，罐体的两端外表面分别安装有上端盖和下端盖，罐体的内部设有活塞，活塞与罐体的内部侧壁密封且滑动连接，下端盖的底部固定安装有线缆连接器，罐体的内部底端固定安装有动力装置，动力装置的顶部固定安装有气体消音稳流装置，动力装置用于驱动活塞在罐体内部运动，气体消音稳流装置保证动力装置工作时的稳定性，上端盖的顶部固定有喷嘴接头，喷嘴接头与罐体端部之间安装有安全泄压阀，喷嘴接头上安装有柔性喷嘴，柔性喷嘴的端部靠近中部设有大口径喷孔，大孔径喷孔的外侧环形均匀分布有四个小孔径喷孔，四个小孔径喷孔与大口径喷孔相连通，上端盖的顶部固定有液位传感器。
进一步的，所述灭火剂为全氟己酮。
本发明的有益效果：
本发明中所使用的灭火剂为全氟己酮，该灭火剂喷射后不损坏电子元器件，无需清理；喷射后对人员安全无影响；灭火效能高：使用4.2％-6％的设计浓度，能可靠地扑灭防护区内各类火灾；无污染：对大气臭氧层无破坏作用，可常压液化贮存，喷放后能全部气化、无污渍、无痕迹，具有无色、无味的特点；不导电：具有良好的绝缘性能，耐电强度110KV，对电器电子设备无腐蚀及污损，电子设备无腐蚀及污损，适宜扑灭电器火灾；储存空间小：临界温度高，临界压力值低，可在常温下液化贮存，其储存需求空间小。
本发明的后期维护成本较少，灭火剂更换周期为10年；灭火装置为非贮压产品，罐体内灭火剂以液态储存，内部无压力，适合轨道交通、车辆等高震动频率场景使用；灭火装置封口为机械膜片密封，无电磁干扰及震动等误启动风险；灭火装置内部集成有液位传感器，可实时检测罐体内灭火剂容量，无漏液风险；整体产品多为机械结构连接和机械密封，内部无压力泄漏风险、液位及探测器状态均可由控制器实时监控，故可做到长期免维护。
本发明中复合探测器采用高灵敏度传感器，可以在火灾发生前探测到电池箱内的温度和烟雾浓度的存在；实时采集监控环境内的空气环境，发现异常及时上报；采用CAN总线连接方式，可直接与控制中心通讯，且布线方便，可灵活挂载多路报警器；采用烟雾和温度分级预警，精确监测电池箱内空气，杜绝误报、漏报现象。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明灭火系统的工作流程图；
图2是本发明灭火装置的内部；
图3是本发明灭火装置的外部结构示意图；
图4是本发明柔性喷嘴的截面示意图。
图中：1、罐体；2、上端盖；3、活塞；4、线缆连接器；5、气体消音稳流装置；6、动力装置；7、下端盖；8、安全泄压阀；9、喷嘴接头；10、液位传感器；11、柔性喷嘴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：
一种电池箱智能灭火系统，包括信息获取模块、控制模块和驱动模块，信息获取模块与控制模块电性连接，控制模块与驱动模块电性连接；
其中信息获取模块为复合探测器，所述复合探测器包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器和第二探测器均与火灾报警控制器电性连接；
所述第一探测器用于获取烟雾浓度信号，并将实时的烟雾浓度信号上传至控制模块，烟雾浓度信号通过第一探测器探测空气中CO的浓度值进行获取；
所述第二探测器用于获取温度信号，并将实时的温度信号上传至控制模块，温度信号通过第二探测器探测空气温度值进行获取；
所述控制模块为火灾报警控制器，火灾报警控制器用于对第一探测器和第二探测器探测得到的烟雾浓度信号和温度信号进行分析；
所述火灾报警控制器对烟雾浓度信号的分析过程包括：
A1、对实时的烟雾浓度信号进行分析，每隔10s将烟雾浓度信号进行差值计算，得到烟雾差值；
A2、将烟雾差值与预设的烟雾阈值进行比对，当烟雾差值大于烟雾阈值时生成第一烟雾比对信号，当烟雾差值小于以及等于烟雾阈值时生成第二烟雾比对信号；
A3、将第一烟雾比对信号和第二烟雾比对信号存储在控制模块中；
所述火灾报警控制器对温度信号的分析过程包括：
B1、对实时的温度信号进行分析，每隔10s将温度信号进行差值计算，得到温度差值；
B2、将温度差值与预设的温度阈值进行比对，当温度差值大于温度阈值时生成第一温度比对信号，当温度差值小于以及等于温度阈值时生成第二温度比对信号；
B3、将第一温度比对信号和第二温度比对信号存储在控制模块中；
所述驱动模块包括声光报警器、灭火装置；
所述复合探测器安装于电池箱内，所述电池箱内还安装有感温磁发电装置，所述感温磁发电装置用于当外部电源断电或在无外部电源工况时，给灭火装置提供动力；感温磁发电装置与控制模块电性连接；
所述声光报警器用于发出警报，警示人员疏散；
所述灭火装置用于对电池箱内部喷放灭火剂进行灭火；
声光报警器的工作过程包括：
C1、对控制模块中存储的信号进行识别，当识别到第二烟雾比对信号和第二温度比对信号同时存在时，声光报警器不工作；
C2、当识别到第一烟雾比对信号与第一温度比对信号中的一种或两种时，声光报警器发出警报。
灭火装置的工作过程包括：
D1、对控制模块中存储的信号进行识别，当识别到第一烟雾比对信号和第一温度比对信号同时存在时，灭火装置工作进行灭火操作；
D2、当识别到第二烟雾比对信号与第二温度比对信号中的一种或两种时，灭火装置不工作。
所述电池箱智能灭火系统的工作步骤如下：
步骤一、当发生火灾时，首先电池箱内的复合探测器进行信息获取，第一探测器通过空气中CO浓度探测得到烟雾浓度信号，第二探测器通过空气温度值探测得到温度信号，复合探测器将获取的信息上传至火灾报警控制器；
步骤二、火灾报警控制器对烟雾浓度信号进行分析并识别到第一烟雾比对信号，对温度信号进行分析并识别到第一温度比对信号，控制模块控制声光报警器工作，并发出警报；
步骤三、控制模块控制灭火装置工作，灭火剂喷放对电池箱进行灭火；
步骤四、当外部电源断电或在无外部电源工况时，电池箱内温度达到感温磁发电装置设定的温度阈值时，感温磁发电装置会给到控制模块动力单元启动信号，进而启动灭火装置进行灭火，同时把反馈信号给到火警声光报警器，声光报警器开始报警。
所述灭火装置包括罐体1，罐体1呈柱体形状且内部放置有灭火剂，罐体1的两端外表面分别安装有上端盖2和下端盖7，上端盖2和下端盖7用于对罐体1内的灭火剂进行密封，罐体1的内部设有活塞3，活塞3与罐体1的内部侧壁密封且滑动连接，活塞3可控制灭火剂的喷出，下端盖7的底部固定安装有线缆连接器4，罐体1的内部底端固定安装有动力装置6，动力装置6的顶部固定安装有气体消音稳流装置5，线缆连接器4用于通过电缆将动力装置6外接至电源，通过动力装置6驱动活塞3在罐体1内部运动，从而对灭火剂进行推出，气体消音稳流装置5可以保证动力装置6工作时的稳定性，上端盖2的顶部固定有喷嘴接头9，喷嘴接头9与罐体1端部之间安装有安全泄压阀8，安全泄压阀8用于保证灭火剂的密封性，避免灭火剂泄露，喷嘴接头9上安装有柔性喷嘴11，柔性喷嘴11的端部靠近中部设有大口径喷孔，大孔径喷孔的外侧环形均匀分布有四个小孔径喷孔，四个小孔径喷孔与大口径喷孔相连通，上端盖2的顶部固定有液位传感器10，液位传感器10可以检测灭火剂的泄露，进一步保证灭火装置的安全。
所述灭火剂为全氟己酮。
工作原理：
当发生火灾时，首先电池箱内的复合探测器进行信息获取，第一探测器通过空气中CO浓度探测得到烟雾浓度信号，第二探测器通过空气温度值探测得到温度信号，复合探测器将获取的信息上传至火灾报警控制器；
火灾报警控制器对烟雾浓度信号进行分析并识别到第一烟雾比对信号，对温度信号进行分析并识别到第一温度比对信号，控制模块控制声光报警器工作，并发出警报；
控制模块控制灭火装置工作，灭火剂喷放对电池箱进行灭火；
当外部电源断电或在无外部电源工况时，电池箱内温度达到感温磁发电装置设定的温度阈值时，感温磁发电装置会给到控制模块动力单元启动信号，进而启动灭火装置进行灭火，同时把反馈信号给到火警声光报警器，声光报警器开始报警。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种电池箱智能灭火系统，其特征在于，包括信息获取模块、控制模块和驱动模块，信息获取模块与控制模块电性连接，控制模块与驱动模块电性连接；
所述信息获取模块为复合探测器，所述复合探测器包括第一探测器和第二探测器，所述第一探测器和第二探测器均与火灾报警控制器电性连接；
所述第一探测器用于获取烟雾浓度信号，并将实时的烟雾浓度信号上传至控制模块，烟雾浓度信号通过第一探测器探测空气中CO的浓度值进行获取；
所述第二探测器用于获取温度信号，并将实时的温度信号上传至控制模块，温度信号通过第二探测器探测空气温度值进行获取；
所述控制模块为火灾报警控制器，火灾报警控制器用于对第一探测器和第二探测器探测得到的烟雾浓度信号和温度信号进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种电池箱智能灭火系统，其特征在于，所述火灾报警控制器对烟雾浓度信号的分析过程包括：
A1、对实时的烟雾浓度信号进行分析，每隔10s将烟雾浓度信号进行差值计算，得到烟雾差值；
A2、将烟雾差值与预设的烟雾阈值进行比对，当烟雾差值大于烟雾阈值时生成第一烟雾比对信号，当烟雾差值小于以及等于烟雾阈值时生成第二烟雾比对信号；
A3、将第一烟雾比对信号和第二烟雾比对信号存储在控制模块中。
3.根据权利要求1所述的一种电池箱智能灭火系统，其特征在于，所述火灾报警控制器对温度信号的分析过程包括：
B1、对实时的温度信号进行分析，每隔10s将温度信号进行差值计算，得到温度差值；
B2、将温度差值与预设的温度阈值进行比对，当温度差值大于温度阈值时生成第一温度比对信号，当温度差值小于以及等于温度阈值时生成第二温度比对信号；
B3、将第一温度比对信号和第二温度比对信号存储在控制模块中。
4.根据权利要求1所述的一种电池箱智能灭火系统，其特征在于，所述驱动模块包括声光报警器和灭火装置；
所述声光报警器用于发出警报，警示人员疏散；
所述灭火装置用于对电池箱内部喷放灭火剂进行灭火。
5.根据权利要求4所述的一种电池箱智能灭火系统，其特征在于，所述声光报警器的工作过程包括：
C1、对控制模块中存储的信号进行识别，当识别到第二烟雾比对信号和第二温度比对信号同时存在时，声光报警器不工作；
C2、当识别到第一烟雾比对信号与第一温度比对信号中的一种或两种时，声光报警器发出警报。
6.根据权利要求4所述的一种电池箱智能灭火系统，其特征在于，所述灭火装置的工作过程包括：
D1、对控制模块中存储的信号进行识别，当识别到第一烟雾比对信号和第一温度比对信号同时存在时，灭火装置工作进行灭火操作；
D2、当识别到第二烟雾比对信号与第二温度比对信号中的一种或两种时，灭火装置不工作。
7.根据权利要求4所述的一种电池箱智能灭火系统，其特征在于，所述灭火装置包括罐体(1)，罐体(1)呈柱体形状且内部放置有灭火剂，罐体(1)的两端外表面分别安装有上端盖(2)和下端盖(7)，罐体(1)的内部设有活塞(3)，活塞(3)与罐体(1)的内部侧壁密封且滑动连接，下端盖(7)的底部固定安装有线缆连接器(4)，罐体(1)的内部底端固定安装有动力装置(6)，动力装置(6)的顶部固定安装有气体消音稳流装置(5)，动力装置(6)用于驱动活塞(3)在罐体(1)内部运动，气体消音稳流装置(5)保证动力装置(6)工作时的稳定性，上端盖(2)的顶部固定有喷嘴接头(9)，喷嘴接头(9)与罐体(1)端部之间安装有安全泄压阀(8)，喷嘴接头(9)上安装有柔性喷嘴(11)，柔性喷嘴(11)的端部靠近中部设有大口径喷孔，大孔径喷孔的外侧环形均匀分布有四个小孔径喷孔，四个小孔径喷孔与大口径喷孔相连通，上端盖(2)的顶部固定有液位传感器(10)。
8.根据权利要求7所述的一种电池箱智能灭火系统，其特征在于，所述灭火剂为全氟己酮。
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