CN206332134U - 一种新能源汽车动力电池安全系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种新能源汽车动力电池安全系统，其包括控制装置、至少一组电池箱、预警传感器和灭火装置。其中所述预警传感器包括电池箱内的气味传感器和设置于车内电池箱外的温度传感器，预警传感器用于检测电池箱内外的环境条件，所述预警传感器与所述控制装置连接，所述控制装置与所述灭火装置连接；当所述预警传感器检测到电池箱的环境条件超过预设值时，其会向所述控制装置发出预警信号，并且所述控制装置根据预警信息来触发所述灭火装置。本实用新型的动力电池安全系统能够及时的发现动力电池包温度异常并能对其进行快速处理，有效的解决了从发现新能源汽车突发着火到实施灭火过程存在的时间滞后问题，降低安全隐患。

Description

一种新能源汽车动力电池安全系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及用于防止新能源汽车中电池箱着火、爆炸的动力电池安全系统。

背景技术

随着环境污染问题的日益严重，各国政府对于其中的一个主要污染源：汽车尾气的排放的要求越来越严格，从而在一定程度上给新能源汽车的快速发展，带来了很大的机遇。而随着人类环保意识的加强，为减少大气污染，采用电池作为动力的交通工具越来越多，每年的电动汽车销售量以30％的速度递增，但随着新能源汽车的保有量不断增加，发生的自燃和起火事件也逐渐开始增多。经过分析，动力电池的保护是一个重要的问题。

目前新能源汽车用动力电池主要包括镍氢电池、锂离子电池和燃料电池三类。其中由于锂离子电池具有比容量大、工作电压高、循环寿命长、体积小、重量轻等优点，目前已成为新能源汽车的首选动力电池。

使用时，一般需要在新能源汽车上将很多的单体电池装置于多个电池箱内，通过串、并联形成电池组来达到汽车动力源的要求。但是由于生产工艺等原因，各个电池的容量和性能会存在一定的差异，容量小性能差的电池会出现过放现象或过充现象，导致电池正负极片间的隔膜会被击穿而短路，进而产生高温，过热使电解液汽化，膨胀而使电池外壳破裂，甚至发生着火或爆炸等诸多问题。在某些异常情况下，比如电解液漏液时，动力电池包将产生一种刺鼻的异常气味。而电解液消耗过多或亏损时，汽车发电机会向动力电池包强行充电，这时会使电池组充电过热而冒白烟。

为平衡不同电池组，业界采用了BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)系统，其能够实时监视各电池组电压、电流及温度，均衡各单体电池的电压，使电池组中的各单体电池的容量与性能尽量的趋于一致，但是目前的BMS系统可靠性能并不高，无法完全杜绝新能源汽车电池箱发生着火、爆炸的隐患。

因此，在新能源汽车上设置灭火装置是必须的，而在某些极端情况下如何实现阻燃，避免电池包持续升温及电池连锁反应是电动汽车上灭火装置需要解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种新能源汽车动力电池安全系统，其能预先及时发现新能源汽车的动力电池包出现异常、极端情况，自动、及时地对电池进行降温灭火。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种新能源汽车动力电池安全装置，其特征在于，该装置包括控制装置、至少一组电池箱、预警传感器和灭火装置；其中所述预警传感器包括电池箱内的气味传感器和设置于车内电池箱外的温度传感器，预警传感器用于检测电池箱内外的环境条件，所述预警传感器与所述控制装置连接，所述控制装置与所述灭火装置连接；当所述预警传感器检测到电池箱的环境条件超过预设值时，其会向所述控制装置发出预警信号，并且所述控制装置根据预警信息来触发所述灭火装置。

进一步讲，所述预警传感器还包括设置在电池箱内的烟雾传感器和/或温度传感器。

进一步讲，设置于车内电池箱外的温度传感器，其与所述控制装置连接并向其传递检测到的电池箱外温度信号。

进一步讲，当电池箱内产生异常气味时，气味传感器会发出预警信号或触发灭火装置。

进一步讲，电池箱内产生异常气味的情况可以是电解液漏液。

进一步讲，其中所述灭火装置包括灭火装置A，其内存储有灭火剂，灭火剂通过输送管道(7)将其内的灭火剂输送到电池包旁，输送管道(7)上这有电磁阀(3)。

进一步讲，其中所述灭火装置包括灭火装置B，其内存储有冷却剂，冷却剂通过输送管道(8)将其内的冷却剂输送到电池包旁，输送管道(8)上这有电磁阀(4)。

进一步讲，其中所述控制装置还与所在新能源汽车的BMS系统通讯连接，与控制装置连接的存储单元。

进一步讲，其还包括紧急灭火按钮，紧急灭火按钮与所述控制装置连接，用于直接通知所述控制装置控制所述灭火装置进行环境降温处理。

进一步讲，所述控制装置还与所在新能源汽车的通讯单元进行通讯连接，用于向其发送电池包温度异常的信息。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于，本实用新型涉及的一种新能源汽车动力电池安全系统，其能够及时的发现所在电动车辆的电池包的温度异常或极端情况，并能够对其进行降温处理，即使在已然发生燃烧的情况下，也能对其进行快速的灭火处理，有效的解决了人工从发现新能源汽车突发着火到实施灭火过程存在的时间滞后问题，降低安全隐患。并且，还能提供电池包温度异常的预警播报，给操作人更多的时间反应，进一步的提升了安全系数。

进一步的，其包括的所述灭火装置涉及使用的冷却材料，能够使得电池温度降至电化学反应温度条件以下，使得电池电化学反应停止，从而减少电池材料的浪费，延长电池寿命，更加环保。且，所述灭火装置喷放材料具有强绝缘性，不会对电池产生二次损害，且易挥发少残留，环保无毒。

附图说明

图1是对应于本实用新型较佳实施例的一种新能源汽车动力电池安全系统的逻辑结构示意图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型涉及的一种新能源汽车动力电池安全系统的技术方案作进一步非限制性的详细说明。

请参阅图1所示，本实用新型的一个实施方式提供了一种新能源汽车动力电池安全系统，其包括控制装置1、存储单元2、电磁阀3、电磁阀4、灭火装置A、灭火装置B、输送管道1、输送管道2、紧急灭火按钮9、烟雾传感器11、温度传感器12、13、气味传感器14、电池箱1、2。烟雾传感器11、温度传感器12、气味传感器14置于电池箱内，用以检测电池箱内温度、烟雾及气味，并连接至控制装置。

其中，灭火装置B中装有冷却剂，其通过输送管道8连接到电池箱内的电池包旁，所述输送管道8上设置有用于开闭管路的电磁阀4。所述灭火装置A中装有灭火剂，其通过输送管道7连接到电池箱内的电池包旁，所述输送管道7上设置有用于开闭管路的电磁阀3。

所述存储单元2用于存储电池工作时长、温度信息、电流、电压等，以供所述控制装置1查询。所述控制装置1分别与所述烟雾传感器11、温度传感器12、气味传感器14连接，并接收其传送的数据，进而控制后续所述灭火装置5、6的操作。其中所述烟雾传感器11、气味传感器和温度传感器12设置在电池包所在电池箱内，临近电池包。

进一步的，在电池包所在电池箱外，或者车内其他合适的位置，还可设置温度传感器13，用以检测车内温度即电池箱外温度。其与所述控制装置1连接并向其传递检测到的电池箱外温度信号。所述控制装置1检测接收到的所述电池箱外温度信号与电池箱内温度传感器12传来的温度信号之间的温差，一旦温差超过预设范围，例如，30度，会发出预警信号或是触发灭火装置5、6对电池箱内电池包进行降温，从而减少电池自燃的隐患。

进一步的，所述新能源汽车动力电池安全系统可安装在任意合理空间内，其灭火装置5、6通过输送管道7、8连接至电池箱内的电池包旁，并在电池包附近布置合理的灭火点。所述控制装置1通过控制设置在所述输送管道7、8上的电磁阀3、4，来控制所述灭火装置5、6通过管路向所述电池包输送灭火剂和冷却剂。

所述控制装置1还与所在新能源汽车的BMS系统和通讯单元10通讯连接。对于前者，其可接收来自前者的报警信息，进而控制所述灭火装置5、6进行电池包环境降温处理。对于后者，其可以向其传递预警信息，以便通过其提醒车内人员，预先做好准备，可以认为这是一种预警功能。具体来讲，当所述控制控制1发现电池包温度上升过快时，可通过所在电动车辆的CAN总线向所述通讯单元10发出预警信息。

当本实用新型涉及的所述灭火装置被触发后，在一个具体实施方式中，其中所述灭火装置B会通过管道向异常电池包全范围的释放冷却剂，使异常电池包的环境温度迅速下降至电化学反应所需温度以下。所述灭火装置A也会通过管道向异常电池包全范围的释放灭火剂，让阻燃材料覆盖在异常电池包的表面，将电池包燃烧范围与外界隔绝，起到阻燃及延长电池包升温时间、延缓电池包连锁反应的作用。

对于上述涉及的所述本实用新型涉及的灭火装置的触发条件，可以但不限于以下几种方式：

(1)当电池包附近的温度传感器12检测到环境温度超过设定值时或者当所述烟雾传感器11探测到环境内有烟雾时，其会将感应到的过温信号A发给所述控制装置1，所述控制装置1触发灭火装置5、6；

(2)如果由于某种原因导致了电池包的挤压、短路等情况，电池包单体温度升高，被所在车辆的BMS系统检测到，则所述BMS系统发出过温信号B给所述控制装置1，触发所述灭火装置5、6；

(3)当车内人员意识到某种原因导致车内着火，而所述温度传感器12或烟雾传感器11失灵时，则可按动紧急灭火按钮9，从而发送过温信号C给所述控制装置1，触发所述灭火装置5、6；

(4)当所述控制装置1自身检测到电池包温度上升趋势过快时，尽管温度未超过安全温度值，其会触发所述灭火装置B，由所述灭火装置B释放部分冷却材料，降低异常电池包的温度；

(5)所述控制装置1检测接收到的所述电池箱外温度信号与电池箱内温度传感器12传来的温度信号A之间的温差，一旦温差超过预设范围，例如，30度，会发出预警信号或是触发所述灭火装置5、6对电池箱内电池包进行降温，从而减少电池自燃的隐患。

(6)气味传感器14检测到动力电池包产生的异常气味(不限于电解液漏液产生的气味)会将感应到的信号给控制装置，预警信号并触发自动灭火装置。

本实用新型涉及的一种新能源汽车动力电池安全系统，其能够及时的发现所在电动车辆的电池包的温度异常情况，并能够对其进行降温处理，即使在已然发生燃烧的情况下，也能进行快速的灭火处理，有效的解决了人工从发现新能源汽车突发着火到实施灭火过程存在的时间滞后问题，降低安全隐患。并且，还能提供电池包温度异常的预警播报，给操作人更多的时间反应，进一步的提升了安全系数。

进一步的，其包括的灭火装置涉及使用的冷却材料，能够使得电池温度降至电化学反应温度条件以下，使得电池电化学反应停止，从而减少电池材料的浪费，延长电池寿命，更加环保。且，所述灭火装置喷放材料具有强绝缘性，不会对电池产生二次损害，且易挥发少残留，环保无毒。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，该装置包括控制装置、至少一组电池箱、预警传感器和灭火装置；其中所述预警传感器包括电池箱内的气味传感器和设置于车内电池箱外的温度传感器，预警传感器用于检测电池箱内外的环境条件，所述预警传感器与所述控制装置连接，所述控制装置与所述灭火装置连接；当所述预警传感器检测到电池箱的环境条件超过预设值时，其会向所述控制装置发出预警信号，并且所述控制装置根据预警信息来触发所述灭火装置。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，所述预警传感器还包括设置在电池箱内的烟雾传感器和/或温度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，设置于车内电池箱外的温度传感器，其与所述控制装置连接并向其传递检测到的电池箱外温度信号。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，当电池箱内产生异常气味时，气味传感器会发出预警信号或触发灭火装置。

5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，电池箱内产生异常气味的情况可以是电解液漏液。

6.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，其中所述灭火装置包括灭火装置，其内存储有灭火剂，灭火剂通过输送管道将其内的灭火剂输送到电池包旁，输送管道上这有电磁阀。

7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，其中所述灭火装置包括灭火装置，其内存储有冷却剂，冷却剂通过输送管道将其内的冷却剂输送到电池包旁，输送管道上这有电磁阀。

8.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，其中所述控制装置还与所在新能源汽车的BMS系统通讯连接，与控制装置连接的存储单元。

9.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，其还包括紧急灭火按钮，紧急灭火按钮与所述控制装置连接，用于直接通知所述控制装置控制所述灭火装置进行环境降温处理。

10.根据权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池安全系统，其特征在于，所述控制装置还与所在新能源汽车的通讯单元进行通讯连接，用于向其发送电池包温度异常的信息。