灭火装置及系统的制作方法

本发明涉及电子设备技术领域，尤其涉及灭火装置及系统。

背景技术：

近年来，电动汽车作为一种新能源汽车逐渐出现在人们的视野中，电动汽车主要以车载电源为动力，通过电机的转动来带动车轮行驶，电动汽车对环境影响较小，相对于传统汽车而言，电动汽车不向外排放尾气。因此，电动汽车越来越受到人们的青睐。与此同时，电动汽车的安全性也受到广泛关注，特别是因为动力电池包着火而带来的安全隐患，更是人们所担心的事情，所以预防电池包着火显得尤为重要。

目前，电动汽车使用的通常都是动力电池包灭火系统，如图1所示，即在电动汽车的动力电池包外部的车架上布置多个悬挂式小型灭火器，然后，在动力电池包外部设置温度探测器和灭火控制器等。当动力电池包着火后，高温传至包体外部时，被布置在车架上的温度探测器检测到，温度探测器将信号传到灭火控制器之后，灭火控制器根据信号来源，控制着火位置的悬挂式小型灭火器引爆，向着火的电池包喷洒灭火粉末。由于灭火粉末具有吸热降温和隔绝空气的作用，从而达到阻燃、灭火的效果。

上述灭火方案中，温度探测器布置在动力电池包外部的车架上，在动力电池包着火时，只有火势蔓延到动力电池包外部，并且，需要温度蔓延到车架时才能被温度探测器发现。另外，由于外部环境的影响，例如，当夏天外部环境温度过高时，温度探测器也容易出现误判。并且，由于灭火器装在了车架上且容量有限，因此，只能用于电池包表面的小范围灭火。综上所述，电动汽车中现有的灭火系统难以及时发现动力电池包的着火情况，并对火情进行有效控制。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供了灭火装置及系统，通过设置传感器组、灭火管道、喷嘴、灭火控制器和灭火器等，提高了对动力电池包发生火情的及时监控。

第一方面，本发明实施例提供了灭火装置，包括：传感器组、灭火管道、喷嘴、灭火控制器和灭火器；

灭火管道环绕设置在动力电池包内部的模组上方，且，在灭火管道上设置有多个喷嘴；

灭火控制器和灭火器设置在动力电池包外部；

灭火控制器与灭火器相连，灭火器的出口连接灭火管道，传感器组与灭火控制器相连；

传感器组，用于采集动力电池包的数据，并将数据发送给灭火控制器；

灭火控制器，用于比较接收到的数据与预先设定的阈值，当数据超过阈值时，生成着火信号并控制灭火器打开；

灭火管道，用于传输灭火器打开后喷出的灭火粉末，并将灭火粉末通过多个喷嘴喷向动力电池包。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，传感器组包括温度传感器、光线传感器和烟雾传感器中的一种或者几种。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，传感器组，当至少一种传感器采集到的数据时，向灭火控制器发送。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括单向排气阀，单向排气阀设置在动力电池包的外壳上，用于在灭火器喷出粉末后排出动力电池包内部的气体。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括电池管理器，灭火控制器和电池管理器通过CAN网络相连；

灭火控制器，还用于检测到着火后通知所示电池管理器，且通过CAN网络向外发出报警信号；

电池管理器，在接收到灭火控制器的着火通知后，向整车请求下电，一定时间后断开高压电路。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，还包括控制阀门，控制阀门与灭火控制器相连；

灭火控制器，还用于在接收到着火信号后生成开关信号；

控制阀门，用于在接收到开关信号后打开或者关闭灭火器。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括强制启动开关，强制启动开关与灭火器相连；

强制启动开关，用于在接收到外部触发后控制灭火器打开。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，灭火管道为多组，多组灭火管道均汇集于同一个入口端。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，还包括指示灯，指示灯与灭火控制器相连；

指示灯，用于在灭火控制器检测到着火信号后进行闪烁。

第二方面，本发明实施例提供了灭火系统，包括：电动汽车和上述灭火装置；

电动汽车内设置有灭火装置；

灭火装置，用于在检测到电动汽车的动力电池包着火时，进行灭火。

本发明实施例提供的灭火装置及系统，其中，该灭火装置包括：传感器组、灭火管道、喷嘴、灭火控制器和灭火器，上述灭火管道环绕设置在动力电池包内部的模组上方，并且，在灭火管道上设置有多个喷嘴，灭火控制器和灭火器设置在动力电池包外部，灭火控制器与灭火器相连，灭火控制器用于控制灭火器打开或者关闭，灭火器的出口连接灭火管道，传感器组与灭火控制器相连，这样，在使用时，传感器组采集动力电池包的数据，灭火控制器比较接收到的数据与预先设定的阈值，当数据超过阈值时，生成着火信号并控制灭火器打开，灭火器打开后喷出灭火粉末，灭火粉末通过灭火管道来进行传输，并且，灭火粉末通过多个喷嘴喷向动力电池包，从而能够在动力电池包开始着火后及时发现火情，并将火势及早进行扑灭，进而提高了电动汽车的安全性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1示出了现有技术所提供的灭火装置的结构连接图；

图2示出了本发明实施例所提供的灭火装置的结构连接图；

图3示出了本发明实施例所提供的灭火装置的另一种形式的结构连接图；

图4示出了本发明实施例所提供的灭火装置的结构框架图；

图5示出了本发明实施例所提供的灭火系统的结构连接图。

图标：1-传感器组；2-灭火控制器；3-指示灯；4-灭火器；5-喷嘴；6-灭火管道；7-电池管理系统；8-单向排气阀；9-电动汽车；10-灭火装置；11-强制启动开关。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

电动汽车9使用的通常都是动力电池包灭火系统，在电动汽车9行驶过程中，动力电池包由于用电量大等原因可能会出现故障从而引发着火。现有的情况是动力电池包着火后，只有当包体外部温度过高时，才能被布置在车架上的温度探测器检测到，之后，温度探测器将信号传到灭火控制器2，灭火控制器2根据信号来源，控制着火位置的悬挂式小型灭火器4引爆，并向着火的电池包喷洒灭火粉末以实现灭火。另外，温度探测器布置在动力电池包外部的车架上，由于外部环境的影响，例如，当夏天外部环境温度过高时，温度探测器也容易出现误判。上述情况导致电动汽车9中现有的灭火系统难以及时发现动力电池包的着火情况，进而无法对火情进行有效控制。另外，灭火器4安装在了车架上，并且，灭火器4的容量较小，只能对动力电池包表面的小范围进行灭火，灭火效果不好，而且，动力电池包表面与空旷的环境(尤其是氧气)直接接触，导致灭火粉末无法隔绝空气。

基于此，本发明实施例提供了灭火装置及系统，下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图2、图3、图4和图5，本实施例提出的灭火装置10包括：传感器组1、灭火管道6、喷嘴5、灭火控制器2和灭火器4。由于动力电池包内部的空间狭小、密闭性好，故在该灭火装置10中将灭火管道6环绕设置在动力电池包内部的模组上方，这里需要说明下，模组在这里指的是动力电池包内的蓄能模块，用以为动力汽车提供电力供应，通常，由模组、壳体以及其他的电气元件与结构组件构成整个动力电池包，此外，动力电池包内的模组为相互串联或者并联的多个模组。

在灭火管道6上还设置有多个喷嘴5，在该装置中，灭火管道6为多组，多组灭火管道6均汇集于同一个入口端，即入口端连接在灭火器4的出口处，灭火器4打开后，灭火粉末流入灭火管道6，多组灭火管道6在动力电池包内部的环绕形式可依据动力电池包内部的模组形状和空间等进行灵活排布，为了能够在最大范围内对动力电池包进行灭火操作，多组灭火管道6在模组上方环绕排列，环绕成的多组灭火管道6上设置有多个朝向动力电池包的喷嘴5，在该装置中，喷嘴5与灭火管道6相连的一端为灭火粉末在灭火管道6上的出口，喷嘴5的另一端常见为喇叭形，灭火粉末通过该喇叭形出口将灭火粉末喷向动力电池包。喷嘴5的数量应根据喷嘴5的喷施范围以及模组的上表面各而定，如喷施范围为A，而模组上表面积为B，则喷嘴5个数应≥B/A，喷嘴5朝向应为Z向向下。由于，多组灭火管道6环绕布设，这样，在外围的灭火管道6上，喷嘴5均朝向动力电池包内部设置，在内侧的灭火管道6上，各个喷嘴5呈90度或者180度交错设置，以确保对向动力电池包的各个位置，这样，在出现着火情况时，能够对准着火点进行有效灭火。

灭火控制器2和灭火器4设置在动力电池包外部，灭火控制器2与灭火器4相连，灭火器4的出口连接灭火管道6，传感器组1与灭火控制器2相连，同时，在动力电池包内部多处布置传感器组1，传感器组1包括温度传感器、光线传感器和烟雾传感器中的一种或者几种，即将温度传感器、光线传感器和烟雾传感器分别在动力电池包内部多处进行布置。传感器组1用于当至少一种传感器采集到的数据时即将数据发送给灭火控制器2。即在电池包内部，只要温度传感器、光线传感器或者烟雾传感器任意一个采集到的数据的数值发送给灭火控制器2。温度传感器、光线传感器、烟雾传感器在模组上方每四颗电芯的交汇处分别布置一组。灭火控制器2在接收到上述数据后比较接收到的数据与预先设定的阈值，当数据超过阈值时，生成着火信号，并控制灭火器4打开，灭火管道6传输灭火器4打开后喷出的灭火粉末，并将灭火粉末通过多个喷嘴5喷向动力电池包。与现有的设置于车架上的温度传感器相比，本装置能够及时对着火引起的温度变化等进行探知，并且，参考因数还包括光线、烟雾等中的任意一种。

灭火装置10中还包括单向排气阀8，单向排气阀8设置在动力电池包的外壳上，用于在灭火器4打开喷出粉末后排出动力电池包内部的气体，单向排气阀的动作原里是内部的压力增大后打开，所以它的动作时间是在控制阀门打开灭火器向电池包内喷洒粉末时，单向排气阀8才开始工作。具体使用时，单向排气阀8的布置位置应在远离模组位置一侧的包体壳体上，例如，模组布置于右侧，则单向排气阀8应布置于左侧包体壳体上。灭火控制器2通过控制灭火器4的控制阀门启动(通常为接通灭火器4的控制阀门)而打开灭火器4，在驱动气体(主要由氮气与二氧化碳组成)的作用下，动力电池专用灭火粉末通过灭火管道6连接的喷嘴5向动力电池包内部喷洒并覆盖整个包体。此时，动力电池包内部的压力骤增，动力电池包壳体上的单向排气阀8打开，向壳体外部排出气体，而在动力电池包的内部通过覆盖物体表面吸收热量、充入惰性气体、排出空气等而稀释动力电池包包体内部的氧气，从而达到抑制燃烧的效果。灭火器4喷出的总体积(即喷出的灭火粉末连同灭火粉末间夹杂的气体之和)，需要与灭火管道6及动力电池包的包体总容积相等，这样，才可以达到将包体内部空气尽可能全部排尽的目的。假设电池包容积为V1，灭火管道6总容积为V2，则灭火器4能喷出物质的总体积应为V，V大于或者等于V1和V2之和。

灭火装置10中还包括电池管理器，灭火控制器2和电池管理器通过CAN网络相连，灭火控制器2通过CAN网络通知电池管理器与整车控制器，电池管理器再通过限功率一定时间后，断开高压电路，并且，通过CAN网络向外发出报警信号。电池管理器在接收到灭火控制器2的着火通知后，向整车请求下电，一定时间后断开高压电路，这里的一定时间可根据车辆型号等进行具体配置。在灭火控制器2判定电池包着火的同时，通过CAN通讯线路告知电池管理系统7BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)与整车控制器VCU(VEHICLE CONTROL UNIT)，BMS通过CAN通讯线束向VCU请求降功率、切断电源等，这样，灭火控制器2能够通知电池管理器断开高压电路，并通过CAN网络向外发出报警信号，以断绝因短路引起的着火，以及降低着火后引起的高压电安全风险。

在该灭火装置10中还包括控制阀门，控制阀门与灭火控制器2相连，灭火控制器2还用于在接收到着火信号后生成开关信号，控制阀门用于在接收到开关信号后打开或者关闭灭火器，使其喷出灭火粉末进行灭火。

此外，灭火控制器2的电源电路为12V，在灭火控制器2上设有电源开关，当需要拆装动力汽车的动力电池包前，也可直接断开该电源开关，关掉灭火控制器2。

此外，灭火装置10中还包括强制启动开关11，强制启动开关11与灭火器4相连，强制启动开关11用于在接收到外部触发后控制灭火器4打开，避免了灭火控制器2失效时(例如，灭火控制器2的硬件出现故障等)无法接收外部触发，进而无法打开灭火器4的情况。

灭火装置10中还包括指示灯3，指示灯3与灭火控制器2相连，指示灯3用于在灭火控制器2接收到着火信号后进行闪烁，以告知用户动力电池包着火，需要人员立刻撤离。

综上所述，本实施例提供的灭火装置10包括：传感器组1、灭火管道6、喷嘴5、灭火控制器2和灭火器4，在该装置中，灭火管道6环绕设置在动力电池包内部的模组上方，并且，在灭火管道6上设置有多个喷嘴5，灭火控制器2和灭火器4设置在动力电池包外部，灭火控制器2与灭火器4相连，灭火器4的出口连接灭火管道6，传感器组1与灭火控制器2相连，上述装置在使用时，传感器组1采集动力电池包的数据，灭火控制器2比较接收到的数据与预先设定的阈值，当数据超过阈值时，生成着火信号并控制灭火器4打开，灭火管道6传输灭火器4打开后喷出的灭火粉末，并将灭火粉末通过多个喷嘴5喷向动力电池包，这样，当动力电池包在开始着火的时候，传感器组1中的任意一个传感器检测到该着火现象时，即可由灭火控制器2控制灭火器4打开，并喷出灭火粉末，喷出的灭火粉末通过设置在动力电池包内部的模组上方的灭火管道6进行传输，并由多个喷嘴5将灭火粉末喷向动力电池包，以便及时将动力电池包的火势扑灭，进而提升了电动汽车9的安全性。

实施例2

参见图5，本实施例提供了灭火系统包括：电动汽车9和上述灭火装置10，电动汽车9内设置有灭火装置10，由于，电动汽车9的款式多种多样，动力电池包的大小、规格以及安装位置等可根据电动汽车9的构造进行灵活设置，灭火装置10安装在动力电池包内部的模组上方，并且，在检测到电动汽车9的动力电池包着火时，灭火装置10及时对其进行灭火。

综上所述，本实施例提供的灭火系统包括：电动汽车9和上述灭火装置10，在电动汽车9的动力电池包内部设置有灭火装置10，当上述灭火装置10检测到动力电池包着火后，能够及时将火势熄灭，从而直接对着火处进行控制，使灭火效果更佳。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。