CN209630480U - 一种动力电池包防复燃自动灭火装置 - Google Patents

一种动力电池包防复燃自动灭火装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种动力电池包防复燃自动灭火装置；灭火装置的外壳分为内外壳，其内外壳之间顶部的间隙内布置有灭火模组，包含火焰传感器、灭火器喷头，灭火模组外端连接两个高压灭火剂罐，分别装有压缩降温灭火剂和阻燃灭火剂；灭火模组的火焰传感器检测到区域内火焰信号时将其传递到控制器，控制器下达指令依次间隔打开阻燃灭火器罐阀门和降温灭火器罐阀门，并同时开启火灾区灭火模组内的灭火器喷头，实现早期快速灭火并持续降温灭火的目的，有效控制电池包火灾事故的进一步扩散；壳体与电池包独立，不受电池类型限制，应用范围广。

Description

一种动力电池包防复燃自动灭火装置
技术领域
本实用新型涉及灭火装置，尤其涉及一种动力电池包防复燃自动灭火装置。
背景技术
近年来电动汽车的普及率越来越广，车载锂离子电池的容量也越来越大，但是由于锂离子电池本身的不稳定性以及单体电池一致性问题和电池包BMS技术瓶颈的限制，导致电动汽车自燃事故频发。
相关实际电动车火灾救援实例及锂离子电池火灾实验显示，灭火剂扑灭电池火灾一段时间后如若没有持续一定时间的降温措施，电池火灾有极大可能会复燃。
绝大多数的电动汽车电池包热失控起火事故都是先由局部起火进而扩散到整体，且火灾的扩散过程具有一定的时间间隙，如果能在局部热失控起火的初期采取措施抑制火情，能有效避免整体火灾或爆炸灾害的发生。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种动力电池包防复燃自动灭火装置。实现车载电池组内局部单体发生热失控起火时，及时定点扑灭火灾，并持续冷却热失控部分防止复燃，有效抑制电池包火灾的进一步蔓延，确保极端滥用工况下的整车及乘客的安全。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种动力电池包防复燃自动灭火装置，包括壳体1和置于其内的电池包2及灭火系统，灭火系统包括灭火模组3、控制器5、阻燃灭火剂储存罐6、降温灭火剂储存罐7；
所述灭火模组3包括多个灭火单元300；将壳体1分为若干个区域块，每个区域块内安装一个灭火单元300，每个灭火单元300均设置有火焰传感器302和多个多个带电子开关的灭火喷头301；
所述阻燃灭火剂储存罐6和降温灭火剂储存罐7均设置有电控阀门67，并通过管路603连接各灭火单元300的灭火喷头301；
所述电控阀门67、火焰传感器302和灭火喷头301分别连接控制器5，当火焰传感器302检测到本区域块内火焰信号时，将其传递给控制器5，由控制器5开启该区域内的灭火喷头301，并打开阻燃灭火剂储存罐6和/或降温灭火剂储存罐7的电控阀门67。
所述壳体1包括内壳和外壳，电池包2位于内壳内，灭火模组3安装在内壳与外壳之间间隙的上部。
所述壳体1的外部还设置有为为电控阀门67、火焰传感器302和控制器5提供工作电能的UPS电源8。
所述阻燃灭火剂储存罐6和降温灭火剂储存罐7均设置在壳体1的外部。
动力电池包防复燃自动灭火装置的灭火方法，包括如下步骤：
当电池包2正常工作时，阻燃灭火剂储存罐6和降温灭火剂储存罐7的电控阀门67，以及各灭火单元300的灭火喷头301均处于关闭状态；
当火焰传感器302检测到异常热辐射时，将信息反馈给控制器5，控制器5根据设定的阈值判断是否启动灭火程序，即当火焰传感器302检测到热辐射超过阈值时，控制器5立即启动报警，30s无人为应答时，则开启相应灭火单元300的灭火喷头301，并打开阻燃灭火剂储存罐6的电控阀门67，持续喷洒阻燃灭火剂30s后，控制器5根据火焰传感器302反馈的信息决定是否继续喷洒阻燃灭火剂，待火焰被扑灭后，控制器5将关闭开阻燃灭火剂储存罐6的电控阀门67，并打开降温灭火剂储存罐7的电控阀门67，对该区域块的电池包持续喷洒降温灭火剂30s，防止复燃。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本实用新型通过优化控制，采用两种不同类型的灭火剂先后作用于热失控着火区域电池包，能最优化的利用有限的灭火剂存储，实现早期快速灭火并持续降温灭火的目的，有效控制电池包火灾事故的进一步扩散，确保极端滥用工况下的整车及乘客的安全。
本实用新型中壳体上部的灭火模组包含多个灭火单元，每个灭火单元包含一个火焰探测器和多个灭火喷头，通过合理优化设计，各个灭火单元的火焰探测器所监控的范围有一定的交叉，可以提高系统的准确性和稳定性。同时由于交叉区域的存在，使得系统在检测到局部热失控着火之后不仅对起火区域采取灭火措施，同时也能对周边邻近区域提前采取一定措施，防患于未然，进一步加大抑制火灾扩散的力度。
本实用新型壳体由内外壳体构成，内壳使用防火材料，有效的保护探测及灭火模块的线路结构，确保系统在恶劣工况下能够正常工作。
本实用新型使用的火焰传感器可以实现从紫外到红外波段全波段检测，当电池发生热失控时，能快速检测出异常的热辐射并向控制器传递信号。
本实用新型电池包置于内壳内部，内部电池包本身是独立的，可以保证在电池包或整车处于极端滥用工况时独立工作不受其影响，且本系统结构较为灵活，可根据具体的电池包进行灵活变动调整。
本实用新型灭火剂储存罐采用高压压缩方式存储，通过电控阀门控制开闭状态，灭火时可高效作用，无需增加增压动力装置。
附图说明
图1为本实用新型动力电池包防复燃自动灭火装置的结构示意图。
图2为本实用新型动力电池包防复燃自动灭火装置的内部结构侧视透视示意图。
图3为本实用新型动力电池包防复燃自动灭火装置的俯视透视示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1-3所示。本实用新型公开了一种动力电池包防复燃自动灭火装置，包括壳体1和置于其内的电池包2及灭火系统，灭火系统包括灭火模组3、控制器5、阻燃灭火剂储存罐6、降温灭火剂储存罐7；
所述灭火模组3包括多个灭火单元300；将壳体1分为若干个区域块，每个区域块内安装一个灭火单元300，每个灭火单元300均设置有火焰传感器302和多个多个带电子开关的灭火喷头301；通过这种分区的合理优化设计，各个灭火单元的火焰探测器所监控的范围有一定的交叉，可以提高系统的准确性和稳定性。同时由于区域块相互之间交叉的存在，使得系统在检测到局部热失控着火之后不仅对起火区域采取灭火措施，同时也能对周边邻近区域提前采取一定措施，防患于未然，进一步加大抑制火灾扩散的力度。
所述阻燃灭火剂储存罐6和降温灭火剂储存罐7均设置有电控阀门67，并通过管路603连接各灭火单元300的灭火喷头301；管路603采用耐压耐腐蚀铜管。
所述电控阀门67、火焰传感器302和灭火喷头301分别连接控制器5，当火焰传感器302检测到本区域块内火焰信号时，将其传递给控制器5，由控制器5开启该区域内的灭火喷头301，并打开阻燃灭火剂储存罐6和/或降温灭火剂储存罐7的电控阀门67。
火焰传感器302所监测的有效范围角度根据不同使用情况可做调整，一般为10—45°，本实施例中根据壳体上部距电池包距离及检测效率综合考虑，选择监测角度为30°，可使检测准确率保持在95％以上。
所述壳体1包括内壳和外壳，电池包2位于内壳内，灭火模组3安装在内壳与外壳之间间隙的上部。外壳为满足刚度强度要求的金属材料；内壳为防火材料隔板构成，可有效的保护探测及灭火模组的线路结构，确保系统在恶劣工况下能够正常工作。
本实用新型中的各个灭火单元300的布置形式可以根据实际情况进行调整，本实施例选择一个火焰传感器和四个灭火喷头为一个灭火单元。
所述壳体1的外部还设置有为为电控阀门67、火焰传感器302和控制器5提供工作电能的UPS电源8。
所述阻燃灭火剂储存罐6和降温灭火剂储存罐7均设置在壳体1的外部，灭火剂采用高压压缩方式存储在其内，灭火时可高效作用，无需增加增压动力装置。
本实用新型阻燃灭火剂储存罐6和降温灭火剂储存罐7内分别装有两种不同类型的灭火剂，具体类型可根据电池包的类型进行调整，本实施例针对三元锂离子电池选择阻燃灭火剂为高压液态七氟丙烷，灭火迅速，不易与其它物质发生反应，是一种稳定的材料，且不导电不会对电子仪器造成损坏，安全无毒无污染，绿色环保；降温灭火剂为常用的水基灭火剂，具有较大比热容可以带走热失控产生的大量热量，可以在阻燃灭火剂扑灭明火后持续对电池进行降温，有效抑制复燃。两种灭火剂先后作用时间可以根据电池组中单体电池的容量作出调整，本实施例中两种灭火剂的作用时间均为30s。
动力电池包防复燃自动灭火装置的灭火方法，包括如下步骤：
当电池包2正常工作时，阻燃灭火剂储存罐6和降温灭火剂储存罐7的电控阀门67，以及各灭火单元300的灭火喷头301均处于关闭状态；
当火焰传感器302检测到异常热辐射时，将信息反馈给控制器5，控制器5根据设定的阈值判断是否启动灭火程序，即当火焰传感器302检测到热辐射超过阈值时，控制器5立即启动报警，30s无人为应答时，则开启相应灭火单元300的灭火喷头301，并打开阻燃灭火剂储存罐6的电控阀门67，持续喷洒阻燃灭火剂30s后，控制器5根据火焰传感器302反馈的信息决定是否继续喷洒阻燃灭火剂，待火焰被扑灭后，控制器5将关闭开阻燃灭火剂储存罐6的电控阀门67，并打开降温灭火剂储存罐7的电控阀门67，对该区域块的电池包持续喷洒降温灭火剂30s，防止复燃。
本实用新型采用两种不同类型的灭火剂先后作用于热失控着火区域电池包，能最优化的利用有限的灭火剂存储，实现早期快速灭火并持续降温灭火的目的，有效控制电池包火灾事故的进一步扩散，确保极端滥用工况下的整车及乘客的安全。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种动力电池包防复燃自动灭火装置，包括壳体(1)和置于其内的电池包(2)及灭火系统，其特征在于：灭火系统包括灭火模组(3)、控制器(5)、阻燃灭火剂储存罐(6)、降温灭火剂储存罐(7)；
所述灭火模组(3)包括多个灭火单元(300)；将壳体(1)分为若干个区域块，每个区域块内安装一个灭火单元(300)，每个灭火单元(300)均设置有火焰传感器(302)和多个带电子开关的灭火喷头(301)；
所述阻燃灭火剂储存罐(6)和降温灭火剂储存罐(7)均设置有电控阀门(67)，并通过管路603连接各灭火单元(300)的灭火喷头(301)；
所述电控阀门(67)、火焰传感器(302)和灭火喷头(301)分别连接控制器(5)，当火焰传感器(302)检测到本区域块内火焰信号时，将其传递给控制器(5)，由控制器(5)开启该区域内的灭火喷头(301)，并打开阻燃灭火剂储存罐(6)和/或降温灭火剂储存罐(7)的电控阀门(67)。
2.根据权利要求1所述动力电池包防复燃自动灭火装置，其特征在于：所述壳体(1)包括内壳和外壳，电池包(2)位于内壳内，灭火模组(3)安装在内壳与外壳之间间隙的上部。
3.根据权利要求2所述动力电池包防复燃自动灭火装置，其特征在于：所述壳体(1)的外部还设置有电控阀门(67)、火焰传感器(302)和控制器(5)提供工作电能的UPS电源(8)。
4.根据权利要求3所述动力电池包防复燃自动灭火装置，其特征在于：所述阻燃灭火剂储存罐(6)和降温灭火剂储存罐(7)均设置在壳体(1)的外部。
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CN114129943A (zh) * 2021-11-18 2022-03-04 中国核电工程有限公司 一种消防布置方法及消防系统

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