CN205569556U - 一种车载电池箱的灭火系统和一种车载电池箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车载电池箱的灭火系统和一种车载电池箱，车载电池箱包括箱体和灭火系统，灭火系统包括用于检测电池箱内部对应的数据信息的检测模块，以及灭火器，检测模块为气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器中的至少一种。通过对应的传感器来检测对应的数据信息，当该信息满足条件时，均控制灭火器进行灭火。这几种传感器检测的信息均是在火灾发生前产生的数据信息，通过对该数据信息进行判断，能够对电池箱进行火灾预警判断，在出现火灾之前进行动作，提升了电池箱灭火系统的可靠性，保证了行车的安全性。

Description

一种车载电池箱的灭火系统和一种车载电池箱

技术领域

本实用新型涉及一种车载电池箱的灭火系统和一种车载电池箱。

背景技术

由于现有新能源汽车都是采用锂离子电池作为动力系统，而锂离子电池在车辆运行过程中，存在一定的安全隐患，特别是在滥用情况下，比如车辆在充电过程中过充、过放、挤压、针刺、火烧等等情况下，锂离子电池容易发生冒烟、起火甚至爆炸的安全事故。从2010年至2015年期间，据可查资料都出现过多起电动车辆在运行过程中、车辆碰撞、自然灾害过程中发生起火、爆炸、甚至人员伤亡情况，其中包括了乘用车、商用车等等。针对现有的锂离子电池技术，无法从根本上去解决锂离子电池系统的安全问题，也无法很好的兼容锂离子电池高能量与高安全性，所以需要很好的从锂离子电池应用方面去考虑锂离子电池系统的安全风险的管控。

为了提高电池箱体的安全性能，目前已有对电池箱进行灭火的装置，比如说：申请号为201320261851的中国专利申请中公开了一种电池箱灭火装置，包括热敏检测装置、灭火装置和控制器，当电池箱内温度达到一定值时，控制器控制灭火装置进行灭火，实现电池箱内部灭火，保证了行车的安全性。但是，该灭火装置只能在出现火灾后进行灭火，此时虽然进行了灭火，但是电池也已经有了很大程度的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种车载电池箱的灭火系统，用以解决传统的电池箱灭火装置无法进行火灾预警判断的问题。本实用新型同时提供一种车载电池箱。

为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种车载电池箱的灭火系统，包括用于检测电池箱内部对应的数据信息的检测模块，以及灭火器，所述检测模块包括气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器中的至少一种；所述灭火器包括人工启动装置和/或所述灭火系统还包括灭火控制器，所述灭火控制器采样连接所述检测模块，控制连接所述灭火器。

所述检测模块还包括温度传感器。

所述灭火控制器具有用于与电池管理系统通信连接的第一通信端口，以及具有用于与整车控制器通信连接的第二通信端口。

一种车载电池箱，包括箱体和灭火系统，所述灭火系统包括用于检测电池箱内部对应的数据信息的检测模块，以及灭火器，所述检测模块包括气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器中的至少一种。

所述检测模块和灭火器设置在所述箱体的内部，或者对应设置在由所述箱体的内壁外凸形成的安装槽内。

所述电池箱还包括灭火控制器，所述灭火控制器与所述检测模块集成设置，所述灭火控制器采样连接所述检测模块，控制连接所述灭火器。

所述箱体外壁上设置有正极端子和负极端子，所述正极端子连接箱体内部的用于连接电池系统的正极的电力线，所述负极端子连接箱体内部的用于连接电池系统的负极的电力线。

所述箱体内部固定设置有电池管理系统，所述灭火控制器具有用于与电池管理系统通信连接的第一通信端口，以及用于与整车控制器通信连接的第二通信端口。

所述电池系统固设在箱体的右侧，所述检测模块和灭火器设置在箱体的左侧。

所述箱体外壁上设置有用于与整车固定连接的固定脚。

本实用新型提供的电池箱灭火装置中的检测模块为气体探测器、烟雾感应 器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器中的至少一种，通过对应的传感器来检测对应的数据信息，当该信息满足条件时，均控制灭火器进行灭火。这几种传感器检测的信息均是在火灾发生前产生的数据信息，通过对该数据信息进行判断，能够对电池箱进行火灾预警判断，在出现火灾之前进行动作，能够减少一些不必要的损失，提升了电池箱灭火系统的可靠性，保证了行车的安全性。

另外，本实用新型提供的电池箱中，检测模块采集箱体内部的信息，在电池箱体内部对电池的安全状态进行预警与灭火，阻断电池异常情况下的热传递，防止电池箱体内部火情的蔓延；而且，在电池箱体内部进行灭火，确保灭火的有效性，并且不影响电池箱体的原有特征参数，比如IP67防护等级等等。

附图说明

图1是车载电池箱的灭火系统的控制结构示意图；

图2是车载电池箱的组成结构示意图；

图3是图2中的车载电池箱的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。

灭火系统实施例

如图1所示为车载电池箱的灭火系统的控制图，包括灭火控制器、检测模块和灭火器，灭火控制器采样连接检测模块，灭火控制器控制连接灭火器，其中，检测模块由温度探测器、气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器组成。灭火控制器采集这些传感器采集的各种信息，然后根据内部的控制策略来对灭火器进行控制，当达到一定条件时，控制灭火器进行灭火。

灭火控制器具有两个通信端口，第一通信端口用于与电池管理系统BMS通信连接；第二通信端口用于与整车控制器通信连接。BMS实时检测电池的 电流、电压值、SOC等电池信息，灭火控制器与BMS通信连接从而能够实时获取电池的电池信息。电池的过充或者过放能够通过电池信息表现出来，灭火控制器根据获取的电池信息能够实时获知电池是否出现过充或者过放，当出现过充或者过放时，然后综合其它的探测器来对电池进行实时控制。

灭火控制器可以是专门设置的控制芯片，比如说：单片机，通过内部设置的软件程序来进行控制，当然，该灭火系统中的灭火控制器还可以是车辆中本身具备的整车控制器。

上述灭火系统在控制时，通过灭火控制器可以进行自动控制，当然，该灭火系统还可以人工控制，这时就无需灭火控制器，只需在灭火器上设置一个人工启动装置，比如：灭火器的开启按钮，该人工控制的过程为：检测模块检测数据信息，司机实时获取这些数据信息，并在觉得可以打开灭火器时手动按下开启按钮，灭火器开启以进行灭火。当然，该灭火系统还可以同时包括上述两种控制方式。

另外，上述实施例中，检测模块由温度探测器、气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器组成。该系统能够全方面对箱体内信息进行检测，不但能够进行全方位火灾预警，还能够直接在火灾发生时控制灭火器进行灭火。其中，温度传感器检测的温度信息能够较为直观地反映出火灾的情况，其他的传感器能够对火灾进行全方位预警。所以，作为其他的实施例，温度传感器还可以不设置，这样的话该灭火系统只能进行火灾预警。另外，由于上述传感器之间没有相互的关联关系，每种传感器具有各自的功能作用，所以，气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器可以根据具体情况进行取舍，即检测模块还可以包括气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器中的一种或者几种。

电池箱实施例

如图2和图3所示，电池箱包括箱体和灭火系统，该灭火系统设置在电池 箱箱体内。灭火系统包括检测模块、灭火控制器和灭火器。另外BMS208也固定设置在电池箱箱体内，并且，为了节约占用空间和便于布置，将灭火控制器和检测模块集成为在一块，称为探测器。其中，检测模块中的组成与上述灭火系统实施例中的相同。

作为一个具体的实施例，该电池箱中的电池为采购现在市场商品化的磷酸亚铁锂电池250只，其标称容量为100Ah，标称电压为3.2V。确认其单体电池容量，电压及内阻都满足成组的技术要求。对磷酸亚铁锂电池进行成组201，组成5S2P的电池模组，模组的标称容量为200Ah，标称电压为16V，模组的数量为6个。将6个模组采用连接条202串联连接的方式安装在一个电池箱体203内部，电池系统的标称电压96V，标称容量200Ah，电池单个箱体的能量为19.2KWh。

对电池模组进行安装和固定，并且在箱体外壁上设置有总正极端子206和总负极端子207，其中，电池的正极高压线束204与箱体总正极端子206相连，负极高压线束205与箱体总负极端子207相连；再进行低压线束的连接与固定，对箱体的接插件、MSD的安装、固定，完成电池模组的组装备用，如图2所示。

将集成有检测模块和控制器的的探测器209安装在箱体203内部，包括箱体的内部空间、箱体的四周内壁上或者箱体的上盖的内侧上。

将灭火器210采取与探测器209同样的安装方法安装在箱体203内部，包括箱体的内部空间、箱体的四周内壁上或者箱体的上盖的内侧上。

该实施例中，如图2所示，就整体而言，在电池箱箱体内，电池系统201设置在箱体的右侧，其他的模块，比如：BMS208、探测器209和灭火器210设置在箱体的左侧。

检测模块中的各个传感器的作用如下：

当电池出现过充或者过放时，可能会造成电池温度的升高，温度传感器检 测箱体内部的温度，并将温度信息传输给控制器，控制器根据温度信息进行判断，当温度达到一定值时，控制器控制灭火器进行动作。

当电池箱体内部的单体电池由于某些原因造成过充电而引起的防爆阀开启，导致电池箱体内部电解液分解的类CO和类CO₂气体增加，当气体探测器能够检测出其气体成分及含量、含量的变化率时，将探测到的数据给控制器，控制器根据气体数据进行判断，当满足一定值时，控制灭火器进行动作。

当电池箱体内部存在有电解液泄漏、电池防爆阀开启造成电解液挥发引起的箱体内部有机物质成分含量变化(主要的有机成分包括：LiPF6、LiBOB、EMC、DMC等等)，达到有机物质探测器的检出阈值及其有机物质成分含量的变化率达到一定的设计指标的时候，控制器控制灭火器进行动作。

在实际运行过程中，由于电池系统相关的接插件松动或者接触不良引起的火花或者拉弧，光电传感器能够及时探测，控制器根据该数据进行判断，当满足一定值时，控制灭火器进行相应动作。

当电池箱体内部由于电池异常使用，导致箱体内部烟雾产生，烟雾探测器能够及时探测，并且，控制器根据该烟雾信息进行判断，当满足一定条件时，控制灭火器动作。另外，在实际运行过程中，由于车辆出现的碰撞及碰撞引起的电池箱体变形、或者是单体电池引起的变形，此时电池形变可能会产生烟雾，烟雾探测器能够及时探测；另外，碰撞感应器能够进行碰撞的感应，当达到一定条件时，控制灭火器进行动作。

总之，气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器均能够对整个电池系统起到预警的作用，因为这几个传感器检测出的数据类型均是在火灾发生之前产生的，所以，根据这几个传感器检测的数据来控制灭火器动作，能够在火灾发生之前做出灭火处理，以对火灾进行预警和判断。

上述是当每一种传感器检测到的信息满足一定条件时，均控制灭火器进行动作，这种控制方式安全性高，只要有一种信息满足条件时，灭火器均动作。 另外，该灭火装置还可以有以下控制方式：在实际运行过程中，通过对：温度检测；电解液泄漏引起的有机成分、含量及变化率；类CO与类CO2含量及变化率；电火花及拉弧；烟雾探测；碰撞感应的参数的综合判断，及时对电池箱体的安全状态进行预警判断，当达到灭火器启动的阈值控制条件时，启动灭火器对电池箱体内部电池出现火情时进行及时灭火，阻断电池异常情况下的热传递，防止火情蔓延引起重大火灾事故。

上述两种控制方式均为灭火自动控制，即该灭火器为自动启动，电池箱中的灭火控制器直接进行控制灭火器进行动作，其中，灭火控制器是专门设置的控制芯片，比如说：单片机，通过内部设置的软件程序来进行控制，当然，作为其他的实施例，该灭火系统中的灭火控制器还可以是车辆中本身具备的整车控制器，利用车辆本身的整车控制器进行灭火控制，即整车控制器采样连接检测模块，控制连接灭火器。

另外，该灭火器该有手动启动的功能，控制器通信连接整车控制器，上述检测模块中的每种传感器采集到的信息均能够通过整车控制器传输到车辆仪表盘上和后台监控系统中。每种检测信息均能够在车辆仪表盘上进行显示，对司机进行及时提醒，当满足灭火条件时，司机可以通过手动开关来控制灭火器进行动作，对整个电池系统的安全进行及时预警、灭火，防止火灾的发生。当然，作为其他的实施例，上述检测模块中的每种传感器采集到的信息还可以不通过整车控制器，而是直接传输到车辆仪表盘上以供司机观看。另外，司机还能够根据探测器的预警状态来判断采取何种启动方式。

另外，控制器具有数据存储功能，能够记录灭火器启动前30分钟内探测到的信息记录，以及灭火器启动的时间，启动方式等等信息。

灭火器的类型包括了干粉灭火器、泡沫灭火器、气体灭火器等，其中以气体灭火器最佳，比如气溶胶灭火器。喷射出的气溶胶能够在电池表面形成一层完成的覆盖物，并且其绝缘阻值≥20MΩ，防止电池箱体内部的二次污染与电 池之间的二次短路。

上述实施例中，控制器、检测模块和灭火器设置在箱体内部，作为其他的实施例，控制器、检测模块和灭火器还可以对应设置在由箱体的内壁外凸形成的安装槽内。

上述实施例中，控制器和检测模块集成设置，作为其他的实施例，这两个器件可以单独设置和布置。

以上给出了具体的实施方式，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。本实用新型的基本思路在于上述基本方案，即本实用新型的发明点在于该灭火装置和电池箱，对于具体的灭火控制方法不是本实用新型的重点。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载电池箱的灭火系统，包括用于检测电池箱内部对应的数据信息的检测模块，以及灭火器，其特征在于，所述检测模块包括气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器中的至少一种；所述灭火器包括人工启动装置和/或所述灭火系统还包括灭火控制器，所述灭火控制器采样连接所述检测模块，控制连接所述灭火器。

2.根据权利要求1所述的车载电池箱的灭火系统，其特征在于，所述检测模块还包括温度传感器。

3.根据权利要求1或2所述的车载电池箱的灭火系统，其特征在于，所述灭火控制器具有用于与电池管理系统通信连接的第一通信端口，以及具有用于与整车控制器通信连接的第二通信端口。

4.一种车载电池箱，包括箱体和灭火系统，所述灭火系统包括用于检测电池箱内部对应的数据信息的检测模块，以及灭火器，其特征在于，所述检测模块包括气体探测器、烟雾感应器、光电感应器、有机物质探测器和碰撞感应器中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的车载电池箱，其特征在于，所述检测模块和灭火器设置在所述箱体的内部，或者对应设置在由所述箱体的内壁外凸形成的安装槽内。

6.根据权利要求4所述的车载电池箱，其特征在于，所述电池箱还包括灭火控制器，所述灭火控制器与所述检测模块集成设置，所述灭火控制器采样连接所述检测模块，控制连接所述灭火器。

7.根据权利要求4所述的车载电池箱，其特征在于，所述箱体外壁上设置有正极端子和负极端子，所述正极端子连接箱体内部的用于连接电池系统的正极的电力线，所述负极端子连接箱体内部的用于连接电池系统的负极的电力 线。

8.根据权利要求6所述的车载电池箱，其特征在于，所述箱体内部固定设置有电池管理系统，所述灭火控制器具有用于与电池管理系统通信连接的第一通信端口，以及用于与整车控制器通信连接的第二通信端口。

9.根据权利要求4所述的车载电池箱，其特征在于，所述电池系统固设在箱体的右侧，所述检测模块和灭火器设置在箱体的左侧。

10.根据权利要求4所述的车载电池箱，其特征在于，所述箱体外壁上设置有用于与整车固定连接的固定脚。