CN111001109A - 灭火装置、电池箱及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车消防灭火技术领域，公开了一种灭火装置、电池箱及电动汽车，包括：感温耐压管体，在所述感温耐压管体的内部构造有用于装有灭火剂和惰性气体的管腔；以及密封结构，分别设置在所述感温耐压管体的端部并将所述感温耐压管体的端部进行封堵以将所述管腔构造为密闭管腔，其中，当所述感温耐压管体的温度大于等于设定温度后，所述感温耐压管体会在受热部位发生软化并构造出灭火剂喷射口。该灭火装置具有有效对电池箱内的电池进行灭火、避免电动汽车整车发生火灾的优点。

Description

灭火装置、电池箱及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车消防灭火技术领域，特别是涉及一种灭火装置、电池箱及电动汽车。

背景技术

随着全球电动汽车产业的蓬勃发展，产业规模的飞速增长，伴随着越来越多的电动汽车起火事故，几乎全部的电动汽车火灾事故都与动力电池相关，火灾一般从电池内部发生，初步蔓延至电池箱，进而产生整车起火事故。因此，将电动汽车火灾扑灭在电池箱阶段对于电动汽车火灾的抑制最为有效。

目前，市场上的电动汽车灭火装置大多是根据变电箱、密闭计算机房中的消防装置改进而来。众多电动汽车事故显示，在电池箱中的电池突发热失控时，灭火装置出现不动作的情况时有发生，同时，在电动汽车停止运行时，电池发生热失控，由于没有启动信号，灭火系统不会启动灭火。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种灭火装置、电池箱及电动汽车，以解决现有技术中在电动汽车停止运行时，电池发生热失控，由于没有启动信号，灭火系统不会启动灭火，致使电动汽车整体发生燃烧的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种灭火装置、电池箱及电动汽车，包括：感温耐压管体，在所述感温耐压管体的内部构造有用于装有灭火剂和惰性气体的管腔；以及密封结构，分别设置在所述感温耐压管体的端部并将所述感温耐压管体的端部进行封堵以将所述管腔构造为密闭管腔，其中，当所述感温耐压管体的温度大于等于设定温度后，所述感温耐压管体会在受热部位发生软化并构造出灭火剂喷射口。

其中，所述感温耐压管体的制造材质包括聚酰胺或感温耐压塑料。

其中，所述密封结构包括嵌设在所述感温耐压管体的端部的密封管体，其中，在所述密封管体上沿轴向呈间隔式设有多个柔性密封件。

其中，所述密封结构还包括与相应侧的所述密封管体相连接并设置在所述感温耐压管体的端部的外侧的环形连接体。

其中，所述灭火装置还包括电磁阀，所述电磁阀与设置在所述感温耐压管体的其中一端的所述环形连接体为螺纹连接。

其中，所述灭火装置还包括用于将所述密闭管腔内的灭火剂喷出的喷头，所述喷头与所述电磁阀相连接。

其中，所述灭火装置还包括用于检测所述密闭管腔内的压力的压力传感器，所述压力传感器与设置在所述感温耐压管体的其中另一端的所述环形连接体相连接。

根据本发明的第二方面，还提供一种电池箱，包括箱体和设置在所述箱体上的盖体，还包括上述所述的灭火装置。

其中，在所述盖体朝向所述箱体的表面上构造有凹部，所述灭火装置嵌设在所述凹部内。

根据本发明的第三方面，还提供一种电动汽车，包括上述所述的电池箱。

(三)有益效果

本发明提供的灭火装置，与现有技术相比，具有如下优点：

在高温并且在火灾探测装置、灭火控制装置以及启动装置均失效的情况下，本发明的灭火装置仍然可以发挥其灭火的作用。具体地，一旦动力电池起火，当本发明的感温耐压管体的管壁温度达到设定温度后，该感温耐压管体的管壁会在受热部位发生软化，伴随着电池箱内的动力电池不断燃烧，感温耐压管体内的管腔内的温度也会逐渐升高，随着温度的逐渐升高，管腔内的灭火剂会不断发生气化，从而使得管腔内的气体压力也会不断升高，在管腔内的气体压力不断升高的情况下，对受热软化部位施加的朝外侧的顶压力会逐渐增大，最终会在该受热软化部位构造出灭火剂喷射口，当该灭火剂喷射口形成后，管腔内的灭火剂会在压力作用下经该灭火剂喷射口喷出并释放到电池箱中，以达到抑制火灾的目的。

附图说明

图1为本发明的实施例的灭火装置的整体结构示意图。

附图标记：

1：感温耐压管体；11：管腔；111：密闭管腔；12：灭火剂喷射口；2：密封结构；21：密封管体；22：柔性密封件；23：环形连接体；3：电磁阀；4：喷头；5：压力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，图中示意性地显示了该灭火装置包括感温耐压管体1以及密封结构2。该灭火装置可应用在电池箱(图中未示出)上。

在该感温耐压管体1的内部构造有用于装有灭火剂和惰性气体的管腔11。

密封结构2分别设置在该感温耐压管体1的端部并将该感温耐压管体1的端部进行封堵以将该管腔11构造为密闭管腔111，其中，当该感温耐压管体1的温度大于等于设定温度后，该感温耐压管体1会在受热部位发生软化并构造出灭火剂喷射口12。具体地，在高温并且在电动汽车的火灾探测装置(图中未示出)、灭火控制装置(图中未示出)以及启动装置(图中未示出)均失效的情况下，本发明的灭火装置仍然可以发挥其灭火的作用。具体地，一旦动力电池起火，当本发明的感温耐压管体1的管壁温度达到设定温度后，该感温耐压管体1的管壁会在受热部位发生软化，伴随着电池箱内的动力电池不断燃烧，感温耐压管体1内的管腔11内的温度也会逐渐升高，随着温度的逐渐升高，管腔11内的灭火剂会不断发生气化，从而使得管腔11内的气体压力也会不断升高，在管腔11内的气体压力不断升高的情况下，对受热软化部位施加的朝外侧的顶压力会逐渐增大，最终会在该受热软化部位构造出灭火剂喷射口12，当该灭火剂喷射口12形成后，管腔11内的灭火剂会在压力作用下经该灭火剂喷射口12喷出并释放到电池箱中，以达到抑制火灾的目的。

需要说明的是，管腔11内充入的惰性气体的压力优选为1.6Mpa，其中，该惰性气体优选为N₂(氮气)。可以理解的是，除了氮气之外，还可为其它惰性气体，例如氩气、氦气等。

需要说明的是，本申请所使用的灭火剂通常为液态或气态，其本身能够受热气化，以达到增大密闭管腔111内的气体压力的目的。所谓的“设定温度”的大小范围为大于等于80℃且小于等于100℃。

在通常情况下，火灾探测装置(图中未示出)、灭火控制装置(图中未示出)以及启动装置(图中未示出)在获知电池箱内的温度处于80℃到100℃之间时，就会启动灭火。

本申请可以在火灾探测装置(图中未示出)、灭火控制装置(图中未示出)以及启动装置(图中未示出)均失效的情况下，一旦感温耐压管体1的温度达到设定温度，便会在受热部位发生软化，最终构造出灭火剂喷射口12，以将管腔11内的灭火剂喷出，达到抑制火灾的目的。

本实施例采用外径为10mm(毫米)，长度为1400mm(毫米)，壁厚为0.9mm(毫米)的管体。此外，感温耐压管体1的具体参数特征可以根据以下参数进行相应的调整：其管体外径可根据实际工程使用的电池箱的空间尺寸来确定。

感温耐压管体1的受热软化温度主要受管内的工作压力的影响，即，工作压力越大，启动破裂温度越低，反之，工作压力越小，启动破裂温度越高。感温耐压管体1的壁厚主要受启动温度和工作压力的双重因素共同决定，当工作压力和启动温度都确定后可以根据材料参数计算出壁厚。因此，本发明可以调整管参数达到在不同箱型的电池箱中进行使用的目的。

本发明所使用的灭火剂可以采用六氟丙烷、七氟丙烷或全氟己酮等常见的灭火剂。

以灭火剂为全氟己酮为例，在该感温耐压管体1的内部充装有惰性气体N₂，以使得管腔11内的初始预装压力为1.6MPa(兆帕)，当温度升高至100℃时，感温耐压管体1的受热软化部位发生破裂，内部灭火剂会瞬间喷出。需要说明的是，灭火剂种类以及充装的惰性气体并不仅仅地局限于本实施例所列举的种类。

本发明的灭火装置，虽然除了可以应用在电池箱中进行灭火以外，还可适用于以下场所：广播电视发射塔内的微波机房、分米波机房、米波机房、变配电室和不间断电源室、通讯系统的程控交换机房、控制室和信令转接点室、发电厂的控制室、电子设备间、计算机房、继电器室、变配电间，电缆交叉、密集及中间接头等部位；此外，本发明的灭火装置还可应用在变配电柜、电梯控制柜、带槽盒的电线电缆槽或桥架；以及还可应用在外壳相对密闭的特殊或重要的机柜设备、各种柴油机、汽车、火车、船舶发动机、各种移动设备、提升设备以及电梯控制柜等。

在本申请的一个优选的实施例中，该感温耐压管体1的制造材质包括聚酰胺或感温耐压塑料。具体地，该感温耐压管体1由上述材质制造而成后，该感温耐压管体1的管壁会具有感温耐压特性，并且当温度达到或超过相对温度承受范围内(是指上述所述的设定温度)后，感温耐压管体1的受热部位便会迅速软化并在管腔11内部压力的作用下形成灭火剂喷射口12。

如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该密封结构2包括嵌设在该感温耐压管体1的端部的密封管体21，其中，在该密封管体21上沿轴向呈间隔式设有多个柔性密封件22。具体地，该柔性密封件22的设置，可避免密封管体21与感温耐压管体1发生直接的硬接触，即，避免发生相互摩损的情况。

另外，该柔性密封件22的设置，可以起到增强密封管体21与感温耐压管体1之间的密封性的作用。

在一个具体的实施例中，该柔性密封件22可为橡胶密封圈、橡胶密封条等。

如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该密封结构2还包括与相应侧的该密封管体21相连接并设置在该感温耐压管体1的端部的外侧的环形连接体23。其中，该环形连接体23可与该密封管体21焊接为一体或采用一体式成型的方式形成为一体。

如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该灭火装置还包括电磁阀3，该电磁阀3与设置在该感温耐压管体1的其中一端的该环形连接体23为螺纹连接。具体地，采用螺纹连接的方式更加地方便该电磁阀3与该环形连接体23的安装和拆卸。

如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该灭火装置还包括用于将该密闭管腔111内的灭火剂喷出的喷头4，该喷头4与该电磁阀3相连接。具体地，该喷头4可为已有的扇形低压雾化喷头。该喷头4的具体结构和工作原理为本领域技术人员所熟知的，为节约篇幅起见，此处不做详述。

将喷头4与电磁阀3连接后，将喷头4调整好角度并置于电池箱的箱角处，此时，经喷头4所喷出的灭火剂可以覆盖整个电池箱的内部空间。

本发明的具体工作情况如下：

第1种情况：电磁阀3单独工作，此种情况主要发生在电池箱内温度缓慢上升或电池失控并发生在距离感温耐压管体1的较远处且没有达到感温耐压管体1的启动条件，此时，由于电池箱的其它探测装置完好，会及时地将相应的信号传输至控制系统，控制系统传输信号至电磁阀3，电磁阀3启动，灭火剂会从喷头4处喷出，实施灭火。

第2种情况：感温耐压管体1单独工作，此种情况主要发生在探测装置失效、控制系统发生故障，致使电磁阀3不能正常工作的情况下，此时，电池箱内部的电池热失控，导致箱内的温度升高，使得感温耐压管体1的某部位达到启动温度，该部位受热软化并会形成灭火剂喷射口12，灭火剂经该灭火剂喷射口12处喷出，实施灭火。

第3种情况：电磁阀3与感温耐压管体1联合作用。此情况主要发生在电磁阀3能正常工作且电池热失控特别剧烈，可以使得感温耐压管体1瞬间达到启动温度的情况。在此情况下，电磁阀3和感温耐压管体1同时工作，灭火剂喷出，实施灭火。可见，本发明具备低温(低于管体破裂的温度)时，电磁阀3控制灭火；高温(等于或高于管体破裂的温度)时，电磁阀3与感温耐压管体1联合作用进行灭火的优势。

如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该灭火装置还包括用于检测该密闭管腔111内的压力的压力传感器5，该压力传感器5与设置在该感温耐压管体1的其中另一端的该环形连接体23相连接。具体地，本发明通过增设该压力传感器5，其可以对感温耐压管体1内的压力进行监控，达到监控灭火剂情况与电池箱内的温度的作用。需要说明的是，由于电池箱内的温度与感温耐压管体1内的压力呈一定的对应关系，即，一个压力值对应一个温度值，因而，通过该压力传感器5获知感温耐压管体1内的压力值，便可以间接地获知电池箱内对应的温度值。

此外，当本发明出现密封性等问题时，压力会经该压力传感器5在第一时间传输出去。

根据本发明的第二方面，还提供一种电池箱，包括箱体(图中未示出)和设置在该箱体上的盖体，还包括上述所述的灭火装置。

在本申请的一个优选的实施例中，在该盖体朝向该箱体的表面上构造有凹部，该灭火装置嵌设在该凹部内。具体地，电池仓中设有多个电池箱，本发明克服了目前电动汽车专用灭火系统只安装在电池箱的外部，占用电池仓内部较大的空间的缺陷。本发明的灭火装置整体呈管状，其可以安装于电池箱的盖体上，还可以安装在电池箱的箱体的箱壁上，从而有效地节省了电池仓的内部空间。

根据本发明的第三方面，还提供一种电动汽车，包括上述所述的电池箱。

综上所述，在高温并且在火灾探测装置、灭火控制装置以及启动装置均失效的情况下，本发明的灭火装置仍然可以发挥其灭火的作用。具体地，一旦动力电池起火，当本发明的感温耐压管体1的管壁温度达到设定温度后，该感温耐压管体1的管壁会在受热部位发生软化，伴随着电池箱内的动力电池不断燃烧，感温耐压管体1内的管腔11内的温度也会逐渐升高，随着温度的逐渐升高，管腔11内的灭火剂会不断发生气化，从而使得管腔11内的气体压力也会不断升高，在管腔11内的气体压力不断升高的情况下，对受热软化部位施加的朝外侧的顶压力会逐渐增大，最终会在该受热软化部位构造出灭火剂喷射口12，当该灭火剂喷射口12形成后，管腔11内的灭火剂会在压力作用下经该灭火剂喷射口12喷出并释放到电池箱中，以达到抑制火灾的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灭火装置，其特征在于，包括：

感温耐压管体，在所述感温耐压管体的内部构造有用于装有灭火剂和惰性气体的管腔；以及

密封结构，分别设置在所述感温耐压管体的端部并将所述感温耐压管体的端部进行封堵以将所述管腔构造为密闭管腔，其中，当所述感温耐压管体的温度大于等于设定温度后，所述感温耐压管体会在受热部位发生软化并构造出灭火剂喷射口。

2.根据权利要求1所述的灭火装置，其特征在于，所述感温耐压管体的制造材质包括聚酰胺或感温耐压塑料。

3.根据权利要求1所述的灭火装置，其特征在于，所述密封结构包括嵌设在所述感温耐压管体的端部的密封管体，其中，在所述密封管体上沿轴向呈间隔式设有多个柔性密封件。

4.根据权利要求3所述的灭火装置，其特征在于，所述密封结构还包括与相应侧的所述密封管体相连接并设置在所述感温耐压管体的端部的外侧的环形连接体。

5.根据权利要求4所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置还包括电磁阀，所述电磁阀与设置在所述感温耐压管体的其中一端的所述环形连接体为螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置还包括用于将所述密闭管腔内的灭火剂喷出的喷头，所述喷头与所述电磁阀相连接。

7.根据权利要求4所述的灭火装置，其特征在于，所述灭火装置还包括用于检测所述密闭管腔内的压力的压力传感器，所述压力传感器与设置在所述感温耐压管体的其中另一端的所述环形连接体相连接。

8.一种电池箱，包括箱体和设置在所述箱体上的盖体，其特征在，还包括权利要求1至7中任一项所述的灭火装置。

9.根据权利要求8所述的电池箱，其特征在于，在所述盖体朝向所述箱体的表面上构造有凹部，所述灭火装置嵌设在所述凹部内。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求8至9中任一项所述的电池箱。

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