CN208541728U - 用于电池包的灭火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及灭火技术领域，具体涉及一种用于电池包的灭火装置。本实用新型旨在解决现有技术中采用电池管理系统提高电池包安全性的方式存在的灭火效率低、稳定性差的问题。为此目的，本实用新型的灭火装置包括存放有灭火剂的灭火容器，灭火容器具有下表面，电池包具有上表面，所述灭火容器的下表面设置为能够与电池包的上表面紧密贴合并且在电池包燃烧时熔化。通过灭火容器的下表面设置为能够与电池包的上表面紧密贴合并且在电池包燃烧时熔化的设置方式，本实用新型能够提高电池包的灭火效率与灭火安全性，并且由于灭火容器的结构简单、成本低，因此本实用新型还适于大规模推广应用。

Description

用于电池包的灭火装置

技术领域

本实用新型涉及灭火技术领域，具体涉及一种用于电池包的灭火装置。

背景技术

随着新能源汽车的保有量不断增加，新能源汽车的安全问题也越来越被各大车主和厂商所重视。以电动汽车为例，作为一种为电动汽车提供动力的优选动力源，锂离子电池由于其具有能量密度高、输出功率大、温度范围宽、使用寿命长、充电速度快、绿色环保等优点而被各大汽车厂商广泛采用。但是由于锂离子电池燃烧时具有燃烧猛烈、持续时间长、产生大量的浓烟与粉尘、出现爆炸或二次爆炸等特点，因此由锂离子电池燃烧或爆炸而导致的事故也不容忽视。

作为为电动汽车更换动力电池的场所，通常充换电站的电池架上密集存放有数个由锂离子电池组成的电池包，一旦某个电池包发生热失控，锂离子电池中的反应物便会在电池包内发生燃烧反应烧穿金属外壳，进而剧烈燃烧的火焰、电解液和反应的产物喷射到外部，很容易将火势蔓延到其他电池上，后果不堪设想。为避免上述事故发生，增强电池包的安全性，现有技术中，通常电池包内还设置有用于实时监测锂离子电池的工作状态的电池管理系统(BMS)，以便在锂离子电池出现热失控或燃烧时启动应急措施，如开启灭火器并进行声光报警等。虽然上述方法一定程度上提高了电池包的安全性，但不可避免地也存在以下问题。首先，在检测到电池包出现热失控或燃烧后再启动应急措施，存在灭火不及时的问题。其次，当电池管理系统发生故障不能监测锂离子电池的状态时，电池包和充换电站的安全性便无法得到保证。也就是说，现有技术中用于电池包的灭火方案存在灭火效率低、稳定性差的问题。

相应地，本领域需要一种新的用于电池包的灭火装置来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，即为了解决现有技术中用于电池包的灭火方案存在的灭火效率低、稳定性差的问题，本实用新型提供了一种用于电池包的灭火装置，所述灭火装置包括存放有灭火剂的灭火容器，所述灭火容器具有下表面，所述电池包具有上表面，所述灭火容器的下表面设置为能够与所述电池包的上表面紧密贴合并且在所述电池包燃烧时熔化。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述灭火容器的下表面由第一材料制成，所述灭火容器的其余部分由第二材料制成，所述第一材料的熔点小于所述第二材料。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述第一材料为超高分子量聚乙烯纤维；并且/或者所述第二材料为钛铝合金。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述灭火容器的下表面与所述电池包的上表面形状相同。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述灭火容器还设置有通风口。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述灭火容器还具有上表面，所述通风口为设置于所述灭火容器的上表面的筒状结构。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述筒状结构内设置有排风扇。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述灭火容器的下表面设置有硅胶吸盘，所述灭火容器通过所述硅胶吸盘紧密吸附于所述电池包的上表面。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述灭火容器的下表面设置有电磁吸附装置，所述灭火容器通过所述电磁吸附装置紧密吸附于所述电池包的上表面。

在上述用于电池包的灭火装置的优选技术方案中，所述灭火容器的下表面设置有滑轨/滑槽，所述电池包的上表面对应地设置有滑槽/滑轨，所述灭火容器通过滑轨与滑槽的配合紧密贴合于所述电池包的上表面。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，用于电池包的灭火装置包括存放有灭火器的灭火容器，灭火容器的下表面设置成与电池包的上表面紧密贴合，并且在电池包燃烧时灭火容器的下表面的对应位置能够熔化。通过电池包燃烧时灭火容器的下表面能熔化的设置方式，本实用新型的灭火装置能够在电池包出现热失控或燃烧时，利用电池包燃烧时的火焰将灭火容器的底部烧穿，进而使灭火剂迅速进入电池包，稀释并冷却燃烧反应，使反应速率急速降低，直至反应终止，提升了灭火效率和灭火稳定性。而灭火容器的下表面与电池包的上表面紧密贴合的设置方式，使得电池包在燃烧时灭火容器能够将内部的反应物与外界隔离，使灭火过程完全在密闭的环境下进行，避免由于燃烧反应物喷出或火势蔓延而导致的二次爆炸、或由于灭火过程中灭火剂外漏而导致的漏电等现象发生，进一步提升了灭火效率和灭火效果。也就是说，通过上述设置方式，本实用新型解决了现有技术中用于电池包的灭火方案存在的灭火效率低、稳定性差的问题，大幅提高了灭火效率与灭火安全性，并且由于灭火装置的结构简单、成本低，因此本实用新型还适于大规模推广应用。

附图说明

下面参照附图并结合充换电站来描述本实用新型的用于电池包的灭火装置。附图中：

图1为本实用新型的用于电池包的灭火装置的结构示意图；

图2为本实用新型的用于电池包的灭火装置的主视图；

图3为本实用新型的用于电池包的灭火装置的仰视图；

图4为本实用新型的用于电池包的灭火装置的俯视图；

图5A为本实用新型的用于电池包的灭火装置的应用过程示意图(一)；

图5B为本实用新型的用于电池包的灭火装置的应用过程示意图(二)。

附图标记列表

1、灭火装置；11、灭火容器；12、硅胶吸盘；13、通风口；14、排风扇；2、灭火剂；3、电池包。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然附图中的通风口是以横截面为圆形的筒状结构示出的，但是这种设置形式并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。如通风口还可以设置成截面为矩形的筒状结构。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

首先参照图1至图4，对本实用新型的用于电池包的灭火装置进行描述。其中，图1为本实用新型的用于电池包的灭火装置的结构示意图；图2为本实用新型的用于电池包的灭火装置的主视图；图3为本实用新型的用于电池包的灭火装置的仰视图；图4为本实用新型的用于电池包的灭火装置的俯视图。

如图1至图4所示，本实用新型的用于电池包的灭火装置1主要包括灭火容器11，灭火容器11内存放有灭火剂2，灭火容器11的下表面设置为能够与电池包的上表面紧密贴合并且在电池包燃烧时熔化。举例而言，电动汽车的电池包通常大致为板状长方体的结构，因此本实用新型的灭火容器11优选地可以设置成大致为长方体水箱，并且长方体水箱的下表面与电池包的上表面形状完全相同。水箱内装有水(即灭火剂2)，水箱的下表面由低熔点材料制成并且能够与电池包的上表面紧密贴合。

在电池包出现热失控或燃烧时，电池包内部着火点处的火焰将对应的电池包上表面烧穿并射出，进而射出的火焰将水箱的下表面熔化，水箱内的水迅速进入电池包中稀释燃烧反应，直至反应终止。在灭火过程中，由于水箱与电池包紧密贴合，因此水箱中的水不会外漏，电池包中的反应物也不会喷出。

从上述描述可以看出，通过将水箱底部设置成能够在电池包燃烧时熔化、以及水箱与电池包紧密贴合的设置方式，本实用新型的灭火装置能够大幅提高灭火效率，保证灭火效果，避免由于燃烧反应物喷出或火势蔓延而导致的二次爆炸等现象发生。并且由于水箱的结构简单、成本低，因此本实用新型还适于大规模推广应用。

当然，灭火容器11的具体形式和形状并非一成不变，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员能够对其进行调整，以便适应更加具体的应用场景。例如，灭火容器11还可以为正方体或其他不规则形状等，只要该容器的下表面满足至少能覆盖整个电池包的上表面并且在电池包燃烧时能够熔化的条件即可。再例如，灭火剂2还可以选择其他流动性好的液体灭火剂2或者颗粒状灭火剂2等。

参照图2，在一种可能的实施方式中，仍以灭火容器11为长方体的水箱为例，水箱的下表面由低熔点材料制成，水箱的上表面和四个侧面则采用高熔点材料制成。优选地，水箱的下表面可以由高强度低熔点的超高分子量聚乙烯纤维制成，水箱的其余表面可以由高熔点的钛铝合金制成。这样一来，在电池包出现燃烧时，水箱的下表面极易熔化而使水箱中的水迅速进入电池包进行灭火，而其余表面则能够保持原有形态，以起到将电池包中的燃烧反应物与外界隔离的效果。

当然，水箱的下表面和其余表面的材料并非唯一，在满足水箱的下表面的熔点小于其余表面的熔点的条件下，任何其他可能的材料均可以加工成水箱下表面和其余表面。例如，水箱的下表面还可以选择低熔点的塑料，水箱的其余表面才可以采用不锈钢等。

如图3所示，在一种可能实施方式中，在水箱的下表面边缘处设置有一圈耐高温长条状硅胶吸盘12，水箱能够通过该硅胶吸盘12牢固的吸附于电池包的上表面，进而完成与电池包的紧密贴合，保证电池包起火燃烧时火焰能第一时间将水箱的下表面熔化并且灭火剂2不外漏。当然，吸盘11的具体材料、形状以及在水箱下表面的设置位置并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要进行调整。

作为一种可替换的实施方式，由于电池包的外壳通常是金属的，因此可以在水箱的下表面，如在下表面的边缘处设置电磁吸附装置，使水箱通过电磁吸附装置的通断电完成与电池包吸附或脱离。作为另一种可替换的实施方式，如果电池包设计允许，还可以在电池包的上表面设置滑轨/滑槽，相应地在水箱的下表面设置滑槽/滑轨，通过滑槽与滑轨的配合连接使水箱的下表面紧密贴合在电池包的上表面。

接下来参照图1和图4，在一种更为优选的实施方式中，为了及时地在灭火过程中或灭火后排出电池包中的有毒有害气体，水箱的上表面还可以设置通风口13，如通风口13可以设置成横截面为圆形或矩形的筒状结构，并且在筒状结构中设置排风扇14以增加排风效果。

下面参照图5A和图5B并结合图1至图4，以充换电站中应用本实用新型的灭火装置为例对灭火原理进行阐述。其中，图5A为本实用新型的用于电池包的灭火装置的应用过程示意图(一)；图5B为本实用新型的用于电池包的灭火装置的应用过程示意图(二)。

在一种可能的应用场景中，充换电站的电池架上存储有多个电池包3，每个电池包3的上方对应地配置有一个水箱，水箱通过下表面的吸盘11与电池包3的上表面紧密吸附。水箱中存储有水，并且水箱中的水位可以设置有5cm的高度空间以防止水从水箱中溢出。

当电池包由于短路、过充、过放或其他原因发生燃烧时，燃烧火焰将电池包3上部烧穿并向外喷射燃烧产物及部分电解液。此时由于与电池包3紧密吸合的水箱的下表面极易烧穿，而且电池燃烧通过烧穿的空洞向外喷射燃烧产物及少量反应物，并非完全均匀、恒压喷射，所以水便能从烧穿的洞口进入电池包3，稀释冷却燃烧反应，使反应速率急速降低，直至反应终止。在灭火过程中或灭火结束后，打开排风扇14与充换电站中的排风装置，将电池包3中的有毒有害气体及时排出充换电站。

最后需要说明的是，虽然本实施方式是结合充换电站进行描述的，但这仅仅用来阐述本实用新型的原理，并非旨在于限制本实用新型的保护范围，本领域技术人员有理由将本实用新型应用于其他储存有电池包3的应用场景，如应用于电池仓库、储能站或移动充电车等。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置包括存放有灭火剂的灭火容器，所述灭火容器具有下表面，所述电池包具有上表面，所述灭火容器的下表面设置为能够与所述电池包的上表面紧密贴合并且在所述电池包燃烧时熔化。

2.根据权利要求1所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述灭火容器的下表面由第一材料制成，所述灭火容器的其余部分由第二材料制成，所述第一材料的熔点小于所述第二材料。

3.根据权利要求2所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述第一材料为超高分子量聚乙烯纤维；并且/或者所述第二材料为钛铝合金。

4.根据权利要求2所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述灭火容器的下表面与所述电池包的上表面形状相同。

5.根据权利要求4所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述灭火容器还设置有通风口。

6.根据权利要求5所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述灭火容器还具有上表面，所述通风口为设置于所述灭火容器的上表面的筒状结构。

7.根据权利要求6所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述筒状结构内设置有排风扇。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述灭火容器的下表面设置有硅胶吸盘，所述灭火容器通过所述硅胶吸盘紧密吸附于所述电池包的上表面。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述灭火容器的下表面设置有电磁吸附装置，所述灭火容器通过所述电磁吸附装置紧密吸附于所述电池包的上表面。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的用于电池包的灭火装置，其特征在于，所述灭火容器的下表面设置有滑轨/滑槽，所述电池包的上表面对应地设置有滑槽/滑轨，所述灭火容器通过滑轨与滑槽的配合紧密贴合于所述电池包的上表面。