一种用于动力电池包的自动灭火机构的制作方法

本实用新型涉及混合动力车辆的动力电池包技术领域，特别是涉及一种用于动力电池包的自动灭火机构。

背景技术：

近来，我国新能源或者混合动力车辆的产量连创新高，相应的新能源或混合动力车辆的安全问题被越来越多的关注起来。其安全问题的核心在于新能源或者混合动力车辆的动力电池包部分。因此，如何提高新能源或混合动力车辆的动力电池包的安全性的问题就尤为重要。在发生意外后，有效的灭火或者阻滞火势的蔓延能够直接决定着乘客的生命安全。

动力电池包作为车辆上装载有电池组的主要储能原件，是新能源或者混合动力车辆的关键部件，直接影响到新能源或者混合动力车辆的良好性能。尤其是动力电池包的性能对温度变化较敏感。当在不同负载下使用动力电池包组时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响就会产生不均匀热量聚集。如果长时间电池散热不充分、电池热量不均匀，就会造成部分电池过充电和过放电，进而影响电池的使用寿命并造成安全隐患。

目前，市面上的动力电池包的防火灭火主要是增加动力电池包内部的阻燃能力、提高动力电池包的结构强度。但是一旦动力电池包发生火灾，阻燃设计和结构强度对灭火基本没有大的作用。因此，提早识别判断动力电池包早期起火情况并采取自动灭火措施，从而减少损失并帮助乘客争取逃生时间就成为了提高新能源和混合动力车辆安全性的核心。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是要提供一种用于动力电池包的自动灭火机构，在电池包发生起火的初期，灭火机构就能够做出动作，有效防止人员伤亡和减少经济损失。

本实用新型一个进一步的目的是通过确定模块判断电池包起火状态，确定各项参数是否符合起火时的参数，并在其起火的情况下，打开阀，从而将冷却介质注入到动力电池包内，使得在灭火初期最大化利用电池冷却系统中的冷却介质，尽快灭火。

特别地，本实用新型提供了一种用于动力电池包的自动灭火机构，用于在混合动力车辆或电动车辆中的动力电池包发生起火时进行灭火，所述车辆包括电池冷却系统，包括：数据采集装置，其设置在所述动力电池包的内部，以采集所述动力电池包内各项参数；与所述数据采集装置相连的报警装置，其设置成在所述各项参数符合起火时的各项参数时发出报警信号，以提醒车内人员离开所述车辆；和设置成接触或靠近所述动力电池包的阀，其设置成在所述各项参数符合起火时的各项参数时处于开启状态，以将所述电池冷却系统中的冷却介质引流至所述动力电池包内。

进一步地，还包括：水泵，其配置成在所述阀处于开启状态时，将所述冷却介质泵送至所述动力电池包内。

进一步地，所述水泵配置成在所述阀处于开启状态时，能够增大所述冷却介质泵送至所述动力电池包内的压力。

进一步地，所述数据采集装置包括：用于检测所述电池包的烟雾状态的烟雾传感器；和用于检测所述电池包内部气体的气体传感器；其中，所述各项参数包括所述烟雾传感器检测的烟雾值和所述气体传感器检测的气体浓度值。

进一步地，所述数据采集装置还包括：用于检测所述电池包温度的温度传感器；和用于检测所述电池包内部亮度的光电传感器；其中，所述各项参数还包括所述温度传感器检测的温度值和所述光电传感器检测的所述亮度值。

进一步地，当所述烟雾值超过预定烟雾值，且所述气体浓度值超过预设气体浓度值时，确定所述各项参数符合起火时的各项参数。

进一步地，还包括：与所述数据采集装置相连的确定模块，当所述温度值超过预定温度值，且所述亮度值超过预定亮度值时，所述确定模块确定所述各项参数符合起火时的各项参数。

进一步地，所述阀设置为电磁阀。

本实用新型的自动灭火机构由于数据采集装置和阀，所述数据采集装置用于采集电池包的各项参数，所述阀设置成在所述各项参数符合起火时的各项参数时打开，因此本实用新型的灭火机构能够提早识别并判断动力电池包早期起火情况，然后马上采取自动灭火动作，减少了损失并帮助乘客争取逃生时间。

进一步地，本实用新型在其起火的情况下，打开电池包冷却系统上的阀，从而将冷却介质注入到动力电池包内，使得在灭火初期最大化利用通过阀的冷却介质，尽快灭火。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的用于动力电池包的自动灭火机构的示意图；

图2是图1所示用于动力电池包的自动灭火机构的工作流程图。

图1中各符号表示的含义：

1、电池包，2、冷却系统，21、阀，3、数据采集装置，31、烟雾传感器、32、温度传感器，33、光电传感器，34、气体传感器，4、电池管理系统，5、整车控制器，51、水泵。

具体实施方式

图1示出了一种用于动力电池包的自动灭火机构各部件之间具体的连接关系示意图，用于在混合动力车辆或电动车辆中的动力电池包发生起火时进行灭火，所述车辆包括电池冷却系统。

电池包1作为车辆上装载有电池组的主要储能原件，是新能源或者混合动力车辆的关键部件，直接影响到新能源或者混合动力车辆的良好性能。并且，当在不同负载下使用电池包1时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响就会产生不均匀热量聚集。如果长时间电池散热不充分、电池热量不均匀，就会造成部分电池过充电和过放电，进而影响电池的使用寿命并造成安全隐患。因此，为了给电池包1更好的冷却和散热，自动灭火机构中设置有接触或靠近所述电池包1的冷却系统2。

所述冷却系统2内部流通冷却介质，以使得所述冷却介质能够以换热的方式吸收所述电池包1的热量。因此，所述冷却介质的材料选择成能够用于冷却所述电池包1且能够用作灭火剂。在本实施例中，所述冷却介质可以为冷却水。冷却系统2在接触或靠近所述电池包1的位置设置可开合的阀21。在本实施例中，阀21可以是电池阀，以使得所述阀21在所述电池管理系统4电连接的控制下打开。阀21也可以是任何可控制或可开合的开关。在所述阀21关闭时，所述冷却介质能够在所述冷却系统2中流通从而带走电池包1的热量。在所述阀21开启时，所述冷却介质能够通过阀21注入到电池包1的内部。

自动灭火机构还包括设置在所述电池包1内部的数据采集装置3，用于采集所述电池包1的多项参数。在本实施例中，所述数据采集装置3包括用于检测所述电池包1的烟雾状态的烟雾传感器31、用于检测所述电池包1温度的温度传感器32、用于检测所述电池包1内部亮度的光电传感器33、用于检测所述电池包1内部气体的气体传感器34。因此，数据采集装置3采集的所述多项参数包括：所述烟雾传感器31检测的烟雾值、所述温度传感器32检测的温度值、所述光电传感器检测33的所述亮度值、所述气体传感器34检测的气体浓度值。

自动灭火机构还包括与所述数据采集装置3电连接的电池管理系统4。所述电池管理系统4具有确定模块。确定模块能够根据所述烟雾值、所述温度值、所述亮度值、所述气体浓度值来确定各项参数是否符初期起火时的各项参数。

在一个实施例中，当所述烟雾值超过预定烟雾值、和/或所述温度值超过预定温度值、和/或所述亮度值超过预定亮度值、和/或所述气体浓度值超过气体浓度值的情况下，所述电池管理系统4的确定模块确定所述电池包1处于所述起火状态。

在另一个实施例中，当所述烟雾值超过预定烟雾值第一预定时间、和/或所述温度值超过预定温度值第二预定时间、和/或所述亮度值超过预定亮度值第三预定时间、和/或所述气体浓度值超过气体浓度值第四预定时间的情况下，所述电池管理系统4的确定模块确定所述电池包1处于所述起火状态。其中，预定时间的时长应该是不影响所述电池包1正常工作的情况下的时长，以免设定的预定时间过短导致灭火机构误判断，或者设定的预定时间过长导致灭火机构反应不及时。因此，在本实施例中，所述第一预定时间、所述第二预定时间、所述第三预定时间、所述第四预定时间都设置为10秒。

当电池管理系统4判断所述电池包1的状态处于起火状态的情况下，所述电池管理系统4控制电池包1断电、并向报警装置发送报警信号。所述报警装置设置成在所述各项参数符合起火时的各项参数时发出报警信号，以提醒车内人员离开车辆。然后电池管理系统4打开冷却系统2通向电池包1的阀21，以使得在所述阀21开启的情况下，所述冷却介质注入所述电池包1内部。

自动灭火机构还包括与所述电池管理系统4电连接的整车控制器5。整车控制器5接收电池管理系统4发送的所述报警信号。根据所述报警信号，所述整车控制器5提醒驾乘人员立即离开车辆。并且，为了冷却介质能够快速地注入电池包1中，所述整车控制器5还包括水泵51。水泵51配置成在所述阀21处于开启状态时，将所述冷却介质泵送至所述电池包1内。进一步地，所述水泵51配置成在所述阀21处于开启状态时，能够增大所述冷却介质泵送至所述电池包1内的压力。从而加快所述冷却介质通过所述阀21注入电池包1内部的速度。

图2示出了本实用新型自动灭火机构的流程图，其中BMS为电池管理系统，VCU为整车控制系统。具体的流程包括以下步骤。

步骤101：开始。

步骤103：运行。

步骤105：所有传感器置位。判断传感器检测的值是否达到预定值。如果检测的值还未达到预定值，则继续工作。如果检测的值达到预定值，则进行下一步。

步骤107：如果传感器检测的值达到预定值，则BMS断开动力电池的继电器，即给电池包断电。

步骤109：BMS向VCU发出警报。VCU向驾乘人员发出警报。

步骤111：BMS打开阀，以使得冷却系统中的冷却介质能够通过打开的阀注入电池包内部。

步骤113：VCU控制启动水泵，以加快冷却介质通过阀注入电池包内部的速度。

步骤115：结束。

经过上述步骤，在电池包发生起火的初期，通过电池管理系统判断电池包起火状态，并在其起火的情况下，打开冷却系统上的阀，从而将冷却介质注入到动力电池包内。本实用新型能够在灭火初期最大化利用冷却系统中的冷却介质，并将冷去介质通过阀输送到电池包内部，从而有效防止人员伤亡和减少经济损失。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。