一种动力锂电池漏液报警及灭火一体化装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及锂电池漏液报警及灭火技术，具体涉及一种动力锂电池漏液报警及灭 火一体化装置。
【背景技术】
[0002] 新能源汽车是我国七大战略性新兴产业之一，2013年财政部、工信部等四部委联 合出台《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》，在2013年~2015年对新能源汽 车进行推广补贴应用，但是从实施效果来看，新能源汽车的关键问题不在于补贴，而在于电 池技术的创新、配套设施建设和消费者的接收程度，其中电池的安全性和可靠性尤为关键。
[0003] 最近几年动力锂电池的安全性受到的质疑越来越多，纯电动车以及混合动力车的 推广应用导致车辆自燃事件增加，仅2015年以来已发生7起新能源公交车起火事件，例如 厦门公交车自燃事件导致十几辆车烧毁以及1人死亡的严重后果，给车辆厂家和电池厂家 造成较大的损失和负面影响。
[0004] 2015年8月1日交通运输部实施行业标准JT/T325-2013《营运客车类型划分及 等级评定》第1号修改单和JT/T888-2014《公共汽车类型划分及等级评定》第1号修改单 新增纯电动公交车标准，其中要求纯电动公共汽车及混合动力公共汽车应配有动力电池箱 专用灭火装置。2015年8月6日，工信部发布《关于开展节能与新能源汽车推广应用安全 隐患排查治理工作的通知》，通知要求各示范城市要对2009年以来推广应用的节能汽车、新 能源汽车、充电基础设施、车辆停放及电池箱存放场地及配套管理措施进行调查。
[0005] 动力锂电池由多个小电池块串并联而成，电池块内部的电极在充电的活化过程中 可能会产生一些气体，导致电池块内压增大，压力达到一定程度会导致外壳破裂，引起电解 液泄露；动力锂电池的电解液挥发性较强，易燃，遇水会发生反应产生热量，这个特点导致 电池在充电时容易起火，如果充电时只是漏液，在行驶过程中才起火，影响将更加恶劣。动 力锂电池的电池块通过外包塑料层绝缘，塑料在受热燃烧时会在电池箱内产生大量烟雾， 因此烟雾传感相对于温度传感可以获得更早的火情警报。
[0006] 动力锂电池箱的灭火难点在于内部空间缝隙较窄，干粉灭火器难以有效覆盖，水 系灭火器会引发短路不适用于电池箱，而其它气体灭火器则由于体积和安全的限制，难以 安装在汽车上。较为理想的灭火手段是采用S型气溶胶灭火，相比更早一代的K型气溶胶 灭火器，S型气溶胶灭火器适用于扑灭电气火，气溶胶微粒不导电，在电池表面无残留，灭火 机理包括惰性气体室息、燃烧反应链阻断和吸热三重效果。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种动力锂电池漏液报警及灭火一体化装置，能够实时检测 动力锂电池箱内电解液泄露挥发气体、烟雾、空气温度，向电池管理系统（BMS)发送传感数 据，同时在产生大量烟雾的情况下启动S型气溶胶灭火器抑制动力锂电池火情，功耗低体 积小，适合纯电动车或混合动力车需要对动力锂电池箱进行火灾隐患预警及火灾早期抑制 的场合。
[0008]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0009]-种动力锂电池漏液报警及灭火一体化装置，包括检测模块和灭火模块，所述检 测模块包括的气敏传感器、烟雾传感器、温度传感器、检测模块电路板；所述气敏传感器、烟 雾传感器、温度传感器、分别与检测模块电路板相连；所述灭火模块包括电点火头、S型气 溶胶灭火器；所述电点火头与S型气溶胶灭火器相连；电点火头与检测模块的检测模块电 路板相连；所述检测模块电路板与电池管理系统的供电模块和传感器CAN总线相连。
[0010] 进一步的，所述气敏传感器采用基于薄膜半导体的气敏传感器，所述基于薄膜半 导体的气敏传感器是气敏传感器在集成叉指电极和微加热器的MEMS基片上采用模板法微 /纳结构排列技术镀半导体薄膜，然后采用贵金属或碳材料或其复合材料对气敏传感器进 行催化修饰，使得气敏传感器对锂电池电解液中的易挥发物质产生选择性响应。
[0011] 进一步的，所述灭火模块还包括热敏线，热敏线与S型气溶胶灭火器相连，热敏线 布置在动力锂电池箱内的顶部盖板或侧壁上，遇高温或明火启动S型气溶胶灭火器。
[0012] 进一步的，所述检测模块还包括微型风扇，微型风扇与检测模块电路板连接，所述 检测模块盒体上有一个进气口和一个出气口，检测模块电路板通电后向微型风扇供电产生 盒体内外的气流循环，加速对漏液和烟雾的响应。
[0013] 进一步的，所述检测模块电路板与电池管理系统的供电模块通过四芯屏蔽线连 接，四芯线定义分别为：接地、电源正、通讯正、通讯负，屏蔽层接地。
[0014] 进一步的，所述检测模块电路板与电点火头通过两芯屏蔽电缆连接，检测模块电 路板输出24V直流电可激发电点火头，电点火头进而激发S型气溶胶灭火器。
[0015] 进一步的，所述检测模块的烟雾传感器采用散射光式烟雾传感器。
[0016] 由上述方案可知，本发明的动力锂电池漏液报警及灭火一体化装置通过基于薄膜 半导体技术的气敏传感器检测电池箱内是否存在漏液情况，及时发出报警，在进一步恶化 之前进行维护处理，如果发生火灾，装置通过烟雾传感触发电控以及热敏线双重方式启动S 型气溶胶灭火器，产生大量惰性气体和气溶胶颗粒充满电池箱，在火灾早期抑制燃烧并吸 收热量。
[0017] 本发明动力锂电池漏液报警及灭火一体化装置具有下述优点：
[0018] 1、本发明能够实施在线检测动力锂电池箱内的电解液挥发气体浓度、烟雾浓度、 空气温度，对漏液、烟雾、高温发出报警，提醒驾驶员和售后维护人员排查动力锂电池组的 内部隐患。
[0019]2、本发明在火灾发生的早期启动S型气溶胶灭火器，抑制动力锂电池的燃烧蔓 延，便于进一步处置。
[0020] 3、本发明可以在无供电情况下正常启动S型气溶胶灭火器，可靠性高。
[0021] 4、本发明动力锂电池漏液报警及灭火一体化装置功耗低、体积小，适用于集成在 纯电动、混合动力的民用车辆及公交车电池箱的安全防护。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的框架结构示意图；
[0023] 图2为本发明中基于薄膜半导体技术的气敏传感器、烟雾传感器、温度传感器、微 型风扇、检测模块电路板的安装示意图；
[0024]图3为本发明基于军用烟火技术的S型气溶胶灭火器、热敏线、电点火头的安装示 意图；
[0025]图4为本发明检测模块和灭火模块的安装示意图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能 更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0027] 如图1所示，本实施例的一种动力锂电池漏液报警及灭火一体化装置包括检测模 块1和灭火模块2 ;所述检测模块1包括基于薄膜半导体技术的气敏传感器11、烟雾传感器 12、温度传感器13、微型风扇14、检测模块电路板15 ;所述气敏传感器11、烟雾传感器12、 温度传感器13、微型风扇14分别与检测模块电路板15相连；所述检测模块电路板15与电 池管理系统（BMS)的DC24V供电和传感器CAN总线相连；所述灭火模块2包括热敏线21、 电点火头22、基于军用烟火技术的S型气溶胶灭火器23 ;所述热敏线21、电点火头22分别 与S型气溶胶灭火器23相连，电点火头22与检测模块电路板15相连。
[0028] 所述基于薄膜半导体的气敏传感器11是指气敏传感器11在集成叉指电极和微加 热器的MEMS基片上采用模板法微/纳结构排列技术镀半导体薄膜，然后采用贵金属、碳材 料（比如石墨稀、碳纳米颗粒）及其复合材料对气敏传感器11进行催化修饰，使得气敏传 感器11对锂电池电解液中的易挥发物质产生选择性响应；所述基于薄膜半导体的气敏传 感器11上的半导体敏感薄膜厚度< 2μm，与目前市场上通用的半导体气敏传感器（厚度> 10μm)相比，灵敏度高，响应速度快。
[0029]MEMS基片边长3mm，其中插指电极的尺寸为150μmX150μm，插指电极表面覆盖 经过催化修饰的半导体薄膜，微