CN118178927A - 新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统及方法,属于消防技术领域,通过探测组件对电池箱及其环境进行监控,通过控制系统进行控制,温度大于35摄氏度时或热失效早期,主动冷却组件启动热交换部件进行降温,当热失控发生期时,启动热交换部件进行降温且进行安全提醒、进行安全停泊且停泊后进行断电以及电池箱释放第一抑制剂进行抑制热失控,热失控发生期,释放第二抑制剂,火灾初期,释放第一灭火剂进行灭火,发现无法抑制灭火,释放第二灭火剂进行灭火,灭火成功后,又出现第二次热失控,进行安全提醒的同时,启动声光报警、风机进行运作,并且发送信号给市政消防设施;通过不同的方案分别用于应对不同的险情。
Description
技术领域
本发明属于消防系统技术领域,具体涉及一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统及方法。
背景技术
抑制灭火系统采用常温常/低压下为液态的灭火剂或抑制剂,包括全氟己酮、七氟丙烷、一溴三氟丙烯( BTP)及细水雾型水系灭火抑制剂、复合灭火剂等。
在热失控的不同阶段,启动不同的冷却机制,进行降温冷却处理;在热失控发生期进行热失控抑制;在火灾初期进行灭火。在出现废气逸出的情况下,说明电池管理系统可能不能及时关闭电池电源,或者不能有效阻止受损电池温度继续升高至热失控点。为了解决上述存在的问题,遂有了本方案的产生。
发明内容
鉴于现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是提供一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统及方法,能够有效控制热失效。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统,包括探测组件、主动冷却组件、灭火剂组件、灭火剂检测组件、被动安全组件和控制系统,所述控制系统用于处理探测组件、主动冷却组件、灭火剂检测组件所发送的信号,所述控制系统用于控制主动冷却组件进行灭火降温;
所述探测组件包括温度传感器、光学烟雾传感器、氢气气体传感器、一氧化碳烟雾传感器、压力传感器和电解液泄露监测传感器,所述温度传感器、光学烟雾传感器、氢气气体传感器、一氧化碳烟雾传感器、压力传感器和电解液泄露监测传感器安装在电池箱内部;
所述主动冷却组件包括热交换部件,所述热交换部件位于电池箱内部;所述灭火剂组件包括第一灭火剂、第二灭火剂、声光报警部件和风机控制部件;所述被动安全组件包括安全提醒部件、第一抑制剂和第二抑制剂,所述灭火剂检测组件用于检测灭火剂组件中的灭火剂是否失效。
进一步,所述灭火剂检测组件包括多个探针和微控制器单元,所述探针的电极浸入灭火剂原液中,所述微控制器单元产生方波信号扫描探针的电极并接收探针的电极所反馈的波形信号且发送给控制系统。
进一步,所述灭火剂检测组件包括一对超声波换能器和微控制器单元,所述微控制器单元控制超声波换能器发出超声波测出超声波飞行时间差并发送给控制系统。
进一步,所述热交换部件包括热交换板和温度控制主机,所述热交换板内设置有管路,所述管路中具有液体介质,所述管路的输出端与温度控制主机输入端相连通,所述管路的输入端与温度控制主机输出端相连通。
一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控方法,采用一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统进行操作,包括如下步骤:
S1、获得锂电池或储能电站环境参数以及各传感器的电压、电流和电阻信息,通过多次不同时间的信息反馈获得不同时间的前后数据;
S2、根据状态信息和目标电池箱的历史状态信息,多参数耦合分析判断是否为热失控;
S3、当热失控发生时,启动主动冷却组件进行冷却灭火;
S31、当温度低于25摄氏度时,启动热交换部件进行加热;
S32、当电池温度高于三十五摄氏度和即将发生热失控时,启动热交换部件进行降温;
S33、热失控早期时,启动热交换部件进行降温、进行安全提醒、进行安全停泊且停泊后进行断电以及电池箱释放第一抑制剂进行抑制热失控;
S34、热失控发生期,释放第二抑制剂进行抑制热失控;
S35、火灾初期,释放第一灭火剂进行灭火,发现无法抑制灭火,释放第二灭火剂进行灭火,灭火成功后,又出现第二次热失控,进行安全提醒的同时,启动声光报警、风机进行运作,并且发送信号给市政消防设施。
进一步,所述步骤S1中的环境参数包括温度信息、气体成分信息和压力信息。
进一步,所述步骤S32的具体步骤如下:当电池温度高于三十五摄氏度和即将发生热失控时,温度控制主机冷却液体介质并驱动液体介质在管路进行移动,将电池箱的热度带出后再次进行冷却,一直循环至电池温度低于35摄氏度。
进一步,所述步骤S33的具体步骤如下:热失控早期时,温度控制主机冷却液体介质并驱动液体介质在管路进行移动,将电池箱的热度带出后再次进行冷却,一直循环至电池温度低于35摄氏度,且进行安全提醒和进行安全停泊且停泊后进行断电,电池箱内的第一抑制剂同步进行释放。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明中的一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统及方法通过探测组件对电池箱及其环境进行监控,通过控制系统进行控制,当温度大于35摄氏度时或者热失效早期,主动冷却组件启动热交换部件进行降温,当热失控发生期时,启动热交换部件进行降温且进行安全提醒、进行安全停泊且停泊后进行断电以及电池箱释放第一抑制剂进行抑制热失控,热失控发生期,释放第二抑制剂进行抑制热失控,火灾初期,释放第一灭火剂进行灭火,发现无法抑制灭火,释放第二灭火剂进行灭火,灭火成功后,又出现第二次热失控,进行安全提醒的同时,启动声光报警、风机进行运作,并且发送信号给市政消防设施;通过不同的方案分别用于应对不同的险情。
2.热交换部件包括热交换板和温度控制主机,热交换板放置于电池箱内,通过温度控制主机对液体介质进行加热或冷却,再将液体介质通过管路送入热交换板内的管路中,通过内部流转的液体进行循环换热,以实现实时调节电池温度,更好的保护电池系统。
3.所述探测组件包括温度传感器、光学烟雾传感器、氢气气体传感器、一氧化碳烟雾传感器、压力传感器和电解液泄露监测传感器,多个传感器内置在电池箱内部,采集环境数据,并采集电池箱控制面板传输的电压、电流、电阻等信号,传输到控制系统中,处理器将采集到的数据放入ROM中的“数据库”进行分析、判断和处理;针对锂离子电池热失控不同阶段特征进行分级预警、报警,实现早期感知、智能判断、提前预警和火灾报警能力;当出现火情时,可自动启动锂电池箱火灾抑制装置进行灭火、抑制,同时可与电池箱控制面板或整车CAN通讯、显示、联动的功能。
附图说明
图1为本发明一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控方法的流程图;
图2为本发明图1中探测组件和控制系统分析控制部分的流程放大示意图;
图3为本发明图1中主动冷却部分的流程放大示意图;
图4为本发明图1中被动安全部分的流程放大示意图;
图5为本发明图1中消防安全部分的流程放大示意图;
图6为本发明图1中灭火剂检测组件的检测流程示意图。
具体实施方式
为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂,下面特举实施例,并配合附图,作详细说明如下。
本实施例提供一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统,包括探测组件、主动冷却组件、灭火剂组件、灭火剂检测组件、被动安全组件和控制系统,控制系统用于处理探测组件、主动冷却组件、灭火剂检测组件所发送的信号,控制系统用于控制主动冷却组件进行灭火降温。
探测组件包括温度传感器、光学烟雾传感器、氢气气体传感器、一氧化碳烟雾传感器、压力传感器和电解液泄露监测传感器,温度传感器、光学烟雾传感器、氢气气体传感器、一氧化碳烟雾传感器、压力传感器和电解液泄露监测传感器安装在电池箱内部,具体地,多个传感器内置在电池箱内部,采集环境数据,并采集电池箱控制面板传输的电压、电流、电阻等信号,传输到控制系统中,控制系统进行分析、判断和处理;针对锂离子电池热失控不同阶段特征进行分级预警、报警,实现早期感知、智能判断、提前预警和火灾报警能力;当出现火情时,可自动启动锂电池箱火灾抑制装置进行灭火、抑制,同时可与电池箱控制面板或整车CAN通讯、显示、联动的功能。
主动冷却组件包括热交换部件,热交换部件位于电池箱内部,具体地,热交换部件包括热交换板和温度控制主机,温度控制主机包括液压泵、制冷组件和制热组件形成,制冷组件和制热组件采用市面上常用的空调系统中的制冷制热组件,热交换板内设置有管路,管路中具有液体介质,管路的输出端与温度控制主机输入端相连通,管路的输入端与温度控制主机输出端相连通。
灭火剂组件为消防安全部分。灭火剂组件包括第一灭火剂、第二灭火剂、声光报警部件和风机控制部件;第一灭火剂、第二灭火剂和风机控制部件位于电池箱内,风机控制部件用于控制风机运作,被动安全组件包括安全提醒部件、第一抑制剂和第二抑制剂,安全提醒部件位于车内操作面板上,第一抑制剂和第二抑制剂位于电池箱内。
灭火剂检测组件用于检测灭火剂组件中的灭火剂是否失效,灭火剂检测组件具有两种实施方式,其一是灭火剂检测组件包括多个探针和微控制器单元,探针的电极浸入灭火剂原液中,微控制器单元产生方波信号扫描探针的电极并接收探针的电极所反馈的波形信号且发送给控制系统。另一是灭火剂检测组件包括一对超声波换能器和微控制器单元,微控制器单元控制超声波换能器发出超声波测出超声波飞行时间差并发送给控制系统。
本方案还提供一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控方法,采用一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统进行操作,包括如下步骤:
S1、获得锂电池或储能电站环境参数以及各传感器的电压、电流和电阻信息,通过多次不同时间的信息反馈获得不同时间的前后数据;具体地,步骤S1中的环境参数包括温度信息、气体成分信息和压力信息。
S2、根据状态信息和目标电池箱的历史状态信息,多参数耦合分析判断是否为热失控。
S3、当热失控发生时,启动主动冷却组件进行冷却灭火。
S31、当温度低于25摄氏度时,启动热交换部件进行加热。
S32、当电池温度高于三十五摄氏度和即将发生热失控时,具体步骤为:启动热交换部件进行降温,当电池温度高于三十五摄氏度和即将发生热失控时,温度控制主机冷却液体介质并驱动液体介质在管路进行移动,将电池箱的热度带出后再次进行冷却,一直循环至电池温度低于35摄氏度。
S33、热失控早期时,启动热交换部件进行降温、进行安全提醒、进行安全停泊且停泊后进行断电以及电池箱释放第一抑制剂进行抑制热失控。具体步骤为:热失控早期时,温度控制主机冷却液体介质并驱动液体介质在管路进行移动,将电池箱的热度带出后再次进行冷却,一直循环至电池温度低于35摄氏度,且进行安全提醒和进行安全停泊且停泊后进行断电,电池箱内的第一抑制剂同步进行释放。
S34、热失控发生期,释放第二抑制剂进行抑制热失控。
S35、火灾初期,释放第一灭火剂进行灭火,发现无法抑制灭火,释放第二灭火剂进行灭火,灭火成功后,又出现第二次热失控,进行安全提醒的同时,启动声光报警、风机进行运作,并且发送信号给市政消防设施。
本方法通过不同的方案分别用于应对不同的险情,反应更迅速,灭火效率更好,人员的安全保证性更好。
以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明创造精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内,本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统,其特征在于:包括探测组件、主动冷却组件、灭火剂组件、灭火剂检测组件、被动安全组件和控制系统,所述控制系统用于处理探测组件、主动冷却组件、灭火剂检测组件所发送的信号,所述控制系统用于控制主动冷却组件进行灭火降温;
所述探测组件包括温度传感器、光学烟雾传感器、氢气气体传感器、一氧化碳烟雾传感器、压力传感器和电解液泄露监测传感器,所述温度传感器、光学烟雾传感器、氢气气体传感器、一氧化碳烟雾传感器、压力传感器和电解液泄露监测传感器安装在电池箱内部;
所述主动冷却组件包括热交换部件,所述热交换部件位于电池箱内部;所述灭火剂组件包括第一灭火剂、第二灭火剂、声光报警部件和风机控制部件;所述被动安全组件包括安全提醒部件、第一抑制剂和第二抑制剂,所述灭火剂检测组件用于检测灭火剂组件中的灭火剂是否失效。
2.根据权利要求1所述的一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统,其特征在于:所述灭火剂检测组件包括多个探针和微控制器单元,所述探针的电极浸入灭火剂原液中,所述微控制器单元产生方波信号扫描探针的电极并接收探针的电极所反馈的波形信号且发送给控制系统。
3.根据权利要求1所述的一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统,其特征在于:所述灭火剂检测组件包括一对超声波换能器和微控制器单元,所述微控制器单元控制超声波换能器发出超声波测出超声波飞行时间差并发送给控制系统。
4.根据权利要求1所述的一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统,其特征在于:所述热交换部件包括热交换板和温度控制主机,所述热交换板内设置有管路,所述管路中具有液体介质,所述管路的输出端与温度控制主机输入端相连通,所述管路的输入端与温度控制主机输出端相连通。
5.一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控方法,其特征在于:采用如权利要求1所述的一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控系统进行操作,包括如下步骤:
S1、获得锂电池或储能电站环境参数以及各传感器的电压、电流和电阻信息,通过多次不同时间的信息反馈获得不同时间的前后数据;
S2、根据状态信息和目标电池箱的历史状态信息,多参数耦合分析判断是否为热失控;
S3、当热失控发生时,启动主动冷却组件进行冷却灭火;
S31、当温度低于25摄氏度时,启动热交换部件进行加热;
S32、当电池温度高于三十五摄氏度和即将发生热失控时,启动热交换部件进行降温;
S33、热失控早期时,启动热交换部件进行降温、进行安全提醒、进行安全停泊且停泊后进行断电以及电池箱释放第一抑制剂进行抑制热失控;
S34、热失控发生期,释放第二抑制剂进行抑制热失控;
S35、火灾初期,释放第一灭火剂进行灭火,发现无法抑制灭火,释放第二灭火剂进行灭火,灭火成功后,又出现第二次热失控,进行安全提醒的同时,启动声光报警、风机进行运作,并且发送信号给市政消防设施。
6.根据权利要求5所述的一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控方法,其特征在于:所述步骤S1中的环境参数包括温度信息、气体成分信息和压力信息。
7.根据权利要求5所述的一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控方法,其特征在于:所述步骤S32的具体步骤如下:当电池温度高于三十五摄氏度和即将发生热失控时,温度控制主机冷却液体介质并驱动液体介质在管路进行移动,将电池箱的热度带出后再次进行冷却,一直循环至电池温度低于35摄氏度。
8.根据权利要求5所述的一种新能源车或船电池热失控过程管理四级防控方法,其特征在于:所述步骤S33的具体步骤如下:热失控早期时,温度控制主机冷却液体介质并驱动液体介质在管路进行移动,将电池箱的热度带出后再次进行冷却,一直循环至电池温度低于35摄氏度,且进行安全提醒和进行安全停泊且停泊后进行断电,电池箱内的第一抑制剂同步进行释放。
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