CN107349543A - 动力电池灭火装置、动力电池及动力电池的灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力电池灭火装置、动力电池及动力电池的灭火方法,所述动力电池灭火装置包括控制系统，以及与所述控制系统电性连接的锂电池灭火器、气体降温灭火器、温度传感器和烟雾传感器，所述温度传感器和烟雾传感器用于安装在动力电池的箱体内部，所述温度传感器和烟雾传感器分别用于采集箱体内部的温度信号、烟雾信号并传送至所述控制系统，所述锂电池灭火器和气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体上，所述控制系统用于根据所述温度信号、烟雾信号控制所述锂电池灭火器或气体降温灭火器。所述动力电池灭火装置、动力电池及动力电池的灭火方法,不易发生火灾误判，不易损坏动力电池，能够增加动力电池的使用寿命。

Description

动力电池灭火装置、动力电池及动力电池的灭火方法

技术领域

本发明涉及动力电池安全技术领域，尤其涉及一种动力电池灭火装置、动力电池及动力电池的灭火方法。

背景技术

动力电池是一种为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车等提供动力的锂离子电池。一般地，动力电池由大数量的电池芯组成，当一颗电池芯发生短路产生高温时，其他的电池芯也容易因为高温造成隔膜熔化发生短路，进而可能引发火灾。传统的，当检测到动力电池产生高温时，采用锂电池灭火器进行灭火，以防发生火灾。但是，有时也会存在火灾误判情况，当出现火灾误判时，由于锂电池灭火器灭火后对动力电池会产生损伤，导致动力电池无法再使用，严重缩短了动力电池的使用寿命。

发明内容

基于此，有必要提供一种动力电池灭火装置、动力电池及动力电池的灭火方法，该动力电池灭火装置及动力电池的灭火方法能够增加动力电池的使用寿命；该动力电池的使用寿命长。

其技术方案如下：

一种动力电池灭火装置，包括控制系统，以及与所述控制系统电性连接的锂电池灭火器、气体降温灭火器、温度传感器和烟雾传感器，所述温度传感器和烟雾传感器用于安装在动力电池的箱体内部，所述温度传感器和烟雾传感器分别用于采集箱体内部的温度信号、烟雾信号并传送至所述控制系统，所述锂电池灭火器和气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体上，所述控制系统用于根据所述温度信号、烟雾信号控制所述锂电池灭火器或气体降温灭火器。

在其中一个实施例中，所述锂电池灭火器用于安装在动力电池的箱体内侧上，所述气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体外侧上；

或者，所述锂电池灭火器用于安装在动力电池的箱体外侧上，所述气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体外侧上；

或者，所述锂电池灭火器用于安装在动力电池的箱体内侧上，所述气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体内侧上。

在其中一个实施例中，所述动力电池灭火装置还包括用于安装在动力电池的箱体内部的第一管路与第二管路，所述第一管路的一端与所述锂电池灭火器的第一灭火器管路连通，所述第一管路上开设有多个第一出气口，所述第二管路的一端与所述气体降温灭火器的第二灭火器管路连通，所述第二管路上开设有多个第二出气口。

在其中一个实施例中，所述第一出气口的数量与动力电池的电池芯的数量相同，且所述第一出气口的设置位置与动力电池的电池芯的位置对应；所述第二出气口的数量与动力电池的电池芯的数量相同，且所述第二出气口的设置位置与动力电池的电池芯的位置对应。

在其中一个实施例中，所述控制系统包括接收模块、逻辑模块以及指令模块，所述接收模块用于接收所述温度传感器和烟雾传感器采集到的温度信号、烟雾信号，所述逻辑模块用于将所述温度信号、烟雾信号进行逻辑运算得到控制信号，所述指令模块与锂电池灭火器、气体降温灭火器以及电池外部电路电性连接，所述指令模块用于根据所述控制信号下发控制指令。

在其中一个实施例中，所述控制系统还包括警告模块，所述警告模块用于根据所述控制信号发出火灾警告信号。

在其中一个实施例中，所述动力电池灭火装置还包括防水泄压阀，所述防水泄压阀用于安装在动力电池的箱体上。

在其中一个实施例中，所述锂电池灭火器为干粉灭火器，所述气体降温灭火器为二氧化碳灭火器。

一种动力电池，包括箱体、设置在所述箱体的内部的电池芯组件以及如上所述的动力电池灭火装置。

一种动力电池的灭火方法，采用如上所述的动力电池灭火装置，包括以下步骤：

温度传感器采集动力电池的箱体内部的温度信号并将温度信号传送至控制系统，烟雾传感器采集动力电池的箱体内部的烟雾信号并将烟雾信号传送至控制系统；

控制系统接收温度信号及烟雾信号，当温度信号达到第一预设温度，烟雾信号为无烟雾状态时，控制系统控制气体降温灭火器开启，气体降温灭火器对动力电池进行第一阶段灭火；

当温度信号达到第二预设温度，烟雾信号为有烟雾状态时，控制系统控制锂电池灭火器开启，锂电池灭火器对动力电池进行第二阶段灭火。

本发明的有益效果在于：

所述动力电池灭火装置，温度传感器能够采集动力电池的箱体内部的温度信号并将温度信号传送至控制系统，烟雾传感器能够采集动力电池的箱体内部的烟雾信号并传送至控制系统，控制系统接收到温度信号及烟雾信号后可进行分析判断，进而控制锂电池灭火器或气体降温灭火器开启。具体地，当温度信号达到第一预设温度，烟雾信号显示为无烟雾状态时，控制系统控制气体降温灭火器开启，气体降温灭火器对动力电池进行第一阶段灭火，对动力电池的箱体内部进行降温处理，降低动力电池的温度，以免高热延伸造成其他电池芯的高温，引发连续性的安全反应，并且，气体降温灭火器开启后不会损伤动力电池，在出现火灾误判情况时也不会导致动力电池无法继续使用；当温度信号达到第二预设温度，烟雾信号为有烟雾状态时，此时，说明火灾发生没有发生火灾误判情况，控制系统控制锂电池灭火器开启对动力电池进行第二阶段灭火，灭掉动力电池产生的火灾，保证使用安全。所述动力电池灭火装置，通过设置锂电池灭火器、气体降温灭火器、温度传感器和烟雾传感器，对温度和烟雾两个参数进行检测，且采用两阶段灭火结构，不易发生火灾误判，不易损坏动力电池，能够增加动力电池的使用寿命。

所述动力电池，包括上述的动力电池灭火装置，具备动力电池灭火装置的技术效果，使用寿命长。

所述动力电池的灭火方法，通过同时对温度信号和烟雾信号两个参数进行检测，且采用两阶段灭火步骤，不易发生火灾误判，不易损坏动力电池，能够增加动力电池的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例所述的动力电池灭火装置的结构示意图一；

图2为本发明实施例所述的动力电池灭火装置的结构示意图二；

图3为本发明实施例所述的动力电池灭火装置的结构示意图三；

图4为本发明实施例所述的第一管路与第二管路的布置结构示意图；

图5为本发明实施例所述的防水泄压阀的布置结构示意图；

图6为本发明实施例所述的动力电池的灭火方法的流程示意图。

附图标记说明：

100、锂电池灭火器，110、第一储存瓶体，120、第一灭火器管路，130、第一灭火器阀门，200、气体降温灭火器，210、第二储存瓶体，220、第二灭火器管路，230、第二灭火器阀门，300、温度传感器，400、烟雾传感器，500、第一管路，600、第二管路，700、防水泄压阀，10、箱体，20、电池芯组件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象，但这些对象不受这些术语限制。

如图1所示，一种动力电池灭火装置，包括控制系统，以及与所述控制系统电性连接的锂电池灭火器100、气体降温灭火器200、温度传感器300和烟雾传感器400。所述温度传感器300和烟雾传感器400用于安装在动力电池的箱体10内部。所述温度传感器300和烟雾传感器400分别用于采集箱体10内部的温度信号、烟雾信号并传送至所述控制系统。所述锂电池灭火器100和气体降温灭火器200用于安装在动力电池的箱体10上。所述控制系统用于根据所述温度信号、烟雾信号控制所述锂电池灭火器100或气体降温灭火器200。本实施的附图中，虚线表示安装在箱体10内部。

具体地，所述锂电池灭火器100包括第一储存瓶体110、与第一储存瓶体110的出口连通的第一灭火器管路120以及设于第一灭火器管路120上的第一灭火器阀门130。所述气体降温灭火器200包括第二储存瓶体210、与第二储存瓶体210的出口连通的第二灭火器管路220以及设于第二灭火器管路220上的第二灭火器阀门230。本实施例中，锂电池灭火器100的第一灭火器管路120、气体降温灭火器200的第一灭火器管路120均与动力电池的箱体10的内部连通，用于对箱体10内部进行降温或灭火，降温或使用效果好。

所述动力电池灭火装置，温度传感器300能够采集动力电池的箱体10内部的温度信号并将温度信号传送至控制系统，烟雾传感器400能够采集动力电池的箱体10内部的烟雾信号并传送至控制系统，控制系统接收到温度信号及烟雾信号后可进行分析判断，进而控制锂电池灭火器100或气体降温灭火器200开启。具体地，当温度信号达到第一预设温度，烟雾信号显示为无烟雾状态时，为了避免电池过热造成进一步的危险，控制系统控制气体降温灭火器200开启，气体降温灭火器200对动力电池进行第一阶段灭火，对动力电池的箱体10内部进行降温处理，降低动力电池的温度，以免高热延伸造成其他电池芯的高温，引发连续性的安全反应，并且，由于气体降温灭火器200是使用气体通过气体膨胀吸热原理来降低环境温度，冷却后动力电池的材料和结构不会被影响，不会损伤动力电池，在出现火灾误判情况时也不会导致动力电池无法继续使用；当温度信号达到第二预设温度，烟雾信号为有烟雾状态时，此时，说明火灾发生没有发生火灾误判情况，控制系统控制锂电池灭火器100开启对动力电池进行第二阶段灭火，灭掉动力电池产生的火灾，保证使用安全。所述动力电池灭火装置，通过设置锂电池灭火器100、气体降温灭火器200、温度传感器300和烟雾传感器400，对温度和烟雾两个参数进行检测，检测结果准确，不易发生火灾误判，且采用两阶段灭火结构，不易损坏动力电池，能够增加动力电池的使用寿命，降低使用成本。

具体地，所述锂电池灭火器100的种类也可以为多种，其目的是对动力电池实现灭火。可选地，所述锂电池灭火器100为干粉灭火器，使用效果好。所述气体降温灭火器200为非可燃气体灭火器，其种类可以为多种，其目的是通过气体膨胀吸热原理进行冷却降温。可选地，所述气体降温灭火器200为二氧化碳灭火器。高压气体扩展可以急剧的降低环境温度，通过采用二氧化碳灭火器，喷出的高压二氧化碳可以达到快速降温的效果，冷却降温效率高、效果好。

具体地，锂电池灭火器100与气体降温灭火器200的安装位置可根据需求进行选择。可选地，如图2所示，所述锂电池灭火器100用于安装在动力电池的箱体10内侧上，所述气体降温灭火器200用于安装在动力电池的箱体10外侧上。进而，易于更换使用机会多的气体降温灭火器200，也能提高锂电池灭火器100的喷放效率和灭火效果，且对于动力电池的箱体10的内部空间要求不高，适用范围广。或者，如图1所示，所述锂电池灭火器100用于安装在动力电池的箱体10外侧上，所述气体降温灭火器200用于安装在动力电池的箱体10外侧上。如此，安装简单方便，锂电池灭火器100与气体降温灭火器200易于更换，且对于动力电池的箱体10的内部空间没有要求，适用范围广。或者，如图3所示，所述锂电池灭火器100用于安装在动力电池的箱体10内侧上，所述气体降温灭火器200用于安装在动力电池的箱体10内侧上。如此，锂电池灭火器100与气体降温灭火器200的喷方效率高，使用效果好。

进一步地，如图1、图4所示，所述动力电池灭火装置还包括用于安装在动力电池的箱体10内部的第一管路500与第二管路600。所述第一管路500的一端与所述锂电池灭火器100的第一灭火器管路120连通，所述第一管路500上开设有多个第一出气口。所述第二管路600的一端与所述气体降温灭火器200的第二灭火器管路220连通，所述第二管路600上开设有多个第二出气口。采用上述结构，锂电池灭火器100或气体降温灭火器200分别对动力电池进行灭火时，使用效果好，喷放效率高。

可选地，所述第一出气口的数量与动力电池的电池芯的数量相同，且所述第一出气口的设置位置与动力电池的电池芯的位置对应。所述第二出气口的数量与动力电池的电池芯的数量相同，且所述第二出气口的设置位置与动力电池的电池芯的位置对应。进而，当采用气体降温灭火器200进行降温或采用锂电池灭火器100进行灭火时，每个电池芯都能对应一个第一出气口和第二出气口，可针对每个电池芯进行降温或灭火处理，使用效果好，喷放效率高。

本实施例中，所述控制系统包括接收模块、逻辑模块以及指令模块。所述接收模块用于接收所述温度传感器300和烟雾传感器400采集到的温度信号、烟雾信号。所述逻辑模块用于将所述温度信号、烟雾信号进行逻辑运算得到控制信号。所述指令模块与锂电池灭火器100、气体降温灭火器200以及电池外部电路电性连接，所述指令模块用于根据所述控制信号下发控制指令。具体地，控制信号可以为气体降温灭火器200开启信号、锂电池灭火器100开启信号、切断电池外部电路信号等。对应地，控制指令为气体降温灭火器200开启指令、锂电池灭火器100开启指令、切断电池外部电路指令等。采用上述结构，控制系统能够根据采集到的信号实现对锂电池灭火器100和气体降温灭火器200的开启控制，并且，还能够在火灾发生时，切断动力电池供电的电池外部电路，防止动力电池继续放电产生更多的危险，进一步提高安全性。

进一步地，所述控制系统还包括警告模块，所述警告模块用于根据所述控制信号发出火灾警告信号。如此，本实施例的动力电池灭火装置还具备报警功能，当发生火灾时，能够发出火灾报警信号，提高安全性。

本实施例中，所述控制系统可以为独立系统，也可以集成在动力电池的DMS(Distribution Management System，配电管理系统)中。所述控制系统、温度传感器300和烟雾传感器400所使用的电源为独立电源，不由动力电池提供电源。进而，能够独立执行气体降温灭火器200开启、锂电池灭火器100开启、切断电池外部电路以及火灾报警工作，独立进行温度和烟雾检测，防止动力电池继续放电产生更多的危险，使用更加安全可靠。

进一步地，如图5所示，所述动力电池灭火装置还包括防水泄压阀700。所述防水泄压阀700用于安装在动力电池的箱体10上。通过设置防水泄压阀700，用于起到泄压作用，以免动力电池的箱体10内部气体压力过高，进一步提高安全性。可选地，所述防水泄压阀700为多个，多个防水泄压阀700间隔均匀设置在动力电池的箱体10上，泄压均匀，泄压效果好。所述防水泄压阀700的阀材料可以使用乙烯丙烯丁烯混合橡胶(EPDM)，防水泄压效果好。

如图1所示，一种动力电池，包括箱体10、设置在所述箱体10的内部的电池芯组件20以及如上所述的动力电池灭火装置。具体地，电池芯组件20包括多个电池芯。所述动力电池，包括上述的动力电池灭火装置，具备动力电池灭火装置的技术效果，使用寿命长，使用成本低。

如图1、图6所示，一种动力电池的灭火方法，采用如上所述的动力电池灭火装置，包括以下步骤：

S1：温度传感器300采集动力电池的箱体10内部的温度信号并将温度信号传送至控制系统，烟雾传感器400采集动力电池的箱体10内部的烟雾信号并将烟雾信号传送至控制系统。

S2：控制系统接收温度信号及烟雾信号，当温度信号达到第一预设温度，烟雾信号为无烟雾状态时，控制系统控制气体降温灭火器200开启，气体降温灭火器200对动力电池进行第一阶段灭火。

S3：当温度信号达到第二预设温度，烟雾信号为有烟雾状态时，控制系统控制锂电池灭火器100开启，锂电池灭火器100对动力电池进行第二阶段灭火。

具体地，第一预设温度、第二预设温度可根据不同的动力电池的性能进行相应确定。第一预设温度可以表示可能发生火灾的危险温度。第二预设温度大于第一预设温度，第二预设温度可以表示一般发生火灾时的温度，即当温度信号达到第一预设温度后，温度仍然在持续上升达到第二预设温度时，且出现烟雾，可以判断出现火灾情况，降低火灾误判率。

所述动力电池的灭火方法，通过同时对温度信号和烟雾信号两个参数进行检测，且采用两阶段灭火步骤，不易发生火灾误判，不易损坏动力电池，能够增加动力电池的使用寿命，降低使用成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种动力电池灭火装置，其特征在于，包括控制系统，以及与所述控制系统电性连接的锂电池灭火器、气体降温灭火器、温度传感器和烟雾传感器，所述温度传感器和烟雾传感器用于安装在动力电池的箱体内部，所述温度传感器和烟雾传感器分别用于采集箱体内部的温度信号、烟雾信号并传送至所述控制系统，所述锂电池灭火器和气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体上，所述控制系统用于根据所述温度信号、烟雾信号控制所述锂电池灭火器或气体降温灭火器。

2.根据权利要求1所述的动力电池灭火装置，其特征在于，所述锂电池灭火器用于安装在动力电池的箱体内侧上，所述气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体外侧上；

或者，所述锂电池灭火器用于安装在动力电池的箱体外侧上，所述气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体外侧上；

或者，所述锂电池灭火器用于安装在动力电池的箱体内侧上，所述气体降温灭火器用于安装在动力电池的箱体内侧上。

3.根据权利要求1所述的动力电池灭火装置，其特征在于，还包括用于安装在动力电池的箱体内部的第一管路与第二管路，所述第一管路的一端与所述锂电池灭火器的第一灭火器管路连通，所述第一管路上开设有多个第一出气口，所述第二管路的一端与所述气体降温灭火器的第二灭火器管路连通，所述第二管路上开设有多个第二出气口。

4.根据权利要求3所述的动力电池灭火装置，其特征在于，所述第一出气口的数量与动力电池的电池芯的数量相同，且所述第一出气口的设置位置与动力电池的电池芯的位置对应；所述第二出气口的数量与动力电池的电池芯的数量相同，且所述第二出气口的设置位置与动力电池的电池芯的位置对应。

5.根据权利要求1所述的动力电池灭火装置，其特征在于，所述控制系统包括接收模块、逻辑模块以及指令模块，所述接收模块用于接收所述温度传感器和烟雾传感器采集到的温度信号、烟雾信号，所述逻辑模块用于将所述温度信号、烟雾信号进行逻辑运算得到控制信号，所述指令模块与锂电池灭火器、气体降温灭火器以及电池外部电路电性连接，所述指令模块用于根据所述控制信号下发控制指令。

6.根据权利要求5所述的动力电池灭火装置，其特征在于，所述控制系统还包括警告模块，所述警告模块用于根据所述控制信号发出火灾警告信号。

7.根据权利要求1-6任一项所述的动力电池灭火装置，其特征在于，还包括防水泄压阀，所述防水泄压阀用于安装在动力电池的箱体上。

8.根据权利要求1-6任一项所述的动力电池灭火装置，其特征在于，所述锂电池灭火器为干粉灭火器，所述气体降温灭火器为二氧化碳灭火器。

9.一种动力电池，其特征在于，包括箱体、设置在所述箱体的内部的电池芯组件以及如权利要求1-8任一项所述的动力电池灭火装置。

10.一种动力电池的灭火方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的动力电池灭火装置，包括以下步骤：

温度传感器采集动力电池的箱体内部的温度信号并将温度信号传送至控制系统，烟雾传感器采集动力电池的箱体内部的烟雾信号并将烟雾信号传送至控制系统；

控制系统接收温度信号及烟雾信号，当温度信号达到第一预设温度，烟雾信号为无烟雾状态时，控制系统控制气体降温灭火器开启，气体降温灭火器对动力电池进行第一阶段灭火；

当温度信号达到第二预设温度，烟雾信号为有烟雾状态时，控制系统控制锂电池灭火器开启，锂电池灭火器对动力电池进行第二阶段灭火。