一种电池包灭火系统、方法及车辆

摘要

本发明公开了一种电池包灭火系统、方法及车辆，该系统包括：灭火控制器、灭火剂注入阀以及布设于电池包内的灭火通道，灭火剂注入阀包括弹出管道以及用于控制弹出管道弹出的控制部件，控制部件与灭火控制器连接。弹出管道第一端作为灭火剂注入口，用于从车辆外部向电池包内注入灭火剂，弹出管道的第二端与电池包内灭火通道的入口连通。灭火控制器用于在接收到电池包热失控信号，触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出。本申请提供的电池包灭火系统能够在不过于增加车辆重量且空间占比小、成本低的情况下，实现对电池包的精准高效灭火。

权利要求

1.一种电池包灭火系统，其特征在于，包括：灭火控制器、灭火剂注入阀以及布设于电池包内的灭火通道，所述灭火剂注入阀包括弹出管道以及用于控制所述弹出管道弹出的控制部件，所述控制部件与所述灭火控制器连接，其中：所述弹出管道第一端作为灭火剂注入口，用于从车辆外部向所述电池包内注入灭火剂，所述弹出管道的第二端与所述电池包内灭火通道的入口连通；

所述灭火控制器用于在接收到电池包热失控信号，触发所述控制部件将所述弹出管道的第一端向车外弹出；

其中，所述弹出管道第一端设置有端盖，所述控制部件包括：信号接收器与气体发生器，所述信号接收器分别与所述气体发生器以及所述灭火控制器连接；

所述信号接收器用于当接收到所述灭火控制器发出的触发信号时，控制所述气体发生器释放高压气体，所述高压气体进入所述弹出管道冲击所述弹出管道的端盖，以使得所述弹出管道的第一端向车外弹出。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述灭火剂注入阀还包括内管道，所述弹出管道的第二端与所述内管道的入口连通，所述内管道的出口与所述电池包内灭火通道的入口连通，所述气体发生器的排气口分别与弹出管道的第二端以及内管道的入口连通，所述气体发生器释放的部分高压气体经过所述内管道进入所述电池包内灭火通道中。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制部件还包括过滤网，所述弹出管道的第二端与所述内管道的入口均设置有所述过滤网，所述过滤网用于对从所述气体发生器中释放的高压气体进行过滤。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弹出管道的第一端向车外弹出2～3米。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述灭火通道包括喷淋管以及消防流道，所述喷淋管用于将从弹出管道进入的灭火剂喷向所述电池包内的电芯模组；

所述消防流道设置于所述电池包内，用于打通电池包内部腔体以使得进入所述电池包的灭火剂在所述电池包内流动。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弹出管道为可折叠管道。

7.一种电池包灭火方法，其特征在于，应用于权利要求1‑6中任一项所述的电池包灭火系统，所述方法包括：监测是否接收到整车控制器发送的热失控信号；

当接收到所述热失控信号时，触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出，以便通过所述弹出管道的第一端从车辆外部向所述电池包内注入灭火剂；

其中，所述触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出包括：

发送触发信号到信号接收器，以使得所述信号接收器控制气体发生器释放高压气体，所述高压气体进入所述弹出管道冲击所述弹出管道的端盖，使得所述弹出管道的第一端向车外弹出。

8.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1‑6任一项所述的电池包灭火系统。

说明书

一种电池包灭火系统、方法及车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及电池应用技术领域，尤其涉及一种电池包灭火系统、方法及车辆。

背景技术

[0002] 锂电池广泛应用于新能源汽车，随着续航里程的需求提升，新能源车用锂电池的总能量和能量密度快速增长，锂电池的安全问题也随之越来越突出，尤其是锂电池的热失控问题。所谓热失控就是锂电池内部由于各种因素，产热速率很快，而锂电池的散热速率较慢，导致大量的热量在锂电池的内部积聚，诱发了一系列的副反应。当电池进入热失控时，排出易燃和有毒气体甚至喷射火焰，轻则快速引燃其他可燃物，造成车辆等财产损失，重则堵塞逃生通道引起人员伤亡。

[0003] 因此，针对市场端频繁出现新能源车起火事件，怎样提高电池灭火效率、降低电池灭火成本成为市场关注问题。

发明内容

[0004] 本申请实施例提供的一种电池包灭火系统、方法及车辆，在电池包热失控时，灭火剂注入口将向车外弹出，工作人员能将灭火剂从弹出于车体外的灭火剂注入口直接注入到电池包内，从而在不过于增加车辆重量且空间占比小、成本低的情况下，实现对电池包的精准高效灭火。

[0005] 第一方面，本发明通过本发明的一实施例提供如下技术方案：

[0006] 一种电池包灭火系统，包括：

[0007] 灭火控制器、灭火剂注入阀以及布设于电池包内的灭火通道，所述灭火剂注入阀包括弹出管道以及用于控制所述弹出管道弹出的控制部件，所述控制部件与所述灭火控制器连接，其中：所述弹出管道第一端作为灭火剂注入口，用于从车辆外部向所述电池包内注入灭火剂，所述弹出管道的第二端与所述电池包内灭火通道的入口连通。所述灭火控制器用于在接收到电池包热失控信号，触发所述控制部件将所述弹出管道的第一端向车外弹出。

[0008] 优选地，所述弹出管道第一端设置有端盖，所述控制部件包括：信号接收器与气体发生器，所述信号接收器分别与所述气体发生器以及所述灭火控制器连接；所述信号接收器用于当接收到所述灭火控制器发出的触发信号时，控制所述气体发生器释放高压气体，所述高压气体进入所述弹出管道冲击所述弹出管道的端盖，以使得所述弹出管道的第一端向车外弹出。

[0009] 优选地，所述灭火剂注入阀还包括内管道，所述弹出管道的第二端与所述内管道的入口连通，所述内管道的出口与所述电池包内灭火通道的入口连通，所述气体发生器的排气口分别与弹出管道的第二端以及内管道的入口连通，所述气体发生器释放的部分高压气体经过所述内管道进入所述电池包内灭火通道中。

[0010] 优选地，所述控制部件还包括过滤网，所述弹出管道的第二端与所述内管道的入口均设置有所述过滤网，所述过滤网用于对从所述气体发生器中释放的高压气体进行过滤。

[0011] 优选地，所述弹出管道的第一端向车外弹出2～3米。

[0012] 优选地，所述灭火通道包括喷淋管以及消防流道，

[0013] 所述喷淋管用于将从弹出管道进入的灭火剂喷向所述电池包内的电芯模组；所述消防流道设置于所述电池包内，用于打通电池包内部腔体以使得进入所述电池包的灭火剂在所述电池包内流动。

[0014] 优选地，所述弹出管道为可折叠管道。

[0015] 第二方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：

[0016] 一种电池包灭火方法，应用于前述第一方面中任一项所述的电池包灭火系统，所述方法包括：

[0017] 监测是否接收到整车控制器发送的热失控信号；当接收到所述热失控信号时，触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出，以便通过所述弹出管道的第一端从车辆外部向所述电池包内注入灭火剂。

[0018] 优选地，所述弹出管道第一端设置有端盖，所述控制部件包括：信号接收器与气体发生器，所述信号接收器分别与所述气体发生器以及所述灭火控制器连接，所述触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出包括：

[0019] 发送触发信号到所述信号接收器，以使得所述信号接收器控制所述气体发生器释放高压气体，所述高压气体进入所述弹出管道冲击所述弹出管道的端盖，使得所述弹出管道的第一端向车外弹出。

[0020] 第三方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：

[0021] 一种车辆，包括前述第一方面中任一项所述的电池包灭火系统。

[0022] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

[0023] 本发明实施例提供的电池包灭火系统、方法及车辆，该系统包括灭火控制器、灭火剂注入阀以及布设于电池包内的灭火通道，灭火剂注入阀包括弹出管道以及用于控制弹出管道弹出的控制部件，控制部件与灭火控制器连接。该弹出管道第一端将作为灭火剂注入口，第二端与电池包内灭火通道的入口连通，当电池包发生热失控时，控制器将接收到电池包热失控信号，来触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出，作业人员能从弹出于车体外部的弹出管道，直接向电池包内注入大剂量的灭火剂，实现精准高效灭火，本申请不过于增加车辆重量且空间占比小、成本低，且更有利于电池包热失控时的有效灭火。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0025] 图1为本发明实施例提供的电池包灭火系统的结构框图；

[0026] 图2为本发明实施例提供的电池包灭火系统的结构示意图；

[0027] 图3为本发明实施例提供的灭火剂注入阀的结构示意图；

[0028] 图4为本发明实施例提供的电池包灭火方法的流程图。

具体实施方式

[0029] 本申请实施例提供的一种电池包灭火系统、方法及车辆，在电池包热失控时，灭火剂注入口将向车外弹出，工作人员能将灭火剂从弹出于车体外的灭火剂注入口直接注入到电池包内，从而在不过于增加车辆重量且空间占比小、成本低的情况下，实现对电池包的精准高效灭火。

[0030] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

[0031] 需要说明的是，本申请实施例中提到的灭火剂可以为水，也可以为一切适用于电池系统的灭火溶剂。

[0032] 第一方面，本发明实施例提供的一种电池包灭火系统，具体来讲，如图1所示，所述系统包括：灭火控制器10、灭火剂注入阀20以及布设于电池包内的灭火通道30，灭火剂注入阀20包括弹出管道201以及用于控制弹出管道弹出的控制部件202，控制部件202与灭火控制器10连接，其中：

[0033] 如图2所示，弹出管道201第一端作为灭火剂注入口，用于从车辆外部向电池包内注入灭火剂，弹出管道201的第二端与电池包内灭火通道的入口连通。灭火控制器10用于在接收到电池包热失控信号，触发控制部件202将弹出管道201的第一端向车外弹出。

[0034] 在具体实施例中，所述灭火控制器10可以位于电池包外，优选设置于车辆前机舱。灭火剂注入阀20可以隐藏于车辆前部格栅处，灭火剂注入口安装位置优选为车头，当然，也可以布置在车身其它位置。为了节约车辆空间，弹出管道201可以为可折叠管道，优选设置于车辆前机舱。

[0035] 作为一种可选的实施例，该弹出管道第一端将设置有端盖2011，使得弹出管道为了一个封闭的腔体，如图3所示，控制部件可以包括：信号接收器2021与气体发生器2022，信号接收器2021分别与气体发生器2022以及灭火控制器10连接。

[0036] 电池包热失控时，灭火控制器10将接收到由车辆的整车控制器发出的热失控信号，灭后控制器10将向信号接收器2021发送触发信号，信号接收器2021在接收到灭火控制器10发出的触发信号时，控制气体发生器2022释放高压气体，该高压气体进入弹出管道201冲击弹出管道的端盖，使得弹出管道201的第一端向车外弹出。工作人员将位于车辆外部的弹出管道去掉端盖后，直接向电池包内持续地注入大剂量的灭火剂，实现精准高效灭火。

[0037] 举例来说，弹出管道的第一端可以向车外弹出2～3米，使得在电池包热失控时，作用人员能远离失控的车辆进行灭火，保障人员的安全，且使得作业人员能快速找到灭火剂注入口，为紧急的灭火过程争分夺秒。另外，弹出管道也可以作为一种电池包热失控的信号，使得驾驶员快速察觉。

[0038] 当然，为了减小车辆空间占比，灭火控制器20可以直接作为信号接收器2021，位于车辆前机舱，与气体发生器连接，在接收整车控制器发送的热失控信号时，直接触发气体发生器释放高压气体。

[0039] 具体地，灭火剂注入阀20还包括内管道203，弹出管道201的第二端与内管道203的入口连通，内管道203的出口与电池包内灭火通道30的入口连通，气体发生器2022的排气口分别与弹出管道201的第二端以及内管道203的入口连通，气体发生器2022释放的部分高压气体经过内管道203进入电池包内灭火通道30中。

[0040] 由此，在电池包热失控时，从气体发生器2022释放的高压气体一部分会进入到弹出管道201，冲击弹出管道的端盖，端盖在高压气体的冲击下带动弹出管道向车外弹射；另一部分高压气体将经由内管道203进入到电池包内，以实现电池包的初步降温。

[0041] 需要说明的是，上述提到的高压气体可以为七氟丙烷和二氧化碳的混合剂，当然，也可以为其他高压气体。弹出管道以及内管道的材质可以为消防软管，当然，也可以选择其他材质管路。

[0042] 进一步地，为了使得高压气体具有较好的作用效果，控制部件202还可以包括过滤网2023，弹出管道201的第二端与内管道203的入口均设置有过滤网2023，过滤网2023用于对从气体发生器中释放的高压气体进行过滤，从而过滤掉气体中的颗粒物及杂质。

[0043] 作为另一种可选的实施例，该弹出管道第一端将设置有端盖，控制部件可以包括：信号接收器与弹簧，信号接收器分别与弹簧的一端以及灭火控制器连接，弹簧的另一端与端盖接触，弹簧与弹出管道均处于压缩状态。

[0044] 具体地，在电池包为正常状态时，弹出管道以及弹簧处于稳定状态；电池包热失控时，灭火控制器将接收到由车辆的整车控制器发出的热失控信号，灭后控制器将向信号接收器发送触发信号，信号接收器在接收到灭火控制器发出的触发信号时，将破坏压缩弹簧的平衡力，使得弹簧给弹出管道的端盖一个作用力，从而使得弹出管道的第一端向车外弹出。

[0045] 进一步地，为了实现对电池包的有效灭火，灭火通道30可以包括喷淋管301以及消防流道302，喷淋管301用于将从弹出管道进入的灭火剂喷向电池包内的电芯模组；消防流道302设置于电池包内横纵梁下沿，用于打通电池包内部腔体以使得进入电池包的灭火剂在电池包内自由流动。

[0046] 具体地，喷淋管301可以为一种可膨胀的打孔塑料水带，该塑料水带满足防火要求，举例来说，本申请实施例提供的喷淋管可以满足UL94V0防火要求。非工作状态(即电池包正常)时可折叠位于电池包内壁上沿并围绕电芯模组布置；工作(即电池包热失控)时，灭火剂充满喷淋管并经由管上小孔喷向电芯模组，达到灭火和降温的目的。若喷淋管被明火烧破，灭火剂则可通过破损处快速大量流向火源，实现正反馈的效果。

[0047] 具体地，消防流道302可以均匀分布于在电池包内横纵梁下沿，打通电池包内部腔体，从喷淋管喷向电芯模组的灭火剂可在电池包内自由流动。从而在喷淋灭火的同时，电芯模组也在消防流道的作用下快速冷却，最终达到尽快灭火的目的。

[0048] 作为一种可选的实施例，为了保证电池包在正常情况下不暴露于空气中从而受到损害，所述电池包灭火系统还可以包括：电池包灭火注入阀40，与灭火控制器10连接，该电池包灭火注入阀一端与内管道203的出口连接，另一端与电池包内灭火通道30的入口连接。灭火控制器10用于在接收到电池包热失控信号，控制所述电池包灭火注入阀开启，使得灭火剂通过开启的阀门注入电池包内。

[0049] 具体地，该电池包灭火注入阀可以由电磁阀控制开闭，非工作状态时为常闭状态且满足防水密封要求，当接收到灭火控制器发出的触发信号时变为常开状态。由此，灭火控制器不仅将向信号接收器发出触发信号，使得弹出管道向车外弹出；同时，也将控制电池包灭火注入阀开启。最终实现将大量消防灭火剂直接导入电池包内，快捷有效将火情扑灭，避免火情扩大造成更大破坏。

[0050] 综上所述，本申请实施例提供的电池包灭火系统，在车辆电池火情发生后的消防灭火过程中，能直接将大量灭火剂直接迅速导入电池包内，排除了车身遮挡的干扰，精准有效将火情扑灭，避免火情扩大造成更大破坏。

[0051] 第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种电池包灭火方法，具体来讲，如图4所示，所述方法包括以下步骤S101至步骤S102。

[0052] 步骤S101，监测是否接收到整车控制器发送的热失控信号。

[0053] 步骤S102，当接收到热失控信号时，触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出，以便通过弹出管道的第一端从车辆外部向电池包内注入灭火剂。

[0054] 作为一种可选的实施例，弹出管道第一端设置有端盖，该控制部件具体包括：信号接收器与气体发生器，信号接收器分别与气体发生器以及灭火控制器连接，所述触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出包括：发送触发信号到信号接收器，以使得信号接收器控制气体发生器释放高压气体，高压气体进入弹出管道冲击弹出管道的端盖，使得弹出管道的第一端向车外弹出。

[0055] 在具体实施例中，灭火控制器将实时监测是否接收到了整车控制器发送的热失控信号，当接收到热失控信号时，灭火控制器会触发控制部件将弹出管道的第一端向车外弹出，弹出的长度可根据实际情况进行设定，弹出管道的第一端将作为灭火剂注入口，工作人员能从车辆外部向电池包内注入灭火剂。

[0056] 本发明实施例所提供的电池包灭火方法，其实现原理及产生的技术效果和前述系统实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述系统实施例中相应内容。

[0057] 第三方面，基于同一发明构思，本实施例提供了一种车辆，包括前述第一方面中任一项所述的电池包灭火系统。

[0058] 由于本发明实施例所介绍的车辆包括的电池包灭火系统在前述已经进行说明，故而基于本发明实施例所介绍的电池包灭火系统，本领域所属人员能够了解该车辆的具体结构及效果原理，在此不再赘述。凡是包括本发明实施例的电池包灭火系统的车辆都属于本发明所欲保护的范围。

[0059] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

[0060] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0061] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的模块。

[0062] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令模块的制造品，该指令模块实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0063] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0064] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0065] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。