一种灭火装置及燃料电池系统的制作方法

本发明涉及新能源汽车，具体涉及一种灭火装置及燃料电池系统。

背景技术：

1、随着新能源的快速发展，目前新能源汽车包含混动车(传动车+动力电池)和纯电动汽车，两种均存在大容量动力电池布置情况，动力电池正极原料均为三元镍钴锰氧化物和磷酸锂铁材料，新能源汽车在使用过程中，发生意外或者静止条件下由于内部短路导致电池系统起火爆炸，起火迅速灭火难度大，车辆很容易烧毁，产生较大的经济损失。

2、目前的动力电池系统基本上都是密闭系统，从外界注入灭火介质比较困难；各主机厂、动力电池系统公司的动力电池系统都设计了泄压阀；其目的是，当电池系统发生短路时，动力电芯温度升高，电芯内部电解液汽化以及燃烧反应生成大量的气体烟雾使得电池包内部的压力增大。通过电池包的泄压阀可以排放电池包内的气体，减小内部压力，降低发生爆炸的风险，但是这种方法无法实现对已燃烧的电芯进行灭火。现实情况中，电池系统发生热失控后，没有有效的办法实现快速灭火，大部分情况是喷水降温压制火势，直到电池内部可燃物燃烧殆尽。如果在起火燃烧时，能够向车辆内部特别是起火部位注入灭火剂，即可实现快速灭火，减少财产损失，减少对社会的不利影响。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种灭火装置应用于动力电池系统，不仅能够对起火的电池电芯进行灭火及降温，还可以延缓热失控，延长乘客逃离车辆的时间，提高车辆的安全性。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种灭火装置，用于对燃料电池进行灭火，该种灭火装置包括：电池箱体、消防口、消防管路、灭火剂和防爆阀，所述消防口设置在电池箱体外部与消防管路连接，所述消防管路分为外部消防管路和内部消防管路，所述防爆阀设置在电池箱体的表面，所述灭火剂通过消防口注入消防管路进入电池箱体内部。

4、进一步的，所述消防口包括消防接口和第一单向阀，所述消防接口设置为标准直径的消防接口；消防接口直径过大，不利于密封，直径过小，不利于快速注入灭火剂；所述消防口设置为密封装置，且密封装置在应急状态下易于打开，便于注入灭火剂。

5、进一步的，所述外部消防管路和内部消防管路的连接处设置有第二单向阀，所述第二单向阀设置在电池箱体的表面即消防管路和电池箱体的连接处。

6、进一步的，所述第一单向阀和第二单向阀的结构、性能和功能一致，均包括弹簧、阀体、阀芯和弹簧固定柱，所述阀芯和弹簧设置可压缩状态状态，所述弹簧固定柱设置为十字状，所述弹簧与弹簧固定柱之间形成阀腔，所述弹簧固定柱与消防管路之间形成空腔；如此设置，单向阀具有单向开启的作用，当外界注入灭火剂后，阀芯和弹簧被压缩，形成通路。

7、优选的，所述防爆阀的起爆压力p1设置为p1≤0.2mpa，当电池系统发生短路或者热失控时，电池系统内部产生大量烟雾，防爆阀随机起爆；

8、优选的，所述第一单向阀和第二单向阀的开启压力p2不宜设置过低不利于密闭，也不要设置过高不利于开启，设置为0.2mpa≤p2≤1.0mpa；

9、优选的，所述防爆阀设置在电池箱体表面的最高处，与消防管路配合上下形成回路，注入灭火剂后，随着注入量的增加，电池系统内部产生的气体通过防爆阀被灭火剂赶出，使得灭火剂迅速充满电池箱体内部；

10、优选的，所述防爆阀和第二单向阀设置在电池箱体同侧，所述内部消防管路深入电池箱体内部，靠近电池箱体另一侧的内壁；或者所述防爆阀和第二箱体分别设置在电池箱体的对侧，所述内部消防管路的长度设置为电池箱体长度的如此设置，有利于灭火剂在电池内部的扩散。

11、在本技术方案中，灭火剂需要选用具有良好绝缘性的材料，且具有较高的比热容便于物理降温，灭火剂注入电池内部后受热易汽化，且对环境影响小甚至无影响，对人体无毒害。

12、本发明还提供另一种技术方案：

13、一种燃料电池系统，包括上述技术方案所述的灭火装置，该种燃料电池系统还包括温度监测器，用于监测电池电芯的温度，

14、进一步的，该燃料电池系统还设置有报警器，所述温度监测器监控到电池电芯温度过高时，所述报警器发出警报，进行提醒。

15、本发明至少具有以下有益效果：

16、1、本发明提供的一种灭火装置，设置在电池箱体中，设置消防管路和单向阀，利用单向阀的单向开启作用，通过注入灭火剂，使得灭火剂直接充满电池系统内部，对电池系统起到有效地快速地灭火降温的作用；

17、2、本发明提供的一种灭火装置，通过设置防爆阀于最高处，与内部消防管路的出口形成上下回路，有助于灭火剂迅速充满电池系统内部，实现灭火的目的；3、本发明提供的一种灭火装置，将消防管路设置在箱体内部，且管路结构简单，无需增加电池的体积；

18、4、本发明提供的一种燃料电池系统，通过设置的温度监测器和报警器，当监测到电池电芯温度过高时，进行报警提醒。

技术特征：

1.一种灭火装置，用于对燃料电池进行灭火，其特征在于，包括：电池箱体、消防口、消防管路、灭火剂和防爆阀，所述消防口设置在电池箱体外部与消防管路连接，所述消防管路分为外部消防管路和内部消防管路，所述防爆阀设置在电池箱体的表面，所述灭火剂通过消防口注入消防管路进入电池箱体内部。

2.根据权利要求1所述的一种灭火装置，其特征在于，所述消防口包括消防接口和第一单向阀，所述消防接口设置为标准直径的消防接口，所述消防口设置为密封装置，当注入灭火剂时开启消防口。

3.根据权利要求2所述的一种灭火装置，其特征在于，所述外部消防管路和内部消防管路的连接处设置有第二单向阀，所述第二单向阀设置在电池箱体的表面。

4.根据权利要求3所述的一种灭火装置，其特征在于，所述第一单向阀和第二单向阀包括阀体、阀芯、弹簧和弹簧固定柱，所述阀芯和弹簧设置为可压缩状态，所述弹簧固定柱设置为十字状，所述弹簧与弹簧固定柱之间形成阀腔，所述弹簧固定柱与消防管路之间形成空腔。

5.根据权利要求3所述的一种灭火装置，其特征在于，所述防爆阀的起爆压力p1设置为p1≤0.2mpa，所述第一单向阀和第二单向阀的开启压力p2设置为0.2mpa≤p2≤1.0mpa。

6.根据权利要求4所述的一种灭火装置，其特征在于，所述防爆阀设置在电池箱体表面的最高处。

7.根据权利要求6所述的一种灭火装置，其特征在于，所述防爆阀和第二单向阀设置在电池箱体同侧，所述内部消防管路深入电池箱体内部，靠近电池箱体另一侧的内壁。

8.根据权利要求6所述的一种灭火装置，其特征在于，所述防爆阀和第二箱体分别设置在电池箱体的对侧，所述内部消防管路的长度设置为电池箱体长度的

9.一种燃料电池系统，包括权利要求1-8任意一项所述的灭火装置，其特征在于，该种燃料电池系统还包括温度监测器，用于监测电池电芯的温度。

10.根据权利要求9所述的燃料电池系统，其特征在于，所述燃料电池系统还设置有报警器，所述温度监测器监控到电池电芯温度过高时，所述报警器发出警报。

技术总结
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种灭火装置及燃料电池系统，该种灭火装置包括电池箱体、消防口、消防管路、灭火剂和防爆阀，所述消防口设置在电池箱体外部与消防管路连接，包括消防接口和第一单向阀，所述消防管路分为外部消防管路和内部消防管路，所述防爆阀设置在电池箱体的表面的最高处与内部消防管路形成回路，所述灭火剂通过消防口的第一单向阀注入消防管路进入并充满电池箱体内部，当电池箱体内部着火或者热扩散时，能够起到迅速有效地灭火的作用；该种灭火装置管路简单，不会增加燃料电池箱体的体积，该种灭火装置可装在新能源电动车上，能够有效地解决电动车着火的问题，避免财产损失。

技术研发人员：刘国刚,宗磊,黄昊鹏,朱峰,邹广才,原诚寅
受保护的技术使用者：北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13