CN207731979U - 一种具有消防功能的一体化动力电池箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有消防功能的一体化动力电池箱，包括电池箱本体，所述电池箱本体内具有若干个独立的电池安全仓(8)，各所述电池安全仓(8)内均设有火情探测机构和喷淋机构，各所述火情探测机构分别通过一电池状态监控器(4)与BMS总控制器(3)连接，各所述喷淋机构与外部灭火剂源连接。与现有技术相比，本实用新型具有安全可靠、可用性高、成本低等优点。

Description

一种具有消防功能的一体化动力电池箱

技术领域

本实用新型涉及一种动力电池箱，尤其是涉及一种具有消防功能的一体化动力电池箱。

背景技术

随着新能源汽车的飞速发展，PHEV(Plug in Hybrid Electric Vehicle)和EV(Electric Vehicle)汽车已进入千家万户。随着电动汽车越来越普及，电池的能量密度比也越做越高，当电池发生热失控起火后其危险性也越来越大。但是目前大部份车载动力电池系统没有相应的安全防护系统。目前已有这类的防护技术基本处于起步阶段，手段单一、实用性不强，对于电池系统和整车系统防护性较差，最大的问题是现有此类技术在于灭火能力差，且都是对所有电池进行无差别灭火，效率极低，灭火药剂更换不方便，成本高，不利于批量使用。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有消防功能的一体化动力电池箱。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种具有消防功能的一体化动力电池箱，包括电池箱本体，所述电池箱本体内具有若干个独立的电池安全仓，各所述电池安全仓内均设有火情探测机构和喷淋机构，各所述火情探测机构分别通过一电池状态监控器与BMS总控制器连接，各所述喷淋机构与外部灭火剂源连接。

进一步地，所述电池箱本体通过隔热阻火隔层分隔为若干个独立的电池安全仓。

进一步地，所述火情探测机构包括火情探测信号处理器、烟雾探测器和温度探测器，所述火情探测信号处理器分别连接烟雾探测器和温度探测器。

进一步地，所述温度探测器设有多个。

进一步地，所述温度探测器为放置于所述电池安全仓内的电池自带的温度传感器。

进一步地，所述喷淋机构包括喷头和灭火剂输送通道，所述喷头设置于所述电池安全仓内，并通过灭火剂输送通道与外部灭火剂源连接。

进一步地，所述灭火剂输送通道由所述电池箱本体的壳体内腔形成。

进一步地，各所述喷淋机构通过单向电磁阀与外部灭火剂源连接，所述单向电磁阀与BMS总控制器连接。

进一步地，所述外部灭火剂源的输出端设置有单向总开关，该单向总开关与BMS总控制器连接。

进一步地，所述外部灭火剂源为设置于所述电池箱本体外的灭火剂盒。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1)现常见的电池箱基本只有一个仓体，所有的电芯都放在这一个仓体中，只要有一个电芯或零部件起火，整个电池箱内所有电池和部件都遭殃，本实用新型采用的是分仓策略，将一个大电池箱体有机分割成几个电池安全仓，每个安全仓相对安全独立，每个安全仓之间或采用空间分隔或采用防火隔热材料分断，有效提高了电池箱的安全性。

2)每个安全仓布置有烟雾探测器和温度探测器，可以有效进行火情监测，同时还有灭火剂输送通道和喷头组成的喷淋机构，及时实现灭火功能。

3)每个安全仓有都有独立的电池状态监控器，可以快速获得电池安全仓状态，进一步提高监测效率，该电池状态监控器可以装配在电池安全仓外侧。

4)本实用新型可以将电池箱的电子控制系统与BMS系统无缝集成在一起，也可独立出来，大大减轻了整个系统复杂性，提高了可用性。

5)本实用新型各喷淋机构设计有独立的单向电磁阀，控制方便。

6)本实用新型在外部灭火剂源的输出端还设置有单向总开关，通过双级单向阀控制灭火剂的应用，有效防止单向阀被误触发后的事故，有效提高整个防火安全系统的可靠性。

7)灭火剂盒体积小，重量很轻，灭火剂盒的采用可快速更换和维护方便。

8)温度探测器可采用PT热电偶或PTC材料的温度传感器，以提高温度测量的可靠性。

9)本实用新型设置有多级控制器，可以对所有火情和电池当时状态数据进行有效存储，便于数据追溯。

10)灭火药剂采用市场常见CO₂、干粉或即可，价格低廉。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中，1、灭火剂盒，2、单向总开关，3、BMS总控制器，4、电池状态监控器，5、烟雾探测器，6、温度探测器，7、喷头，8、电池安全仓，9、单向电磁阀，10、控制线束，11、灭火剂输送通道，12、隔热阻火隔层，13、火情探测信号处理器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种具有消防功能的一体化动力电池箱，包括电池箱本体，电池箱本体内具有若干个独立的电池安全仓8，各电池安全仓8内均设有火情探测机构和喷淋机构，各火情探测机构分别通过一电池状态监控器4与BMS总控制器3连接，各喷淋机构与外部灭火剂源连接。火情探测机构、电池状态监控器4和BMS总控制器3通过控制线束10连接。

电池箱本体或采用空间分隔或采用防火隔热材料分断，形成多个电池安全仓8。

火情探测机构采集所在电池安全仓8内的火情信息，转换后传输给电池状态监控器4；电池状态监控器4根据事先设定的功能，完成安全仓内电池基本状态信息、火情安全信息的收集，对火情信息进行过滤、识别、对比，并最终对火情的位置和大小等状态进行评估，并将评估结果报送至BMS总控制器3；BMS总控制器3根据评估结果启动处理，根据起火位置和火势大小，发出相应的火情处理指令。喷淋机构在收到灭火指令后，开启导通网络，灭火剂将从存储处通过导管网络迅速释放到起火的电池安全仓内，进行灭火。

电池状态监控器4为定制或可采用PLC等现有控制器。

外部灭火剂源的灭火药剂可采用市场常见CO₂或干粉，有效降低成本。

实施例2

如图1所示，本实施例的电池箱本体通过隔热阻火隔层12分隔为若干个独立的电池安全仓8。其余同实施例1。

实施例3

如图1所示，本实施例中，每个电池安全仓8中的火情探测机构包括火情探测信号处理器13、烟雾探测器5和温度探测器6，火情探测信号处理器13分别连接烟雾探测器5和温度探测器6，烟雾探测器用于早期探测，实现安全仓内全面积范围内，电池热失控或其它原因引起的起火预警；温度探测器用于对火灾失控的进一步确认和是电池安全仓内哪一片区域发生火灾的准确定位。烟雾探测器5设有一个，温度探测器6设有多个。其余同实施例1。

温度探测器6可另外设置，也可直接采用放置于电池安全仓8内的电池自带的温度传感器以降低成本。

火情探测信号处理器13可采用PLC等现有控制器。

BMS总控制器3收到探测信号处理控制模块的火情信息时，并结合其它电池的电压、电流、温度数据进行进一步的分析，并和历史数据库进行比对，后选取最优的策略进灭火控制，且只有所有火情探测器发出一致起火信号时，起火的电池安全仓8内的喷淋机构才会收到指令打开灭火。同时BMS总控制器3根据火情实时信息评估出危险等级向整车系统发出告警信息，不同的危险状态对应不同的警告等级。如当仅有烟雾探测器5在火情早期监控到有烟雾时，BMS总控制器3仅会发出火情预警信息，这是最低等级的，当火情进一步发展时温度探测器6发现电池安全仓8内温度已到起火点时，则BMS总控制器3会立即发出最紧急危急报警信号。

实施例4

如图1所示，本实施例中，喷淋机构包括喷头7和灭火剂输送通道11，喷头7设置于电池安全仓8内，并通过灭火剂输送通道11与外部灭火剂源连接。喷头7可采用微型喷头。其余同实施例1。

在某些实施例中，可以将电池箱本体下壳体中空的壁腔作为灭火剂输送通道。如果壳体材料是铝合金，则有两种可用的技术方案，一直是直接利用铝型材的内空腔用为输送管道；另一个方案是将橡胶输送管道嵌进去。如果壳体材料是铁钣金件，则需要在壳体内壁上做输送管道支撑。

在某些实施例中，各喷淋机构通过单向电磁阀9与外部灭火剂源连接，单向电磁阀9与BMS总控制器3连接。单向电磁阀9可设置有一个或多个，实现灭火剂的准确投放。

在某些实施例中，外部灭火剂源的输出端设置有单向总开关2，该单向总开关2与BMS总控制器3连接。通过同时设置单向总开关2和单向电磁阀9实现两层级控制，保证灭火剂释放的可靠性。BMS总控制器3收到火情处理初步信息后，首先会打开单向总开关2做好灭火准备，后根据火情变化随时打开相应起火的电池安全仓8内的单向电磁阀9，这样从灭火剂从存放位置到准确起火位置的输送通道就完全畅通。

在某些实施例中，还设计有重要执行部件的状态监控功能，如对电磁单向阀门监控，定期检查电磁单向阀门进行自检，以防止失效。

实施例5

如图1所示，本实施例中，外部灭火剂源为设置于电池箱本体外的灭火剂盒1，其余同实施例1。

由于本动力电池箱设置有多个电池安全仓，进行灭火时是精准型灭火，因此所需灭火药剂很小，所占空间也少。

因为灭火剂有效存储寿命时间较短，因此在某些实施例中，可在BMS总控制器3内设置灭火药剂存储日历寿命的监控功能，当灭火药剂接近存储日历寿命时发出提示信息，并在寿命到期后，禁止使用。

灭火剂盒是重要的消防部件，为了保证灭火剂盒安装到位，在某些实施例中，可增加对灭火剂盒装配是否到位的探测功能，如果灭火剂盒没有装配或装配没有到位，系统会有警告信息发生。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种具有消防功能的一体化动力电池箱，包括电池箱本体，其特征在于，所述电池箱本体内具有若干个独立的电池安全仓(8)，各所述电池安全仓(8)内均设有火情探测机构和喷淋机构，各所述火情探测机构分别通过一电池状态监控器(4)与BMS总控制器(3)连接，各所述喷淋机构与外部灭火剂源连接。

2.根据权利要求1所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，所述电池箱本体通过隔热阻火隔层(12)分隔为若干个独立的电池安全仓(8)。

3.根据权利要求1所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，所述火情探测机构包括火情探测信号处理器(13)、烟雾探测器(5)和温度探测器(6)，所述火情探测信号处理器(13)分别连接烟雾探测器(5)和温度探测器(6)。

4.根据权利要求3所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，所述温度探测器(6)设有多个。

5.根据权利要求3所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，所述温度探测器(6)为放置于所述电池安全仓(8)内的电池自带的温度传感器。

6.根据权利要求1所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，所述喷淋机构包括喷头(7)和灭火剂输送通道(11)，所述喷头(7)设置于所述电池安全仓(8)内，并通过灭火剂输送通道(11)与外部灭火剂源连接。

7.根据权利要求6所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，所述灭火剂输送通道(11)由所述电池箱本体的壳体内腔形成。

8.根据权利要求1-7任一所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，各所述喷淋机构通过单向电磁阀(9)与外部灭火剂源连接，所述单向电磁阀(9)与BMS总控制器(3)连接。

9.根据权利要求8所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，所述外部灭火剂源的输出端设置有单向总开关(2)，该单向总开关(2)与BMS总控制器(3)连接。

10.根据权利要求1-7任一所述的具有消防功能的一体化动力电池箱，其特征在于，所述外部灭火剂源为设置于所述电池箱本体外的灭火剂盒(1)。