一种自动灭火装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电化学储能领域，具体涉及一种自动灭火装置。


背景技术：

[0002]
随着政策支持力度加大、电力制度商业化、市场机制建立、商业模式建立、锂电池装机量加速增长。从储能锂电池发展现状来看，在支持政策进入执行期、电网储能示范项目兴建、海外市场需求释放、动力电池企业转型加入等多重因素影响下，储能锂电池行业进入示范应用期。cnesa 数据显示，截至2018年底，中国已投运的电化学储能项目累积规模为1040mw，同比增长167％。与此同时2018年国内新增投运电化学储能项目装机规模为650mw，同比增长437.2％装机。其中，锂电池的装机比例为70％，占据主导地位。
[0003]
然而，与此同时，电动汽车和储能电站的火灾事故也在不断增加。
[0004]
在现有技术中，锂离子电池在过充过放、过热、机械碰撞等内外部因素的作用下，容易引起电池隔膜崩溃、内部短路，从而导致热失控的发生，这是锂离子电池发生安全问题的本质原因。此外，锂离子电池目前采用的电解液有机溶剂大多属于易燃或可燃液体，这又增加了其发生火灾的隐患。就目前传统的安全消防措施而言，并不能有效抑制锂离子电池的热失控，从而导致初期火灾迅速蔓延，进而演变为大规模火灾。
[0005]
因此，有必要提供一种新结构且更安全的自动灭火装置。


技术实现要素：

[0006]
为解决现在技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种自动灭火装置，其包括：外壳体，其具有收容空间，所述外壳体包括与进水管相连接的壳体进水口、与出水管相连接的壳体出水口；支架，其内置于所述收容空间内；电池组件，其设置在所述支架上，冷却组件，其包括储水单元，所述储水单元与所述壳体出水口和所述壳体进水口连通；以及监控单元，其包括温度监控组件，所述温度监控组件包括储液罐以及与该储液罐相连通的第一支管和第二支管，所述第一支管用于监测所述电池组件的温度，所述温度监控组件用于控制开启或关闭进水阀。
[0007]
优选地，所述第一支管自所述储液罐向外弯折延伸，并缠绕贴合于所述电池组件的每个电池上，所述第一支管与所述电池组件形成用于监测温度的特定贴合面积。
[0008]
优选地，所述第二支管向远离所述电池组件的一侧延伸至所述外壳体的外部，所述第二支管为u型管，所述第二支管包括液面观察管，该液面观察管用于观测所述储液罐内的压力变化。
[0009]
优选地，所述第一支管为塑料管，并且将所述第一支管的远离所述储液罐的一端部塑封。
[0010]
优选地，所述液面观察管位于所述外壳体的外部，所述液面观察管为沿竖直方向延伸的竖直管，所述液面观察管和两个横向管形成u型管，所述两个横向管与所述储液罐相连通。
[0011]
优选地，所述温度监控组件还包括与所述储液罐连通的第三支管，在所述电池组件的温度升高使所述第一支管内的气压发生变化时，所述储液罐内的液态气体快速泄漏，以使所述第三支管触发所述进水阀。
[0012]
优选地，所述第三支管为沿水平方向延伸且与所述液面观察管垂直设置的横向管，所述第三支管的下端面与所述液面观察管的下端面齐平。
[0013]
优选地，所述进水阀包括阀入口和阀出口，该阀入口位于所述外壳体的底部，该阀出口与外部冷水源连接。
[0014]
优选地，所述自动灭火装置还包括位于所述外壳体的一侧壁的壳体出水口，该壳体出水口通过排出管道与外部地漏连通。
[0015]
优选地，在所述排出管道与所述壳体出水口之间设有单向阀，所述单向阀用于控制排出外壳体内的气体或液体。
[0016]
本实用新型的有益效果：
[0017]
与现有技术相比，本实用新型根据液化气体的应用特点，提供了一种改进结构的自动灭火装置，无需电子系统，无需电源，增加了液面观察管，避免可能的意外泄漏而导致自动灭火装置失效，注入的自来水也会从溢气排水口流至地漏，从而不会对室内造成影响，由此提高了装置的安全性、稳定性和可靠性。此外，本实用新型通过分布式的多个热信号采集点进行监测(保留电池表面分布着多个监测点)，任何一个采集点或监测点发生热失控即可触发装置工作，由此极大地提高了装置的灵敏性。
附图说明
[0018]
图1为本实用新型的实施例1的自动灭火装置的示意性结构图。
[0019]
图2为本实用新型的实施例2的自动灭火装置的示意性结构图。
[0020]
图3为本实用新型的实施例2的自动灭火装置的另一角度的局部结构图。
具体实施方式
[0021]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不能理解为对本实用新型的限制。另外，在本实用新型中，以第一表面为上表面，以第二表面为与第一表面相对的下表面。
[0023]
针对电池箱内电池组热失控的问题，本实用新型的发明人进行了研究，并提出了一种自动灭火装置。
[0024]
实施例1
[0025]
下面将参照图1描述本实用新型的自动灭火装置的实施例。
[0026]
图1为本实用新型的自动灭火装置的示意性结构图。
[0027]
如图1所示，本实用新型的自动灭火装置包括外壳体1(也称为电池箱)，其具有收容空间，所述外壳体1包括与进水管相连接的壳体进水口、与出水管相连接的壳体出水口；支架，其内置于所述收容空间内；电池组件9，其设置在所述支架上；冷却组件，其包括储水
单元，所述储水单元与所述壳体出水口和所述壳体进水口连通；以及监控单元，其包括温度监控组件，所述温度监控组件包括储液罐5以及与该储液罐5相连通的第一支管10和第二支管6，所述第一支管10用于监测所述电池组件的温度，所述温度监控组件用于控制开启或关闭进水阀3。
[0028]
在本示例中，所述第一支管10自所述储液罐5向外弯折延伸，并缠绕贴合于所述电池组件9的每个电池上，所述第一支管与所述电池组件形成用于监测温度的特定贴合面积。
[0029]
具体地，从图1中可知，电池组件9包括多个电池组，一个电池组包括四个电池，但是不限于此，上述仅作为示例进行说明，不能理解成对本实用新型的限制。
[0030]
进一步地，所述第二支管6向远离所述电池组件的一侧延伸至所述外壳体1的外部，所述第二支管6为u型管，所述第二支管6包括液面观察管，该液面观察管用于观测所述储液罐5内的压力变化。
[0031]
在本示例中，所述第一支管为塑料管，并且将所述第一支管的远离所述储液罐5的一端部塑封。
[0032]
需要说明的是，塑料管包括聚乙烯(pe)管、聚丙烯(pp)管、聚氯乙烯(pvc)管、聚苯乙烯(ps)管。
[0033]
进一步地，所述液面观察管位于所述外壳体的外部，所述液面观察管为沿竖直方向延伸的竖直管，所述液面观察管和两个横向管形成u型管，所述两个横向管与所述储液罐5相连通。
[0034]
在本示例中，所述温度监控组件还包括与所述储液罐5连通的第三支管，在所述电池组件的温度升高使所述第一支管10内的气压发生变化时，所述储液罐5内的液态气体快速泄漏，以使所述第三支管触发所述进水阀 3。
[0035]
优选地，所述第三支管为沿水平方向延伸且与所述液面观察管垂直设置的横向管，所述第三支管的下端面与所述液面观察管的下端面齐平，具体参见图1。
[0036]
在本示例中，所述进水阀3包括阀入口和阀出口，该阀入口位于所述外壳体1的底部，该阀出口与外部冷水源连接。
[0037]
具体地，所述自动灭火装置还包括位于所述外壳体1的一侧壁的壳体出水口，该壳体出水口通过排出管道与外部地漏4连通。
[0038]
在本示例中，进水阀3、阀出口均裸露于电池箱内底部，壳体进入口与例如自来水管等外部冷却水源连接。
[0039]
进一步地，在所述排出管道7与所述壳体出水口之间设有单向阀8，所述单向阀8用于控制排出外壳体1内的气体或液体。
[0040]
在本示例中，单向阀8、阀入口处于电池箱内的顶部，所述壳体出水口与排出管道7连接，排出管道7的一端与单向阀连接，另一端与外部地漏4连接，该外部地漏4与下水道连通。
[0041]
需要说明的是，在本实用新型中，采用在储液罐5内的不可燃液化压缩气体提供的压力作为能量源，监控组件通过缠绕贴合在电池组件中的每一个电池上，形成分布在电池表面上的多个监测点，以保证监控的高灵敏性。
[0042]
工作原理
[0043]
当外壳体(电池箱)内一旦出现热失控、短路、漏液导致内部出现火情，电池箱的温
度升高以触发监控单元，监控单元执行动作以使进水阀开启，从而让外部自来水快速由箱体底部注入。伴随自来水的注入，箱体内部的气体通过顶部的单向阀进入排出管道，最终排入地漏，直至液面灌满，水流也以同样路径导入下水道。通过上述设计，为避免蓄电池发生的严重火灾事故提供一道可靠的保障，并且电池箱的密封设计使得水不会溢出，从而不会对室内造成任何影响，由此，提高了装置的安全性、稳定性和可靠性。
[0044]
实施例2
[0045]
接下来，将参照图2和图3，描述本实用新型的实施例2。
[0046]
在本实施例中，与实施例1的区别在于，所述自动灭火装置包括监测单元和控制单元，所述监测单元包括温度监控组件9，所述温度监控组件 9缠绕于所述支架2上且抵接于所述电池组件12，并且所述温度监控组件9用于监测所述电池组件12的温度；控制单元与温度监控组件9相连接，所述控制单元设置于所述外壳体1内，并用于控制开启或关闭进水阀3。
[0047]
具体地，如图2所示，所述自动灭火装置还包括：外壳体1，其是具有收容空间的密闭容器，并作为电池箱，所述外壳体1包括与进水管相连接的壳体进水口、与出水管相连接的壳体出水口，其中，外壳体1的底部安装有一个进水阀3，进水阀3与例如自来水管等外部冷水源连接，进水阀的出口则裸露于外壳体1的底部；支架2，其内置于所述外壳体1内；电池组件12，其设置于所述支架2上；冷却组件，其包括储水单元，其位于所述电池组件12的上方，与所述壳体出水口和所述壳体进水口连通。
[0048]
在本示例中，所述控制单元包括弹簧机构8，所述弹簧机构8包括可伸缩的弹性构件，该弹性构件的上端与所述温度监控组件9的一端连接，所述弹性构件的下端与所述进水阀3连接，所述弹性构件用于在受到所述温度监控组件9向下的作用力时开启所述进水阀3。
[0049]
具体地，所述控制单元包括位于所述弹簧构件下方的挡板7，所述弹簧构件用于受力向下推动挡板7以开启进水阀3。
[0050]
在本示例中，弹簧构件为弹簧；进水阀3为常态关闭，受压开启状态。
[0051]
在另一示例中，所述控制单元包括重力机构，所述重力机构5包括重力构件，该重力构件的上端与所述温度监控组件9的一端连接且处于悬吊状态，所述重力构件的下端与所述进水阀3连接，所述重力构件用于在受到所述温度监控组件9的作用力时开启所述进水阀3。
[0052]
需要说明的是，采用处于压缩状态弹簧提供的弹性势能(或重力构件的重力势能)作为能量源，由于温度监控组件9卷绕每一组电池组件12，并与各个电池组件12形成特定贴合面积(在本实用新型中，也称为监测点)，这些监测点分布在电池表面作为多个监测点，以保证监控的高灵敏性。
[0053]
具体地，所述温度监控组件9为低熔点合金条或塑料拉绳，所述温度监控组件9的一端锁定于所述支架2，另一端与所述控制单元连接，所述温度监控组件9与每组电池组件12之间贴合形成特定贴合面积，以用于监测电池组件12的温度。
[0054]
需要说明的是，在本实用新型中，低熔点合金是指熔点在300℃以下的金属及其合金，通常由bi、sn、pb、in等低熔点金属元素组成。
[0055]
在本示例中，所述温度监控组件9为塑料拉绳，该塑料拉绳例如超高压聚乙烯，将弹簧拉成压缩状态(或悬吊一配重块)。如图3所示，温度监控组件9布置在支架2的滚轮13
上，温度监控组件9地一端连接弹簧 (或配重块)，另一端拉紧后用锁紧块14锁定在支架2上。
[0056]
进一步地，支架2紧贴在电池组12上，一旦在拉绳任何一个位置发生热失控导致融化断裂，进水阀3便开启。
[0057]
在本示例中，支架2为框架构件，其包括横向肋条和竖向肋条。
[0058]
进一步地，所述进水阀3包括阀入口和阀出口，该阀入口位于所述外壳体1的底部，该阀出口与外部冷水源4连接。
[0059]
更进一步地，所述自动灭火装置还包括：在所述温度监控组件9监测到所述电池组件12的温度低于设定阈值的情况下，所述温度监控组件9 的一端用于触发所述控制单元以开启进水阀3，以允许外部冷水源的水进入电池箱(外壳体)1内，用于为电池组冷却降温或灭火。
[0060]
在本示例中，所述自动灭火装置还包括位于所述外壳体1的一侧壁的壳体出水口，该壳体出水口通过排出管道10与外部地漏6连通。
[0061]
具体地，在所述排出管道10与所述壳体出水口之间设有单向阀11，所述单向阀11用于控制排出外壳体内的气体或液体。
[0062]
进一步地，所述冷却组件还包括与所述储水单元连通的进水管和出水管，该进水管通过所述进水阀3与外部冷水源，所述出水管通过单向阀11 与外部地漏6连通。
[0063]
在本示例中，单向阀11的阀入口处于电池箱内顶部，出口连接排出管道10，排出管道10的一端连接单向阀11地出口，另一端连接外部地漏 6，该外部地漏6与下水道连通。
[0064]
需要说明的是，在实施例2中省略了与实施例1中相同的部分。实施例2是对于实施例1的补充。上述均为优选的示例，不能理解成对本实用新型的限制。
[0065]
与现有技术相比，本实用新型根据液化气体的应用特点，提供了一种改进结构的自动灭火装置，无需电子系统，无需电源，增加了液面观察管，避免可能的意外泄漏而导致自动灭火装置失效，注入的自来水也会从溢气排水口流至地漏，从而不会对室内造成影响，由此提高了装置的安全性、稳定性和可靠性。此外，本实用新型通过分布式的多个热信号采集点进行监测(保留电池表面分布着多个监测点)，任何一个采集点或监测点发生热失控即可触发装置工作，由此极大地提高了装置的灵敏性。
[0066]
需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0067]
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。