一种精准探测锂离子电池热失控的预警消防系统的制作方法

本发明涉及电池安全领域，具体涉及一种精准探测锂离子电池热失控的预警消防系统。

背景技术：

锂离子电池作为电动汽车的主要能量源，电动汽车的发展和应用在很大程度上受动力电池性能的影响，然而，锂离子电池对温度较为敏感，温度过高时，极易出现热失控现象，引发安全事故。热失控是指单体电池放热连锁反应引起的电池自温升速率急剧变化，引起过热、起火、爆炸等现象。

目前各电池厂商和广大研发人员对锂离子电池的安全应用进行了广泛的研究，如针对电池内部添加阻燃剂，在外部则是针对整包电池的电池管理系统(bms)的在线监测及电气干预、利用热失控探测器的探测及消防抑制等，然而这些方法都有其应用局限性。电池内部添加阻燃剂是在电池本体上增加电池的安全性，减少电池热失控发生概率，但是会降低电池的能量密度和使用寿命；而bms在线监测及电气干预是利用对电池电压和电流的检测，以此来进行电池包的充放电管理和电池均衡，以及在发生热失控时对电池电气电路的切断，然而却无法完成对明火的扑灭和达到降温的效果；利用热失控探测器的探测及消防抑制是通过在电池包内安装探测器进行预警以及控制悬挂在电池包内部或外部的灭火器喷发灭火介质进行灭火和降温，然而这是在整个电池组或电池包层次上进行的，当电池系统发生热失控时，只能对整个电池包进行大面积的喷发灭火介质，无法精准的探测到发生热失控单体电池的所在位置，更无法进行精准的灭火降温，而由于电池的层层堆叠，灭火介质的大面积喷发的灭火效果可能差强人意。因此急需一种可以精准探测电池热失控发生位置以及对此进行精准灭火的技术。

技术实现要素：

本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种精准探测锂离子电池热失控的预警消防系统，能够针对发生热失控的单体电池进行精准探测和定点灭火，并切断热失控电池的电路连接，防止热失控的进一步的扩散。

本发明的目的是通过以下技术措施达到的：一种精准探测锂离子电池热失控的预警消防系统，包括检测单元(1)、预警单元(2)、消防单元和通讯单元(3)，所述检测单元(1)包括检测装置(11)和电路板(12)，所述检测装置(11)为多个，多个所述检测装置(11)分别固定于所述电路板(12)上，单个所述检测装置(11)的安装位置与所探测单体电池的泄压阀(4)位置相对应，且每个检测装置(11)能够覆盖相对应的泄压阀(4)，所述消防单元包括灭火器(5)和消防管道(6)，所述灭火器(5)通过消防管道(6)连接各单体电池，所述通讯单元(3)分别连接预警单元(2)、检测单元(1)和消防单元，且所述通讯单元(3)与所检测电池包的电池管理系统相连。

进一步地，所述通讯单元(3)采用数据集中器，所述数据集中器通过通讯方式连接所探测电池包的电池管理系统。

进一步地，所述多个检测装置(11)并联连接。

进一步地，所述检测装置(11)包括壳体、探测元件和泄气阀门，所述壳体用以罩住单体电池的泄压阀(4)，所述探测元件设于壳体内，所述泄气阀门用以泄压排气。

进一步地，所述探测元件采用温度传感器、co传感器、光电传感器、氢气传感器、voc传感器、压力微触开关中的一种或几种。

进一步地，所述泄气阀门采用电磁阀、旋塞阀、球阀、闸阀、隔膜阀中的一种或几种。

进一步地，所述预警单元(2)采用报警器。

进一步地，所述灭火器(5)设于所探测电池包内部或外部。

进一步地，所述消防管道(6)通过电磁阀或热熔材料实现单体电池与消防管道(6)之间的通断。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在检测单元中设置多个检测装置并与各单体电池的泄压阀相对应，能够精准探测到发生热失控的单体电池所在位置，并通过电池管理系统对发生热失控的电池进行电路切断，防止热失控进一步的扩散；消防单元中的灭火器通过消防管道与各单体电池连接，能够精准对于发生热失控单体电池所在位置进行灭火和降温，这样可以更好的保护其他电池，防止因为灭火介质的大面积喷发造成其他电池的损坏；通过准确确定电池热失控的位置，能够进一步对电池发生热失控的原因进行探究，进而对电池包结构进行进一步优化。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明结构框图。

图2是本发明检测单元与消防单元连接示意图。

图3是本发明检测单元具体结构示意图。

附图中标号为：1.检测单元，2.预警单元，3.通讯单元，4.泄压阀，5.灭火器，6.消防管道，11.检测装置，12.电路板。

具体实施方式

如图1至3所示，一种精准探测锂离子电池热失控的预警消防系统，包括检测单元1、预警单元2、消防单元和通讯单元3，所述检测单元1包括检测装置11和电路板12，所述检测装置11为多个，多个所述检测装置11分别固定于所述电路板12上，单个所述检测装置11的安装位置与所探测单体电池的泄压阀4位置相对应，且每个检测装置11能够覆盖相对应的泄压阀4，所述消防单元包括灭火器5和消防管道6，所述灭火器5通过消防管道6连接各单体电池，所述通讯单元3分别连接预警单元2、检测单元1和消防单元，且所述通讯单元3与所检测电池包的电池管理系统相连，所述电池管理系统是所检测电池包自带的对电池进行管理的系统。

所述精准探测锂离子电池热失控的预警消防系统能够检测出电池包中热失控具体位置并进行灭火降温，所检测电池包包括电池组，所述电池组由多个单体电池组成，多个所述单体电池上设有泄压阀4，多个所述检测装置11并联连接，且多个所述检测装置11分别固定于电路板12上，由于采用串联连接可能会产生漏报问题，采用并联连接的方式能够减少漏报情况的发生，多个所述检测装置11的安装位置与所探测电池包中单体电池泄压阀4位置相对应，使得每个泄压阀4能够位于检测装置11内，每个所述检测装置11覆盖住对应每个单体电池的泄压阀4并使之密封，所述检测装置11包括壳体、探测元件和泄气阀门，所述壳体用以罩住单体电池的泄压阀4，当发生热失控时泄压阀4会产生气体喷发，所述壳体能够保证气体不外露，所述探测元件采用压力微触开关并设于壳体内，当发生热失控泄压阀4产生气体喷发时，所述压力微触开关能够在压力的作用下进行闭合，电路接通并产生可检测到的电信号，所述泄气阀门采用电磁阀，所述压力微触开关闭合后，所述电磁阀打开，热失控时泄压阀4喷发的气体通过电磁阀向外排出，实现泄压排气。所述通讯单元3采用数据集中器，用以对检测单元1进行信息采集，并对预警单元2和消防单元进行控制，且所述数据集中器通过can通信连接所探测电池包的电池管理系统，当发生热失控时，所述通讯单元3通过采集所述检测装置11产生的可检测到的电信号，确定产生热失控的电池所在的位置，通过电池管理系统对发生热失控的电池进行电路切断，防止热失控的进一步扩散，另外通过精准探测发生热失控的电池位置能够进一步对电池发生热失控的原因进行探究，进而对电池包的进行进一步优化。所述预警单元2采用声光报警器，当发生热失控时，所述通讯单元3启动声光报警器，所述声光报警器产生蜂鸣和灯闪进行提醒，所述消防单元包括灭火器5和消防管道6，所述灭火器5的灭火介质采用七氟丙烷，所述灭火器设于电池包外并通过消防管道6连接各个单体电池，所述消防管道6固定在电路板12上，每个单体电池上方设有电磁阀，当发生热失控时，发生热失控的电池及周围电池的电池阀打开，使得发生热失控的电池及周围电池与消防管道6相通，七氟丙烷经由消防管道6流向热失控电池及周围电池进行定点降温及火。

所述探测元件还可以采用温度传感器、co传感器、光电传感器、氢气传感器、voc传感器中的一种或几种。

所述泄气阀门还可采用旋塞阀、球阀、闸阀、隔膜阀中的一种或几种。

所述灭火器5还可采用气溶胶、六氟丙烷或全氟己酮。

所述消防消防管道6还可通过热熔材料实现单体电池与消防管道6的通断。

所述灭火器5还可以设于电池包内部。

本发明记载的技术方案能够通过在检测单元中设置多个检测装置并与各单体电池的泄压阀相对应，能够精准探测到发生热失控的单体电池所在位置，并通过电池管理系统对发生热失控的电池进行电路切断，防止热失控进一步的扩散；消防单元中的灭火器通过消防管道与各单体电池连接，能够精准对于发生热失控单体电池所在位置进行灭火和降温，这样可以更好的保护其他电池，防止因为灭火介质的大面积喷发造成其他电池的损坏；通过准确确定电池热失控的的位置，能够进一步对电池发生热失控的原因进行探究，进而对电池包进行进一步优化。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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