一种电池管理及自动灭火系统的制作方法

本实用新型涉及新能源领域，尤其涉及一种电池管理及自动灭火系统。

背景技术：

电池箱体内的bms(batterymanagementsystem电池管理系统)主要功能有电芯电压采集模块及均衡、温度采集模块、通信、绝缘检测模块、电压及电流采集、充放电管理模块、高低边驱动和控制管理等，而自动灭火装置主要功能有气体和温度监测报警、数据集中及分析和启动灭火装置等，整个电池箱的安全防控系统包括bms、探测控制器、数据集中器、报警装置、灭火装置和启动开关等功能模块，功能模块间进行通信和数据交换处理。

在目前电池箱(pack)体应用中，电池管理系统bms与热失控火灾防控的安全装置采用的均是独立式的装置，而电池箱中的bms系统和热失控火灾防控装置中很多功能电路存在重复性功能，但又相互独立，通过通讯模块进行数据交互，增加了系统的复杂程度，也增加系统对电池箱真实状态的判断难度，而且在同一套系统中设置多个并非互为备用的重复性功能模块对整个社会资源而言是一种浪费。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电池管理及自动灭火系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电池管理及自动灭火系统，包括数据处理及控制单元及与数据处理及控制单元电连接的电池管理模块、探测控制器、灭火装置。

所述电池管理模块用于实时监测电池箱内电池的各种状态参数；

所述探测控制器用于监测电池箱内气体成分和温度数据，并判断是否发出热失控警报；

所述灭火装置用于在电池箱体产生火灾报警时迅速喷放灭火剂；

所述数据处理及控制单元用于收集各个模块的数据，进行分析处理，并控制各功能装置或模块的动作。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：集成了bms和热失控火灾防控的双重功能，集成度高，bms系统和热失控火灾防控系统共用探测控制器模块和数据处理及控制单元，避免了独立设置时的重复设置问题，并且将两个系统进行有机的融合，各项数据可以得到更好的统一和处理，提高工作效率。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步地，所述电池管理模块包括电芯电压采集模块、温度采集模块、通信模块、总电压电流采集模块、绝缘检测模块、充放电管理模块和外部电气部件，如预充电路、继电器、高压分配单元等，用于实时监测电池箱内电池的各种状态参数如soc(stateofcharge，荷电状态)、soh(stateofhealth，健康状态)、电池内阻等重要指标，确保电池的安全性能。

采用上述进一步方案的有益效果是电池的安全性能得到充分的监管。

进一步地，所述探测控制器用于监测电池箱电解液挥发气体、co气体、烟雾和温度数据，对当前的热失控参数进行分析处理以判断是否出现热失控，并将热失控过程中的潜伏阶段、可见烟阶段、高温阶段及实现分级预警，并将参数通信给数据处理及控制单元来分析处理判断是否启动灭火装置。

采用上述进一步方案的有益效果是时刻关注电池的状态，对热失控进行分级管理，可以将热失控控制在萌芽中。

进一步地，所述灭火装置用于在电池箱体产生火灾报警时迅速喷放灭火剂，通过物理抑制和化学抑制两方面对火灾进行抑制，一般采用六氟丙烷。

采用上述进一步方案的有益效果是六福丙烷喷放完后无残留、无毒无害，不会对电池箱造成二次污染。

进一步地，所述数据处理及控制单元用于支持电池管理模块的各项故障诊断、算法处理、通信管理和电气部件的开关控制等重要功能，同时对气体探测器采集的各种气体的数据进行集中分析处理，分级预警及控制灭火装置的响应等火灾防控安全及时实现，并与外部的上位机显示器等通信实时显示电池箱体的状态和参数。

采用上述进一步方案的有益效果是采用一个数据处理及控制单元对电池管理模块及电池箱内的各种热失控探测控制器、灭火装置等进行统筹管理，信息的上传下达更佳顺畅，且节省产品元件数量，降低生产成本。

优选地，还包括报警显示装置，所述报警显示装置用于显示电池箱状态，显示预警、故障信息并声光展现，报警显示装置与数据处理及控制单元通过外部线束等方式连接和建立通信，同时该装置还可手动启动灭火装置以及记录重要的监测参数。

采用上述进一步方案的有益效果是可以在热失控萌芽状态就向外界发出声光报警信号，提示人们尽快进行干涉处理。

综上，与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

集成了bms和热失控火灾防控的双重功能，集成度高同时还可以高效监测电池的电压、电流和气体及火灾预警信息，并对采集信息进行深度分析处理，可以全周期、全系统的对电池安全进行分级预警机制，确保电池箱体的安全运作。

附图说明

图1为本实用新型的功能框图；

图2为实施例一的功能框图；

图3为实施例二的功能框图；

图4为实施例三的功能框图。

1、电池管理模块；2、数据处理及控制单元；2-1、主数据处理及控制单元；2-2、从数据处理及控制单元；3、探测控制器；4、报警显示装置；4-1、报警装置；4-2、显示装置；5、灭火装置；6、通信模块；6-1、主通信模块；6-2、从通信模块；7、独立显示模块；a、主控单元；b-1、第1从控单元；b-2、第2从控单元；b-n、第n从控单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

请参照图1所示，其为本实用新型的电池管理及自动灭火系统的结构示意图。

一种电池管理及自动灭火系统，包括数据处理及控制单元2及与数据处理及控制单元2电连接的电池管理模块1、探测控制器3、报警显示模块4、灭火装置5。

所述电池管理模块1主要包含的功能子模块：电芯电压采集模块、温度采集模块、通信电路、总电压电流采集模块、绝缘检测模块、电源管理模块和外部电气部件，所述外部电气部件主要包括预充电路、继电器、高压分配单元等。该模块用于实时监测电池箱内电池的各种状态参数用于实时监测电池箱内电池的各种状态参数如soc(stateofcharge，荷电状态)、soh(stateofhealth，健康状态)、电池内阻等重要指标，确保电池的安全性能。

所述探测控制器3用于监测电池箱内电池组电解液挥发气体、co气体、烟雾和温度数据，并判断是否发出热失控警报；对当前的热失控参数进行分析处理以判断是否出现热失控，并将热失控过程中的潜伏阶段、可见烟阶段、高温阶段及实现分级预警并将参数通信给数据处理及控制单元来分析处理判断是否启动灭火装置。

所述报警显示装置4是用于显示电池箱状态，显示预警、故障信息并声光展现，报警显示装置4与数据处理及控制单元2通过外部线束等方式连接和建立通信，同时该装置还可手动启动灭火装置5以及记录重要的监测参数；

所述灭火装置5一般采用六氟丙烷灭火装置，当电池箱体产生火灾报警时该装置迅速喷放，主要通过物理抑制和化学抑制两方面对火灾进行抑制，其喷放的产物无残留、无毒无害；

所述数据处理及控制单元2用于收集各个模块的数据，进行分析处理，并控制各功能装置或模块的动作；是整个系统的核心部分，运用微处理单元芯片不仅实现对电池管理模块1(对应传统的bms系统)进行故障诊断、算法处理、通信管理和电气部件的开关控制等重要功能，同时还可以对探测控制器3采集的各种气体的数据进行集中分析处理，分级预警及控制灭火装置的响应等火灾防控安全及时实现，并与外部的上位机显示器等通信实时显示电池箱体的状态和参数。

实施例一：本案例是将电池管理及自动灭火系统运用于新能源汽车(乘用车或商用车)电池箱中如图2所示，该系统采用的是主从式架构，其中从控单元b-1～b-n分别放置于独立的电池箱内，每个从控单元主要包括从数据处理及控制单元2-2、电池管理模块1、探测控制器3和灭火装置5，主控单元a放置于高压分配盒中或者其他位置，主要包括报警显示装置4和主数据处理及控制单元2-1，由一个主控单元a与若干个从控单元组成，主控单元通过内部的主通信模块6-1与设置在从控单元内的从通信模块6-2进行数据通讯，实现对电池管理系统和自动灭火装置的统一管理和控制。

实施例二：本案例是将电池管理及自动灭火系统运用于新能源汽车(部分乘用车或专用车)电池箱中如图3所示，该系统主要针对pack中电池串数在一定范围内的应用(一般是15-30串)，这样的系统架构可以在板级上实现电池性能的监测和安全功能的预警和灭火功能，可以较大程度上缩小分立式系统的结构尺寸，降低电池箱使用的安全成本。

实施例三：本案例是将电池管理及自动灭火系统运用于新能源低速车(一般是电池电压在60v以内)电池箱中如图4所示，该系统的应用相比于实施例一和实施例二来说，系统相对比较简单，因为本实施例系统平台的电压不高，因此相较于高压系统来说从电池管理模块中减少了绝缘检测模块、外部电气部件等复杂度高和成本高的功能模块，增加了适用于本实施例的充放电管理模块(一般使用mos管并联的方式实现)来对电池箱体进行充放电管理，同时可以选配独立显示模块7对电池电量和气体浓度等核心参数在pack上进行显示，可以更加直观地实时监控电池的安全性能和各种预警参数。

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

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