一种用于服务机器人底盘锂电池的灭火装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种灭火装置，具体涉及一种用于服务机器人底盘锂电池的灭火装置。


背景技术：

[0002]“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由gilbert n. lewis提出并研究。20世纪70年代时，m. s.whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。
[0003]
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
[0004]
锂电池已经广泛应用在手机、电脑、移动电源等众多电子产品领域，成为人们生活和娱乐不可或缺的物品。然而，如果使用和处理不当，锂电池也有可能会造成火灾隐患。在现有技术中，针对锂电池着火的情况，一般采用人工进行灭火。但是在服务机器人普及的当下，针对酒店客户进行配送服务等场景时，服务机器人周围经常不会有工作人员伴行，如果其锂电池发生着火的情况，工作人员无法第一时间到达现场实施灭火。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是为了改进现有的带有锂电池的服务机器人发生起火后，工作人员无法及时到场灭火的问题，
[0006]
本实用新型提供了一种用于服务机器人底盘锂电池的灭火装置。
[0007]
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0008]
本实用新型提供一种用于服务机器人底盘锂电池的灭火装置，包括底盘、锂电池电芯和设置在锂电池电芯上的灭火装置，锂电池电芯安装在底盘上，灭火装置包括温度感应触发器、灭火剂容器和灭火剂，灭火剂设置在灭火剂容器内，温度感应触发器用于触发灭火剂容器。灭火剂中包含液态的发烟剂和液态的冷却剂，发烟机遇热会产生大量烟雾触发室内的烟雾报警机，使室内的自动消防系统快速响应并喷洒水雾，对燃烧的锂电池进行降温。冷却剂直接作用于锂电池电芯，对其进行降温。
[0009]
可选的，灭火剂容器下端设置有灭火剂释放孔，温度感应触发器设置在灭火剂释放孔中。锂电池电芯燃烧时，温度感应器熔化使灭火剂从灭火剂释放孔中留出。灭火剂与高温锂电池电芯接触进行灭火。
[0010]
可选的，温度感应器熔点低于底盘熔点。温度感应器需要先于底盘熔化，才能快速有效的进行灭火作业。
[0011]
可选的，灭火剂释放孔有若干个，灭火剂释放孔阵列分布在灭火剂容器下端。多个灭火剂释放孔可以增加灭火剂释放的概率，保证灭火装置的有效性。
[0012]
可选的，底盘上还设置有过烟孔。过烟孔主要用于释放灭火剂产生的烟雾，保证烟雾能第一时间从过烟孔中释放并触发室内的烟雾报警器。同时若附近有人员也能对其进行警示该服务机器人出现锂电池燃烧的情况。
[0013]
可选的，灭火剂释放孔为沉孔。沉孔能保证温度感应触发器在熔化并堵塞灭火剂释放孔，并冷却后，不会因为震动、颠簸等因素自行脱落导致灭火剂流出。
[0014]
本实用新型的灭火剂中包含液态的发烟剂和液态的冷却剂，发烟机遇热会产生大量烟雾触发室内的烟雾报警机，使室内的自动消防系统快速响应并喷洒水雾，对燃烧的锂电池进行降温。冷却剂直接作用于锂电池电芯，对其进行降温。
附图说明
[0015]
图1是本实用新型的结构示意图；
[0016]
图2是本实用新型隐藏顶板并抬起部分散热装置时的结构示意图；
[0017]
图3是本实用新型中控制系统的结构示意图；
[0018]
图4是本实用新型中灭火装置的剖面结构示意图。
[0019]
图中：1-顶板，2-托板，3-机器人驱动轮，4-转动装置，5-电芯组，6-电芯温度采样器，7-控制装置，8-热电半导体，9-铝板，10-散热风扇，11-灭火装置，12-温度传感器，13-灭火剂容器，14-灭火剂，15-温度感应触发器。
具体实施方式
[0020]
下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。
[0021]
实施例1
[0022]
如图1，2，3，4所示，本实用新型一较佳实施例提供了一种带有锂电池的机器人底盘，包括底盘、电芯组5、电芯温度采样器6、散热装置、温度传感器12、控制装置7和热电半导体8。
[0023]
底盘包括托板2和顶板1。托板2呈u型，其两侧安装有两个机器人驱动轮3，托板2中心的凹陷处安装有长方体型的电芯组5。顶板1螺栓固定在托板2上方，其前端安装有用于调整机器人移动方向的转动装置4。底盘上还设置有过烟孔。过烟孔主要用于释放灭火剂14产生的烟雾，保证烟雾能第一时间从过烟孔中释放并触发室内的烟雾报警器。同时若附近有人员也能对其进行警示该服务机器人出现锂电池燃烧的情况。
[0024]
电芯组5为锂离子电池，并带有容易散热的铝材作为外封包，其上端面上设置有热电半导体8。热电半导体8整体呈正方形板状，其下端与电芯组5的铝材外封包贴合保证热量快速交流，其上端贴合有格栅状的铝板9以及铝板9上的散热风扇10作为散热装置。铝板9上再安装有高温触发式灭火装置11作为散热装置失效后锂离子电池爆燃的最后保险。
[0025]
灭火装置11包括温度感应触发器15、灭火剂容器13和灭火剂14，灭火剂14设置在
灭火剂容器13内，温度感应触发器15用于触发灭火剂容器13。灭火剂14释放孔有若干个且均为沉孔，灭火剂14释放孔阵列分布在灭火剂容器13下端。灭火剂14中包含液态的发烟剂和液态的冷却剂，发烟剂遇热会产生大量烟雾触发室内的烟雾报警机，使室内的自动消防系统快速响应并喷洒水雾，对燃烧的锂电池进行降温。冷却剂直接作用于锂电池电芯，对其进行降温。
[0026]
上述热电半导体8优选为帕尔贴热电半导体，控制装置7优选为stm32f429控制板和电池管理系统bms控制板。帕尔贴热电半导体贴片电源两端与嵌入式stm32f429控制板连接，通过嵌入式控制板i/o口控制帕尔贴热电半导体两端电压和正负极极性来实现制冷或加热功能。服务机器人配置有室外温度传感器12，它与嵌入式stm32f429控制板i/o口连接，通过ic通信传输室外温度数值给机器人嵌入式stm32f429控制板。同时电池组内部的电池管理系统bms控制板通过温度采样线路将收集到的电池包电芯温度通过rs485串口通信发给机器人嵌入式stm32f429控制板。
[0027]
基于上述方案，本实用新型还提供了一种机器人底盘锂电池主动冷热管理方法，包括以下步骤：
[0028]
s10：电芯温度采样器6收集电芯组5内的实时温度并发送给控制装置7，温度传感器12收集服务机器人底盘附近的大气温度并发送给控制装置7；
[0029]
s20：控制装置7比对大气温度数值与电芯组5内温度数值；
[0030]
s31：若大气温度数值高于30℃，且电芯组5内温度数值高于大气温度数值时，控制装置7控制帕尔贴热电半导体正向启动，使帕尔贴热电半导体一端制冷，另一端制热，实现针对电芯组5的散热功能；
[0031]
s32：若大气温度数值低于5℃，且电芯组5内温度数值低于大气温度数值时，控制装置7控制帕尔贴热电半导体反向启动，使帕尔贴热电半导体一端制热，另一端制冷，实现制热功能；
[0032]
s33：若大气温度数值低于或等于30℃，且电芯组5内温度数值高于50℃时，控制装置7控制散热风扇10启动进行一般散热。
[0033]
s34：若大气温度数值低于或等于30℃，且电芯组5内温度数值高于75摄氏度时，控制装置7控制帕尔贴热电半导体正向启动，使帕尔贴热电半导体一端制冷，控制装置7控制散热风扇10启动，使散热风扇10配合散热板进行强制对流热交换，降低帕尔贴热电半导体另一端的温度。
[0034]
s40：当s31进行时，控制装置7控制散热风扇10启动，使散热风扇10配合散热板进行强制对流热交换，降低帕尔贴热电半导体另一端的温度。
[0035]
可选的，步骤s40之后还包括：
[0036]
s50：当锂电池电芯产生爆燃导致周边温度急剧升高时，应急灭火装置11被周边的高温触发挥洒出粉末状灭火剂14进行应急灭火。
[0037]
由帕尔贴热电半导体替代一般的空气对流散热，在有散热或者加热需求时，通过控制热电半导体8两端电压和正负极极性来实现制冷或加热功能。
[0038]
当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。