电池包灭火系统的制作方法

1.本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种电池包灭火系统。


背景技术：

2.随着新能源汽车行业的发展，电池安全问题越来越得到重视。由于在电芯的充放电过程中，会产生大量高温气体，使电池箱体内压急剧增大；高温气体不仅会加热其周边电芯，使周边电芯出现热失控现象；还会造成箱体内部电芯燃烧及爆炸。因此，当电池箱体内的电芯产生热失控及燃烧时，应对电池进行及时降温以降低损害。
3.由于电芯位于电池箱体内部，因此当电池产生热失控时，一般是通过对电池箱体的外部喷射水等制冷液以降低箱体内电芯的温度，从而防止箱体内电芯燃烧。而由于当电芯热失控后，电芯温度的升高可能就会造成电芯燃烧，电芯的燃烧不需要借助外部氧气，其随着内部结构的破坏，电芯正负短路释放出巨大的能量从而助于燃烧；因此若不及时对电芯灭火，就会引发安全事故。
4.目前一般是采用在电池包内安装电子灭火器的方式对电芯进行灭火。但电子灭火器对于电池包内的除电芯之外的其他零部件具有较好的灭火效果，但对于燃烧的电芯来说，灭火能力较弱，不仅使得电芯灭火所花费的时间变长，甚而会引燃周边电芯。因此，如何对燃烧的单体电芯进行快速灭火是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提供了一种电池包灭火系统，以解决现有技术中存在的一个或多个问题。
6.根据本实用新型的一个方面，本实用新型公开了一种电池包灭火系统，所述系统包括：
7.冷却液储存箱和灭火管：
8.所述灭火管位于电池包内电芯的安全阀出口一侧，所述灭火管的一端封闭，另一端作为进液口与所述冷却液储存箱连通，且灭火管的管壁的与所述电芯的安全阀相对应的位置处具有薄弱点，所述薄弱点在预定温度和/或预定压力下下可被撕裂，以形成喷水口。
9.在本实用新型的一些实施例中，所述系统还包括：
10.高压气体输出装置，其出气口与所述冷却液储存箱连通，以使所述高压气体输出装置输出的高压气体将所述冷却液储存箱内的液体输送至所述灭火管。
11.在本实用新型一些实施例中，所述系统还包括：
12.用于检测所述电池包内的电芯的运行状态的传感器；
13.管理控制器，所述管理控制器与所述传感器电连接，所述管理控制器用于接收所述传感器的检测信号并判断所述电芯的热失控状态；
14.控制阀，所述控制阀与所述管理控制器电连接，所述控制阀包括进气口和出气口，所述控制阀的进气口与所述高压气体输出装置的出气口连通，所述控制阀的出气口与所述
冷却液储存箱连通。
15.在本实用新型一些实施例中，所述高压气体输出装置为高压储气罐。
16.在本实用新型一些实施例中，所述系统还包括液冷板和循环泵，所述液冷板的进液口通过循环泵与所述冷却液储存箱的出液口连通，所述液冷板的出液口与所述冷却液储存箱的进液口连通，所述灭火管的进液口与所述液冷板的出液口连通。
17.在本实用新型一些实施例中，所述灭火管的材料为易变形材料。
18.在本实用新型一些实施例中，所述灭火管为塑料管或铝管。
19.在本实用新型一些实施例中，所述薄弱点为壁厚小于其周围的管壁厚度的凹点。
20.在本实用新型一些实施例中，所述传感器为烟雾传感器、温度传感器、电压检测传感器和红外传感器中的至少一种；
21.所述控制阀为电磁阀。
22.在本实用新型一些实施例中，所述电芯的数量为多个，所述薄弱点的数量与所述电芯的数量相同，多个所述薄弱点与多个所述电芯的安全阀出口位置一一对应。
23.本实用新型实施例中的电池包灭火系统，在电芯的安全阀出口侧设置灭火管，且灭火管的与电芯安全阀相对应的位置处还具有在预定温度和/或预定压力下易被撕裂的薄弱点，以使的当电芯出现热失控现象时，冷却液储存箱内的冷却液冲破灭火管的与失火电芯的安全阀相对应的薄弱点，从而精准的将冷却液喷射至失火电芯，从而实现失火电芯的快速灭火，防止其周边电芯被引燃以及失火电芯二次复燃。
24.本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
25.本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。
附图说明
26.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
27.图1为本实用新型一实施例电池包灭火系统的结构示意图。
28.图2为图1所示的电池包灭火系统的灭火管的正视图。
29.图3为图2所示的a处的放大图。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
31.在此，需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
32.应该强调，术语“包括/包含/具有”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
33.在此，还需要说明的是，本说明书内容中所出现的方位名词是相对于附图所示的位置方向；如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。直接连接为两个零部件之间不借助中间部件进行连接，间接连接为两个零部件之间借助其他零部件进行连接。
34.为了快速的对燃烧的单体电芯进行灭火，从而避免失火电芯周围的其他电芯被引燃或失火电芯被灭火后二次复燃，本实用新型公开了一种电池包灭火系统。该电池包灭火系统至少包括冷却液储存箱和灭火管。
35.灭火管位于电池包内电芯的安全阀出口一侧，且灭火管的一端封闭，另一端作为进液口与冷却液储存箱连通，且灭火管的管壁的与电芯的安全阀相对应的位置处具有薄弱点，该薄弱点在预定温度和/或预定压力下下可被撕裂，以形成喷水口。
36.进一步的，该电池包灭火系统还可包括高压气体输出装置，高压气体输出装置的出气口与冷却液储存箱连通，以使高压气体输出装置输出的高压气体将冷却液储存箱内的液体输送至所述灭火管。当电池包内的电芯发生热失控现象时，灭火管的与失火电芯相对应的薄弱点由于高温作用机械性能被降低，而被输送至灭火管内的高压气体由于高压作用可将机械性能被降低的薄弱点撕裂。以次实现了电芯的精准且快速灭火。
37.在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件。
38.图1为本实用新型一实施例的电池包灭火系统的结构示意图，如图1所示，该电池包灭火系统可包括传感器2、管理控制器3、控制阀4、高压气体输出装置、冷却液储存箱6和灭火管10。
39.传感器2用于监测电池包内的电芯8的热失控状态，并将接收到的电芯8的运行状态信息转换为电信号或其他形式的信息输出；其可位于电池包的箱体的腔体内，具体地可固定在箱体的侧壁或顶壁上。管理控制器3与传感器2电连接，管理控制器3具体地可位于箱体的外部，用于接收传感器2的检测信号且判断电芯8的热失控状态；示例性的，管理控制器3与传感器2之间可通过信号线连接，以实现电信号的传输。电芯8的热失控状态包括电芯8的着火状态。控制阀4也可位于箱体的外部，且与管理控制器3电连接。控制阀4接收管理控制器3发送的控制信号，控制阀体开启或关闭。控制阀4进一步地还具有进气口和出气口，进气口与高压气体输出装置的出气口连通，高压气体输出装置具体地可设置在电池包箱体的外部。
40.控制阀4的出气口与冷却液储存箱6的进气口连通，冷却液储存箱6具体地也位于箱体的外部。当电池包箱体内的电芯8处于着火状态时，管理控制器3接收到传感器2发送的电芯8的着火信号，并判断是否真的着火；当判断出电芯8真着火时，向控制阀4发送控制信号，从而控制阀4的阀门开启，以使的高压气体输出装置向冷却液储存箱6内输送高压气体。冷却液储存箱6内具有可对电芯8进行降温或灭火的液体；当控制阀4开启时，由于高压气体
输出装置向冷却液储存箱6内输送的高压气体的作用，冷却液储存箱6内的冷却液被输送至灭火管10。
41.灭火管10可位于电池包箱体的腔体内，且灭火管10的一端与冷却液储存箱6连通，而另一端为封闭状态。灭火管10具体地设置在电芯8的安全阀出口一侧，且灭火管10的管壁的与电芯8的安全阀相对应的位置处具有薄弱点111，薄弱点111在预定压力下可被撕裂。示例性的，当冷却液储存箱6内的液体由于高压气体作用被输送至灭火管10之后，位于灭火管10上的与失火电芯8相对应的薄弱点111会被高压液体撕裂，从而冷却液进一步地通过该撕裂口喷向失火电芯8，以保证对失火电芯8进行快速灭火。由此可知，本实用新型实施例中的电池包灭火系统确保了对失火电芯8的精准灭火，从而减少了电芯8灭火所需要的时间，也防止了失火电芯8周围的其他电芯8被引燃。
42.优选地，该电池包灭火系统还包括液冷板和循环泵7，液冷板的进液口通过循环泵与冷却液储存箱的出液口连通，液冷板的出液口与冷却液储存箱的进液口连通，灭火管的进液口与液冷板的出液口连通。如图1所示，液冷板位于电池包的箱体的腔体内，而循环泵7位于箱体的外部。液冷板具体地可贴近于电芯8的表面放置，以用于对电芯8进行降温。冷却液储存箱6的进液口具体地可位于冷却液储存箱6的侧壁上或顶壁上。液冷板的进液口与冷却液储存箱6的出液口通过循环泵7连通，以使冷却液储存箱6内的冷却液可被输送至液冷板；液冷板的出液口通过冷却液输送管与冷却液储存箱6的进液口连通。液冷板在循环泵7的作用下，可实现冷却液的循环流动，流动的冷却液带走电芯8产生的一部分热量，从而实现了对电芯8的有效降温。
43.在本实用新型一实施例中，灭火管10可与冷却液输送管连通。示例性的，可在冷却液储存箱6的进液口安装三通管，三通管的其中一端与冷却液储存箱6的进液口连接，三通管的另外两端分别与灭火管10的进液口及液冷板的出液口连接。除此之外，也可以在冷却液储存箱6的进液口位置安装三通控制阀，其连接方式与三通管类似，不同的是，三通控制阀可以控制各个支路的通断；例如，其在灭火时可仅保留灭火管10与冷却液储存箱6连通，以使的冷却液储存箱6内的冷却液仅用来对电芯灭火；而在电池包正常工作过程中仅保留液冷板与冷却液储存箱6之间的连通，以使的流经液冷板的冷却液实现高效循环流动。
44.对于现有的电池管理系统来说，由于电芯8在充放电过程中会产生大量热量，其一般会为电芯8配备专门的散热装置。散热装置一般包括液冷板、循环泵7和冷却液储存箱6，并且冷却液储存箱6一般足够大，其内部储存的冷却液也可满足电芯8的灭火用量。因此对于该灭火系统，可直接沿用电池管理系统本身的冷却液储存箱6，省去了对电芯8灭火所需要的灭火剂及灭火剂盛装设备，本系统相对于单独设置灭火剂盛装设备的系统，不仅降低了整个系统的成本，还减轻了重量。
45.进一步地，灭火管10的材料为易变形材料。优选地为塑料管或铝管。在电池的充放电过程中，当电池过热或者着火后，单体电芯8温度上升，导致位于电芯8安全阀出口一侧的灭火管10受热发生破损或机械强度降低。示例性的，薄弱点111可为壁厚小于其周边管壁的厚度的凹点，因此当灭火管10受热发生破损或机械强度降低时，与电芯8安全阀出口位置相对应的薄弱点111在受热时会产生更为明显的破损现象或先于灭火管的其他部位破损。因此当对电芯8进行灭火时，冷却液储存箱6内的冷却液被高压输送至灭火管10，其会首先冲破或撕裂灭火管10的与着火电芯8的安全阀出口相对应的薄弱点111，从而灭火管10内的冷
却液会从破损的薄弱点111处被喷射至失火电芯8，从而精准的对着火电芯8进行灭火。
46.应当理解的是，薄弱点111是指灭火管10的与电芯8安全阀出口相对应位置处的易破损点，即其在预定温度或预定压力作用下，会优先于其周边的管壁发生破损，从而确保破损的薄弱点111作为冷却液的喷射口。由此可知，薄弱点111除了设计为其壁厚小于周边管壁厚度的结构之外，也可以设为其他结构，只要能保证其在满足温度和/或压力条件时被打开即可。
47.进一步地，传感器2可为烟雾传感器、温度传感器、电压检测传感器和红外传感器中的至少一种。烟雾传感器通过监测箱体内的烟雾气体来达到监测电芯8热失控状态的目的；温度传感器用于监测箱体内的电芯8温度并转化为电信号输出至管理控制器3；电压检测传感器可将监测到的电芯8的电压信号转换至可用输出信号，红外传感器类似的，也是将监测到的电芯8的温度转换为电信号传输至管理控制器3。管理控制器3在接收到上述传感器2向其发送的信号后，进一步地判断电芯8的热失控状态，并进一步地根据判断结果控制控制阀4进行开启或关闭。控制阀4优选地为电磁阀。
48.优选地，高压气体输出装置为高压储气罐5。高压储气罐5的出气口与电磁阀的进气口通过气管连通。除此之外，高压气体输出装置也可以为带有灭火材料的其他类型的压力罐。
49.在本实用新型的一些实施例中，电池包的箱体内具有多个电芯8，相应的，位于灭火管10上的薄弱点111的数量也为多个。优选地，薄弱点111的数量与电芯8的数量相同，且多个薄弱点111与多个电芯8的安全阀出口位置一一对应。如图1所示，灭火管10具体地位于箱体的腔体内，且位于电芯8的安全阀出口一侧，也即电芯8的安全阀出口附近或正上方位置。若电芯8的安全阀出口位于电芯8的除上方之外的其他侧时，灭火管10也位于电芯8的安全阀出口所在的一侧，只要能确保灭火管10在电芯8的喷发口喷发范围内即可。
50.图2为灭火管10的结构示意图，图3为灭火管10的薄弱点111处的局部放大图，如图2和图3所示，多个薄弱点111均布在灭火管10的管壁上，且在灭火管10的靠近与电芯8的一侧设置。薄弱点111具体地可为在灭火管10的局部位置处设置的壁厚小于其周边管壁厚度的局部易撕裂点。该易撕裂点可通过在管壁的局部位置切除部分壁厚的方式来实现。但应保证在电池包正常运行过程中，该薄弱点111不会被撕裂，即位于冷却液储水箱内的冷却液仅通过液冷板用来对电芯进行降温；而当电芯8出现热失控状态时，该薄弱点111被撕裂，此时位于冷却液储水箱内的冷却液即起到对失火电芯8的灭火作用。
51.通过上述实施例可以发现，本公开内容的电池包灭火系统在电芯的安全阀出口侧设置灭火管，且灭火管的与电芯安全阀相对应的位置处还具有在预定温度和/或预定压力下易被撕裂的薄弱点，以使的当传感器检测到电芯出现热失控现象时，冷却液储存箱内的压力增大并使高压的冷却液冲破灭火管的与失火电芯的安全阀相对应的薄弱点，从而精准的将冷却液喷射至失火电芯，从而实现失火电芯的快速灭火，防止其周边电芯被引燃以及失火电芯二次复燃。
52.并且另外，液冷板及灭火管共用同一个冷却液储存箱，不仅降低了整个系统的成本，还提高了整个系统的结构紧凑性，减轻了系统重量。
53.本实用新型中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替
其他实施方式的特征。
54.上述所列实施例，显示和描述了本实用新型的基本原理与主要特征，但本实用新型不受上述实施例的限制，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下对本实用新型做出的修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。