CN206995650U - 基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统，其包括第一火灾探测单元、第一位置服务单元、第二火灾探测单元、第二位置服务单元、控制单元、以及灭火单元。该系统结构紧凑，适用于空间狭小的动力电池仓；能够实时动态更新火源的位置数据，提高外部救援效率；并且灭火单元无需额外能量消耗，系统可靠性高。

Description

基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统

技术领域

本实用新型涉及电池安全防护技术领域，尤其涉及基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统。

背景技术

动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。其主要区别于用于汽车发动机起动的起动电池。作为电动车辆核心部件，动力电池的安全运行是各方面设备能够安全运行的基础。

目前，新能源客车的动力设备主要是动力电池或超级电容器，且一辆新能源客车中一般都安装有多个电池箱，电池箱中安装有数量众多的动力动力电池单元或超级电容器。当动力电池或超级电容器内部发生短路热失控、高温、受外力挤压、穿刺等情况时都容易引起动力电池或电容器的热膨胀而导致爆炸和燃烧。而一旦新能源客车的电池箱内部发生火灾事故，若未能及时实施有效灭火，则将危及车上人员的生命，给车上人员的人身安全和财产造成巨大损失。

现有技术中虽然已有部分用于动力电池仓中电池安全保护的系统，但是仍然存在后述的诸多不足之处。例如，授权公告号为CN205850063U的实用新型专利，其公开了一种智能报警灭火系统，该装置主要通过设置在大型公共场所的定位模块定位起火点位置，并利用水喷雾灭火装置进行火灾控制。然而，该系统仅适用于位置固定的大型公共场所，并不能应用于诸如新能源客车中电池仓这样空间狭小且不断移动的火灾源；并且其主要利用水喷雾灭火，从装置结构到灭火材料均不能适用高能量密度的动力电池单元的灭火。

申请公布号为CN104083837A的实用新型专利申请公开了一种车用自动灭火装置，其主要通过空气压缩机产生较大压强、通过水泵抽取消防液，来实现从储液罐中快速抽取消防液进行后续喷洒，从而达到灭火目的。一方面，该装置灭火过程依赖空气压缩机和水泵，需要车辆自身携带能量发生装置并提供稳定的大功率能量输出才能驱动空气压缩机和水泵，然而在发生火灾时，车辆自身的各项动力功能常常无法完整运行，从而导致无法开启空气压缩机或者驱动水泵，因此无法达到灭火效果，导致系统可靠性较低；另一方面，该系统结构复杂、体积庞大，并不适用于空间狭小的新能源车辆的电池仓；而且，该系统也无法为外部救援提供动态更新的精确火源位置数据，导致外部救援效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的之一至少在于，针对上述现有技术存在的问题，提供基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统，其结构紧凑，适用于空间狭小的动力电池仓；能够实时动态更新火源的位置数据，提高外部救援效率；并且灭火单元无需额外能量消耗，系统可靠性高。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统，其包括：第一火灾探测单元、第一位置服务单元、第二火灾探测单元、第二位置服务单元、控制单元、以及灭火单元；

其中，第一火灾探测单元和第二火灾探测单元设置在动力电池仓中，分别用于获取动力电池仓内对应位置处的探测数据；

第一位置服务单元和第二位置服务单元分别与第一火灾探测单元和第二火灾探测单元相邻设置，用于获取对应位置处的火源实时动态位置数据并发送给控制单元；

控制单元用于根据接收到的探测数据控制灭火单元执行灭火指令，并根据火源实时动态位置数据通过无线通信接口发送火灾外部救援信号；

灭火单元用于根据控制单元发送的灭火指令，通过无源驱动装置驱动第一灭火接口和/或第二灭火接口对电池仓的对应位置进行灭火。

优选地，所述第一火灾探测单元和第二火灾探测单元分别包括设置在动力电池单元的外表面或者动力电池仓的内壁上感温电流传感器和烟雾传感器。

优选地，所述第一火灾探测单元和第二火灾探测单元分别设置在动力电池仓的不同位置处或者设置在不同的动力电池仓中。

优选地，所述无源驱动装置为0.1～10Mpa的高压容器。

优选地，所述灭火单元还包括灭火剂容器和分流电轨；其中，灭火剂容器的一端与高压容器连接，另一端与分流电轨连接；分流电轨分别与第一灭火接口和第二灭火接口连接，并根据控制单元的控制信令开启或者关闭第一灭火接口和/或第二灭火接口与灭火剂容器的流体连接。

优选地，所述系统中的控制单元与动力电池单元电连接，并通过动力电池单元供电。

优选地，所述系统进一步包括一个或者多个应急电池单元；所述控制单元根据获取的探测数据，确定通过动力电池单元供电或者通过应急电池单元供电。

优选地，所述控制单元用于根据火灾探测单元发送的探测数据设置的对应火灾探测单元执行探测命令的频率。

优选地，所述控制单元进一步用于通过无线通信接口以预设的时间间隔周期地发送火灾外部救援信号。

优选地，所述火灾探测单元进一步包括功率探测器，其用于获取动力电池单元的电压、电流数据；所述控制单元进一步包括热均衡探测模块，其用于获取不同动力电池单元之间的电压差和/或温度差值数据，并与预设差值阈值进行比较，当动力电池单元之间的电压差值和/或温度差值大于预设阈值时发送对应的火灾外部救援信号。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型至少具有以下有益效果：

通过在动力电池仓的不同位置设置火灾探测单元和位置服务单元，所述系统能够准确、及时地获取动力电池仓中的运行数据并实时将火源的动态的位置数据数据发送给外部救援通信接口，从而提高外部救援效率；通过集成了无源驱动装置的自动灭火单元，所述系统结构紧凑，适用于空间狭小的电池仓，且无需额外源消耗，能够在发生火灾后的极端情况下正常工作，系统可靠性高。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施例的基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型另一实施例的基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统的立体结构分解图；

图3是图2所示的基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统的局部连接示意图；

图4是根据本实用新型又一实施例的基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统的应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，以使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，根据本实用新型一实施例的基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统包括：第一火灾探测单元100、第一位置服务单元200、第二火灾探测单元300、第二位置服务单元400、控制单元500、以及灭火单元600。

其中，第一火灾探测单元100和第二火灾探测单元300分别设置在不同动力电池仓中或者同一电池仓的不同位置处，其分别用于获取动力电池仓内对应位置处的探测数据。第一位置服务单元200和第二位置服务单元400分别与第一火灾探测单元100和第二火灾探测单元300相邻设置，分别用于获取对应位置处的火源实时动态位置数据并发送给控制单元500。

控制单元500用于根据接收到的探测数据控制灭火单元600执行灭火指令，并根据火源实时动态位置数据通过无线通信接口501发送火灾外部救援信号；灭火单元600用于根据控制单元500发送的灭火指令，通过其内部设置的无源驱动装置603驱动第一灭火接口601和/或第二灭火接口602对电池仓的对应位置进行灭火。

在优选的实施例中，控制单元500与其他各单元的连接方式包括有线连接(例如CAN总线、通用串行总线等)、无线连接(例如，蓝牙、WiFi、ZigBee、Homekit、Thread等)或者其结合。控制单元500内部设置的无线通信接口501可以采用ADF7021-1窄带数字射频芯片或者2G/3G/4G的无线通信网络终端基带芯片的小功率无线数据传输模块，将获取的探测数据和对应的火源实时动态位置数据通过广播或者点对点方式发送给火灾监控中心、消防部门或者车辆管理平台的无线通信接口端。

本系统中的第一火灾探测单元100、第二火灾探测单元300分别可以包括感温传感器(例如，单片集成两端感温电流传感器AD590)和烟雾传感器(例如，表面离子式N型半导体烟雾传感器)，其均可设置在动力电池单元的外表面或者动力电池仓的内壁上，从而可以准确地获取动力电池仓内动力电池单元所处环境的温度数据和烟雾数据，进一步可以由此获取各个火灾探测单元所处位置是否发生火灾或者出现动力电池失控。

当控制单元所接收的探测数据中的一项或者多项数据达到火灾报警阈值时，控制单元一方面生成包括开启对应灭火接口的灭火指令，控制灭火单元开启相应的灭火接口对电池仓的对应位置进行灭火；另一方面根据与火源最接近的位置服务单元所发送的火源实时动态位置数据生成火灾外部救援信号，并通过无线通信接口发送给外部救援通信接口。例如，发送给消防部门或者车辆调度中心的报警接口、火灾报警中继接收站等；或者通过无线通信接口在其功率范围内进行广播，寻求外部救援。

图2和图3分别示出了根据本实用新型另一实施例的基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统的立体结构分解图和局部连接示意图。如图2和图3所示，该系统中控制单元500和灭火单元600的主要部件设置在主机安装板701和主机盖箱702形成的主机空间之中。火灾探测单元(100、200)和位置服务单元(300、400)设置在主机外部，通过主机安装板701上的开口711或者主机盖箱702上的开口(图中未示出)采用有线或者无线链路与控制单元500实现通信连接，以便分别将各自对应位置处的探测数据和实时动态位置数据发送给控制单元500。

在优选的实施例中，灭火单元600中的无源驱动装置可以为高压容器，例如0.1～10Mpa的高压气瓶603，其中可以充入高压的惰性气体(例如，氮气)。高压气瓶603通过第一高压导管611连接到一级减压阀605，再经过第二高压导管612(图3中为未连接状态)连接到灭火剂容器604的高压输入端，以便驱动灭火剂快速地释放。灭火剂容器604的输出端通过第一灭火剂导管613和第二灭火剂导管614连接到分流电轨606，其中，针对灭火剂容器604中特定的灭火剂，第一灭火剂导管613和第二灭火剂导管614之间可以设置泡沫发生器607以便提高灭火剂的使用效果。分流电轨606将第二灭火剂导管614分别连接到多个灭火接口(例如，第一灭火接口601、第二灭火接口602等)，再经由外部导管通过主机安装板701上的开口711连接到动力电池仓中的相应位置。

控制单元500可以通过信令控制分流电轨606开启或者关闭第一灭火接口601和/或第二灭火接口602与第二灭火剂导管614的流体连接，从而实现对电池仓的对应位置的高效灭火。由于可以在不消耗额外能源的情况下持续快速地进行灭火，该系统能够在动力电池发生火灾后的极端情况下正常工作，具有较高的系统可靠性。

图4示出了根据本实用新型又一实施例的基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统的应用示意图。在一些应用场景中，例如针对新能源大客车，可能需要设置多个动力电池仓，而且这些动力电池仓可能会分布在客车的不同部位。因此，本系统可以针对各个电池仓设置更多对应的火灾探测单元以及对应的位置服务单元。例如，如图4所示，第一灭火管801、第二灭火管802、第三灭火管803、以及第四灭火管804的输入端与各自对应的灭火接口连接，输出端分别设置在动力电池仓的不同位置或者分别设置在不同的动力电池仓中。对应地，在每个灭火管的输出端上分别相邻设置第一火灾探测单元100和第一位置服务单元200、第二火灾探测单元300和第二位置服务单元400、第三火灾探测单元101和第三位置服务单元201、第四火灾探测单元301和第四位置服务单元401。相应地，控制单元一方面可以根据不同位置的火灾探测单元所发送的探测数据确定火源的具体位置，并迅速控制对应的灭火接口通过灭火管输出端进行灭火。例如，仅有第四火灾探测单元301处的探测数据确认发生动力电池失控，则可以仅通过第四灭火管804的输出端输出灭火剂进行灭火。由于灭火针对性强，能够提高灭火剂的利用率，增强系统的灭火能力。另一方面，通过含有火源的准确位置数据的火灾外部救援信号，能够准确的向外部救援单位指示火灾的火源位置，并实时动态更新(例如，以预设的时间间隔周期地发送火灾外部救援信号)，从而提高外部救援的效率。

通常，控制单元与动力电池单元电连接，并通过动力电池单元供电。在优选的实施例中，本系统进一步包括一个或者多个应急电池单元，控制单元可以根据所获取探测数据生成的调度指令，确定通过动力电池单元供电，或者通过应急电池单元供电，以便在动力电池单元失控无法提供电能时仍能保持系统功能正常工作，从而提高系统的可靠性。

控制单元还可以根据火灾探测单元所获取的电池仓中的环境温度数据，来设置的火灾探测单元执行探测命令的频率。例如，环境温度越高，各火灾探测单元执行探测命令的频率也越高。

在优选的实施例中，火灾探测单元进一步可以包括功率探测器，用于获取动力电池单元的电压、电流数据；控制单元还可以进一步包括热均衡探测模块，其用于获取不同动力电池单元之间的电压差和/或温度差值数据，并与预设差值阈值进行比较，当动力电池单元之间的电压差值和/或温度差值大于预设阈值时发送对应的火灾外部救援信号。

以上所述，仅为本实用新型具体实施方式的详细说明，而非对本实用新型的限制。相关技术领域的技术人员在不脱离本实用新型的原则和范围的情况下，做出的各种替换、变型以及改进均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于位置服务的空间数据转移电池安全保护系统，其特征在于，所述系统包括：第一火灾探测单元、第一位置服务单元、第二火灾探测单元、第二位置服务单元、控制单元、以及灭火单元；

其中，第一火灾探测单元和第二火灾探测单元设置在动力电池仓中，分别用于获取动力电池仓内对应位置处的探测数据；

第一位置服务单元和第二位置服务单元分别与第一火灾探测单元和第二火灾探测单元相邻设置，用于获取对应位置处的火源实时动态位置数据并发送给控制单元；

控制单元用于根据接收到的探测数据控制灭火单元执行灭火指令，并根据火源实时动态位置数据通过无线通信接口发送火灾外部救援信号；

灭火单元用于根据控制单元发送的灭火指令，通过无源驱动装置驱动第一灭火接口和/或第二灭火接口对电池仓的对应位置进行灭火；

所述无源驱动装置为0.1～10Mpa的高压容器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一火灾探测单元和第二火灾探测单元分别包括设置在动力电池单元的外表面或者动力电池仓的内壁上感温电流传感器和烟雾传感器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一火灾探测单元和第二火灾探测单元分别设置在动力电池仓的不同位置处或者设置在不同的动力电池仓中。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述灭火单元还包括灭火剂容器和分流电轨；其中，灭火剂容器的一端与高压容器连接，另一端与分流电轨连接；分流电轨分别与第一灭火接口和第二灭火接口连接，并根据控制单元的控制信令开启或者关闭第一灭火接口和/或第二灭火接口与灭火剂容器的流体连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统中的控制单元与动力电池单元电连接，并通过动力电池单元供电。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括一个或者多个应急电池单元；所述控制单元根据获取的探测数据，确定通过动力电池单元供电或者通过应急电池单元供电。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元用于根据火灾探测单元发送的探测数据设置的对应火灾探测单元执行探测命令的频率。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元进一步用于通过无线通信接口以预设的时间间隔周期地发送火灾外部救援信号。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述火灾探测单元进一步包括功率探测器，其用于获取动力电池单元的电压、电流数据；所述控制单元进一步包括热均衡探测模块，其用于获取不同动力电池单元之间的电压差和/或温度差值数据，并与预设差值阈值进行比较，当动力电池单元之间的电压差值和/或温度差值大于预设阈值时发送对应的火灾外部救援信号。