CN115282531B - 一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，包括：装置外壳,其上方间隔有二级灭火仓，其内填充有一定体积的水，用于紧急情况下的灭火；所述装置外壳内部放置有锂电池组、控温断电装置以及一级灭火装置，且所述锂电池组固定装配在装置外壳底部的内壁上，所述控温断电装置以及一级灭火装置分别固定装配在装置外壳左右两侧的下端的内壁上；外接口，固定装配在所述装置外壳左侧的外壁上，其内接锂电池组，用于其电能的传导，且其上端设置有断电警报器，所述断电警报器固定装配在装置外壳左侧。

Description

一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，具体涉及一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流，锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。

其中，锂离子电池广泛运用于新能源汽车中，然而随着电池的老化，或者长时间的负荷运动，锂离子电池往往会因过热而产生起火，然而现有的灭火方式中，水的灭火效果最好，其次是全氟乙酮灭火器，然而在这灭火方式往往只能运用于紧急状态下，会对其它电池造成损害，且锂电池的着火方式往往是因某个电池局部过热，从而引发的火灾，现有的装置只能在其着火阶段，对其进行阻断，并不能在其高温阶段进行处理，这种方式往往会造成其它电池组的损坏，同时大多数装置在灭火前，并不会对装置进行断电处理，极易造成汽车内部其它装置的损坏。

因此，有必要提供一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置以解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，包括：

装置外壳,其上方间隔有二级灭火仓，其内填充有一定体积的水，用于紧急情况下的灭火；

所述装置外壳内部放置有锂电池组、控温断电装置以及一级灭火装置，且所述锂电池组固定装配在装置外壳底部的内壁上，所述控温断电装置以及一级灭火装置分别固定装配在装置外壳左右两侧的下端的内壁上；

外接口，固定装配在所述装置外壳左侧的外壁上，其内接锂电池组，用于其电能的传导，且其上端设置有断电警报器，所述断电警报器固定装配在装置外壳左侧。

进一步，作为优选，所述装置外壳中部分隔板下端固定装配有烟雾感应器以及多组喷洒头。

进一步，作为优选，所述控温断电装置包括：

升温驱动装置，固定装配在所述装置外壳中部分隔板下端面的左侧，且其下端固定装配有竖直设置的控温滑块；

固定轨道，对称设置有两组，均竖直装配在所述装置外壳左侧的内壁上，且其上滑动装配有控温滑块；

支撑架，水平放置在所述固定轨道右侧，其上端固定装配有降温装置。

进一步，作为优选，两组所述固定轨道外侧对称设置有两组固定弹簧，且固定弹簧一端固定在装置外壳左侧的内壁上，另一端固定装配有内接口，所述内接口通过电池线路内接在锂电池组上，且内接口与外接口相对应。

进一步，作为优选，所述升温驱动装置包括：

气压缸，固定装配在所述装置外壳中部分隔板的下端面上，其内部滑动装配有密闭活塞，且所述气压缸底部设置有泄气口；

储气罐，放置在所述气压缸右侧，且其通过连通管与气压缸相连。

进一步，作为优选，所述降温装置包括：

液氮罐，固定装配在所述支撑架上，且所述液氮罐倒立设置，其下端瓶口处设置有流量控制阀，且所述流量控制阀下端分设有液氮流出口；

第一齿轮，同轴固定装配在所述流量控制阀上，其左侧啮合装配有第二齿轮，所述第二齿轮转动装配在支撑架左端。

进一步，作为优选，所述第二齿轮竖直设置，且其左端平面上设置有固定轴，且该固定轴与所述控温滑块滑动装配。

进一步，作为优选，所述一级灭火装置包括：

固定架，固定装配在所述装置外壳右侧的内壁上，其上设置有两组固定箍，固定装配有全氟乙酮灭火器；

所述全氟乙酮控制器倒立设置，其下端设置有控制器，用于控制全氟乙酮灭火器的开启和闭合，且其背侧设置有喷剂管，其顶端配置有灭火剂喷出口。

进一步，作为优选，所述控制器由烟雾警报器直接控制，当有烟雾产生时，控制器控制全氟乙酮灭火器开启。

进一步，作为优选，所述喷洒头贯穿设置在所述装置外壳中部的分隔板上，且其下端设置有视觉模块，当所述视觉模块检测到有明火产生时，喷洒头开启。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，具有以下有益效果：

1.本发明中，设置有控温断电装置，当装置内部的温度升高时，升温驱动装置内的气体会随温度的升高进行一定体积的膨胀，从而推动其密闭活塞，最终通过传动使降温装置喷出液氮进行降温，并且降温装置的液氮流量大小与装置内部的温度成正比，且当装置内部的温度到一定程度时，控温滑块会推动内接口与外接口断开，从而实现断电，防止锂电池组短路造成其它装置损坏，且断电后断电警报器会启动，提醒车主进行检修，并且当控温断电装置运行至极限状态后，其会始终保持该状态，不会因内部温度的降低而改变。

2.本发明中，增设有全氟乙酮灭火装置以及水灭火装置，当控温断电装置未能有效控制其温度，使其过高产生烟雾时，其上端设置的烟雾感应器会驱动一级灭火装置喷出全氟乙酮灭火剂与降温装置共同处理，当两者同时运行不能遏制火灾，使其产生明火时，喷洒头会将二级灭火仓内的水喷出，进行灭火处理，且在一级灭火装置或二级灭火仓进行工作时，控温断电装置会封堵接线口，保证装置内部处于密封状态，降低内部氧气浓度的同时，防止二级灭火仓工作时产生泄露，造成其它装置损坏。

附图说明

图1为一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置结构示意图；

图2为一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置结构正视图；

图3为一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置控温断电装置结构示意图；

图4为一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置控温滑块结构示意图；

图5为一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置升温驱动装置结构示意图；

图6为一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置降温装置结构示意图；

图7为一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置一级灭火装置结构示意图；

图中：1、装置外壳；2、锂电池组；3、控温断电装置；4、一级灭火装置；5、二级灭火仓；6、断电警报器；7、外接口；8、烟雾警报器；9、喷洒头；31、升温驱动装置；32、控温滑块；33、固定轨道；34、支撑架；35、降温装置；36、内接口；37、固定弹簧；38、电池线路；311、气压缸；312、连通管；313、储气罐；314、密闭活塞；315、泄气口；351、液氮罐；352、流量控制阀；353、第一齿轮；354、第二齿轮；355、液氮流出口；41、固定架；42、固定箍；43、全氟乙酮灭火器；44、控制器；45、灭火剂喷出口。

具体实施方式

请参阅图1～7，本发明提供了一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，包括：

装置外壳1,其上方间隔有二级灭火仓5，其内填充有一定体积的水，用于紧急情况下的灭火；

所述装置外壳1内部放置有锂电池组2、控温断电装置3以及一级灭火装置4，且所述锂电池组2固定装配在装置外壳1底部的内壁上，所述控温断电装置3以及一级灭火装置4分别固定装配在装置外壳1左右两侧的下端的内壁上；

外接口7，固定装配在所述装置外壳1左侧的外壁上，其内接锂电池组2，用于其电能的传导，且其上端设置有断电警报器6，所述断电警报器固定装配在装置外壳1左侧；

作为较佳实施例，二级灭火仓5内的水的体积等于其下方锂电池组2所在区域内的剩余体积，且该水中加设有防冻剂，防止在低温天气下造成结冰，从而影响装置的运行，且所述断电警报器6在外接口7断开时进行工作，提醒车主进行检修，排除安全隐患，待外接口7重新接上时，断电警报器6停止工作。

进一步，所述装置外壳1中部分隔板下端固定装配有烟雾感应器8以及多组喷洒头9；

进一步，所述控温断电装置3包括：

升温驱动装置31，固定装配在所述装置外壳1中部分隔板下端面的左侧，且其下端固定装配有竖直设置的控温滑块32；

固定轨道33，对称设置有两组，均竖直装配在所述装置外壳1左侧的内壁上，且其上滑动装配有控温滑块32；

支撑架34，水平放置在所述固定轨道33右侧，其上端固定装配有降温装置35；

作为较佳实施例，所述升温驱动装置31内的气体会随温度的升高进行一定体积的膨胀，从而推动控温滑块32沿固定轨道33向下滑动，最终通过传动使降温装置35喷出液氮进行降温，并且降温装置35的液氮流量大小与装置内部的温度成正比，且所述控温滑块32分为a、b以及c三个阶段，分别对应不同的工作状态初始状态下。

进一步，两组所述固定轨道33外侧对称设置有两组固定弹簧37，且固定弹簧37一端固定在装置外壳1左侧的内壁上，另一端固定装配有内接口36，所述内接口36通过电池线路38内接在锂电池组2上，且内接口36与外接口37相对应；

作为较佳实施例，初始状态下，内接口36处于控温滑块32的a段底端，此时锂电池组处于正常工作状态的临界点，当内接口36处于a段顶端时，该锂电池达到其失效温度，当其到达b段时，内接口36在其作用下与外接口7断开，从而实现断电，防止锂电池组短路造成其它装置损坏，且断电后断电警报器6会启动，提醒车主进行检修，当其到达c段时，内接口36与外接口7完全断开，且c段背侧设置有封堵板，并在运行中对其接口进行封堵，使装置内部保持密封状态，当内接口36运行至c段顶端时，锂电池组2达到其自燃温度。

进一步，所述升温驱动装置31包括：

气压缸311，固定装配在所述装置外壳1中部分隔板的下端面上，其内部滑动装配有密闭活塞314，且所述气压缸311底部设置有泄气口315；

储气罐313，放置在所述气压缸311右侧，且其通过连通管312与气压缸311相连；

作为较佳实施例，所述气压缸311上端处于密封状态，下端设置有泄气口315防止其下端区域因温度升高从而内部气体膨胀阻碍密闭活塞314的下移，且储气罐313内填充有一定体积的气体，保证在对应温度下，通过气体热胀冷缩的性质，可以使控温滑块32在密闭活塞314的推动下处于对应的状态，且所述密闭活塞314的下端为弹性构件，可以在外力作用下进行一定程度上的拉长，当装置内部的温度处于锂电池正常工作的临界状态温度时，密闭活塞314处于其上极限位置，若装置内部温度低于该温度时，密闭活塞314下端会拉长进而抵消在储气罐313内气体缩小所带来的变化，进入保证控温滑块32处于初始状态，当装置内的温度未达到锂电池自燃温度前，密闭活塞314均可在装置内部温度下降的情况下进行回升，甚至回到初始状态，当装置内的温度未达到锂电池自燃温度，此时密闭活塞314到达气压缸311的底部，泄气口315与密闭活塞314上端相贯通，在重力的影响下，密闭活塞314会始终处于该状态，不会在后续工作中因装置内部温度降低，从而回升并解除装置整体的封闭状态，在后续的检修工作完成后，需进行人工复位并向储气罐313内重新填装有一定体积的气体，进而保证装置的再次运行。

进一步，所述降温装置35包括：

液氮罐351，固定装配在所述支撑架34上，且所述液氮罐351倒立设置，其下端瓶口处设置有流量控制阀352，且所述流量控制阀352下端分设有液氮流出口355所述液氮罐351倒立设置，便于液氮流出，同时防止液氮流出口距离升温驱动装置31过近造成影响；

第一齿轮353，同轴固定装配在所述流量控制阀352上，其左侧啮合装配有第二齿轮354，所述第二齿轮354转动装配在支撑架34左端；

作为较佳实施例，所述流量控制阀352在初始状态下处于关闭状态，且当第一齿轮353逆时针转动时，流量控制阀352打开，并且相对于初始状态，第一齿轮353的转动角度与流量控制阀352的开合程度成正比，流量控制阀352在初始状态下逆向自锁，工作时，若装置内温度升高，第二齿轮354顺时针转动，驱动第一齿轮逆时针转动，流量控制阀352打开，液氮由液氮流出口355流出，气化带走多余热量，同时液氮的气化一定程度上降低装置内的氧气浓度，防止锂电池自燃。

进一步，所述第二齿轮354竖直设置，且其左端平面上设置有固定轴，且该固定轴与所述控温滑块32滑动装配；

作为较佳实施例，初始状态下，第二齿轮354的固定轴位于其相对位置的最上方，此时，流量控制阀处于闭合状态，当控温滑块32运行至极限位置时，第二齿轮354的固定轴位于其相对位置的最下方，此时流量控制阀352完全打开。

进一步，所述一级灭火装置4包括：

固定架41，固定装配在所述装置外壳1右侧的内壁上，其上设置有两组固定箍42，固定装配有全氟乙酮灭火器43；

所述全氟乙酮控制器43倒立设置，其下端设置有控制器44，用于控制全氟乙酮灭火器43的开启和闭合，且其背侧设置有喷剂管，其顶端配置有灭火剂喷出口45；

进一步，所述控制器44由烟雾警报器8直接控制，当有烟雾产生时，控制器44控制全氟乙酮灭火器43开启；

进一步，所述喷洒头9贯穿设置在所述装置外壳1中部的分隔板上，且其下端设置有视觉模块，当所述视觉模块检测到有明火产生时，喷洒头9开启；

具体实施时,包括以下步骤：先在二级灭火仓5加入一定体积的水，并在该水中加设防冻剂，然后在储气罐内加入一定体积的指定气体，当装置内温度升高时，升温驱动装置31会驱动控温滑块32使降温装置35开启，通过液氮的气化来降低装置内的整体温度，被随着温度的降低，各装置回到初始状态，若未能有效降低温度，当装置内温度到达锂电池的失效温度时，控温滑块32驱动内接口36与外接口7断开，此时断电警报器6开启，当装置内有烟雾产生时，烟雾感应器8会驱动一级灭火装置4喷出全氟乙酮灭火剂，进行处理，若均为得到有效控制，装置内温度到达锂电池组2的自燃点，此时，控温滑块32会完全堵住接线口，使装置处于密封状态下，最大程度上隔绝氧气，降低燃烧条件，同时控温断电装置3将持续保持满工作状态，且不随装置内温度的变化而变化，若装置内有明火产生，喷洒口9上的视觉模块会驱动喷洒口9开启，使二级灭火仓内的水倒灌，在三者的共同努力下进行灭火，同时，在此过程中，断电警报器6始终处于报警状态，示警车主进行维修。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，其特征在于：包括：

装置外壳(1),其上方间隔有二级灭火仓(5)，其内填充有一定体积的水，用于紧急情况下的灭火；

所述装置外壳(1)内部放置有锂电池组(2)、控温断电装置(3)以及一级灭火装置(4)，且所述锂电池组(2)固定装配在装置外壳(1)底部的内壁上，所述控温断电装置(3)以及一级灭火装置(4)分别固定装配在装置外壳(1)左右两侧的下端的内壁上；

外接口(7)，固定装配在所述装置外壳(1)左侧的外壁上，其内接锂电池组(2)，用于其电能的传导，且其上端设置有断电警报器(6)，所述断电警报器固定装配在装置外壳(1)左侧；

所述控温断电装置(3)包括：

升温驱动装置(31)，固定装配在所述装置外壳(1)中部分隔板下端面的左侧，且其下端固定装配有竖直设置的控温滑块(32)；

固定轨道(33)，对称设置有两组，均竖直装配在所述装置外壳(1)左侧的内壁上，且其上滑动装配有控温滑块(32)；

支撑架(34)，水平放置在所述固定轨道(33)右侧，其上端固定装配有降温装置(35)；

两组所述固定轨道(33)外侧对称设置有两组固定弹簧(37)，且固定弹簧(37)一端固定在装置外壳(1)左侧的内壁上，另一端固定装配有内接口(36)，所述内接口(36)通过电池线路(38)内接在锂电池组(2)上，且内接口(36)与外接口(7)相对应；

所述升温驱动装置(31)包括：

气压缸(311)，固定装配在所述装置外壳(1)中部分隔板的下端面上，其内部滑动装配有密闭活塞(314)，且所述气压缸(311)底部设置有泄气口(315)；

储气罐(313)，放置在所述气压缸(311)右侧，且其通过连通管(312)与气压缸(311)相连；

所述降温装置(35)包括：

液氮罐(351)，固定装配在所述支撑架(34)上，且所述液氮罐(351)倒立设置，其下端瓶口处设置有流量控制阀(352)，且所述流量控制阀(352)下端分设有液氮流出口(355)；

第一齿轮(353)，同轴固定装配在所述流量控制阀(352)上，其左侧啮合装配有第二齿轮(354)，所述第二齿轮(354)转动装配在支撑架(34)左端。

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，其特征在于：所述装置外壳(1)中部分隔板下端固定装配有烟雾警报 器(8)以及多组喷洒头(9)。

3.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，其特征在于：所述第二齿轮(354)竖直设置，且其左端平面上设置有固定轴，且该固定轴与所述控温滑块(32)滑动装配。

4.根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，其特征在于：所述一级灭火装置(4)包括：

固定架(41)，固定装配在所述装置外壳(1)右侧的内壁上，其上设置有两组固定箍(42)，固定装配有全氟乙酮灭火器(43)；

所述全氟乙酮灭火器(43)倒立设置，其下端设置有控制器(44)，用于控制全氟乙酮灭火器(43)的开启和闭合，且其背侧设置有喷剂管，其顶端配置有灭火剂喷出口(45)。

5.根据权利要求4所述的一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，其特征在于：所述控制器(44)由烟雾警报器(8)直接控制，当有烟雾产生时，控制器(44)控制全氟乙酮灭火器(43)开启。

6.根据权利要求2所述的一种用于新能源汽车锂电池的灭火装置，其特征在于：所述喷洒头(9)贯穿设置在所述装置外壳(1)中部的分隔板上，且其下端设置有视觉模块，当所述视觉模块检测到有明火产生时，喷洒头(9)开启。

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