动力电池自动灭火方法及装置、车辆、存储介质与流程

本发明涉及新能源汽车动力电池热管理技术领域，尤其涉及动力电池自动灭火方法及装置、车辆、存储介质。

背景技术：

对于由动力电池直接提供车辆的部分或全部动力的车辆，例如纯电动车辆或一些类型的混合动力车辆，通常需要在车辆内布置大容量的动力电池，以提供足够的瞬时功率和尽可能长的续航里程。

动力电池在工作时会产生热量，温度过高直接会导致起火、爆炸等安全事故隐患。为了确保电池系统的安全性，汽车和电池制造商不遗余力地采用各种措施，如各种防撞结构的设计、阻燃材料的选择、将电池系统布置在相对安全的位置，以及从控制策略上对电池系统的安全性进行保护。但是，一旦电池系统起火，以上的措施基本无效。因此，当电池系统发生危险时，如何确保电池系统及车辆的安全，给乘客足够的逃生时间等就显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供动力电池自动灭火方法及装置、车辆、存储介质，旨在解决如何现有的新能源汽车动力电池一旦发生热失控，极易造成安全事故的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种动力电池自动灭火装置，该动力电池自动灭火装置包括：

若干液冷单元，所述液冷单元包括温感外壳和存储于所述温感外壳内的灭火介质，所述液冷单元用于与动力电池的各电池单体一一对应设置，各所述液冷单元依次连通，所述液冷单元用于在与所述液冷单元对应的电池单体燃烧时，所述温感外壳融化，释放出所述灭火介质；

水箱，用于储存所述灭火介质，所述水箱与各所述液冷单元连通；

循环泵，设于所述水箱与所述液冷单元连通的管路上；

检测单元，所述检测单元包括设于所述动力电池的温度传感器和设于所述循环泵上靠近所述液冷单元一侧的压力传感器；

控制单元，所述控制单元用于根据所述温度传感器检测的电池温度和所述压力传感器检测的压力，控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元。

可选地，所述检测单元还包括用于设于动力电池的烟雾探测器，所述控制单元用于根据所述温度传感器检测的电池温度、所述压力传感器检测的压力、以及所述烟雾探测器检测的烟雾浓度，控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元。

可选地，所述动力电池自动灭火装置还包括密封塞，所述密封塞安装在所述管路与所述动力电池的连通处。

可选地，所述温感外壳的外表面用于与所述电池单体的外表面相匹配，以使所述温感外壳与所述电池单体紧密贴合。

本发明还提供一种动力电池自动灭火方法，所述动力电池自动灭火方法应用于如上所述的动力电池自动灭火装置，所述的动力电池自动灭火方法的步骤包括：

判断动力电池是否满足预警规则；

若动力电池满足预警规则，则获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值；

若液冷单元的当前压力小于预设压力阈值，则控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元进行灭火；

若液冷单元的当前压力大于或等于预设压力阈值，则生成高温预警的第一预警提示。

可选地，所述判断动力电池是否满足预警规则的步骤，包括：

实时检测动力电池的电池温度；

判断所述电池温度是否大于预设温度阈值；

所述若动力电池满足预警规则，则获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值的步骤包括：

若所述电池温度大于预设温度阈值，则获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值。

可选地，所述判断动力电池是否满足预警规则的步骤，包括：

实时获取动力电池的电池温度；

判断所述电池温度是否大于预设温度阈值；

若所述电池温度大于预设温度阈值，则检测动力电池内的烟雾浓度，并判断所述烟雾浓度是否大于预设浓度阈值；

所述若动力电池满足预警规则，则获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值的步骤包括：

若所述烟雾浓度大于预设浓度阈值，则获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值。

可选地，所述若液冷单元的当前压力小于预设压力阈值，则控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元进行灭火的步骤包括：

若液冷单元的当前压力小于预设压力阈值，则判断所述水箱中的灭火介质是否达到预设储量；

若所述水箱中的灭火介质未达到预设储量，则控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元进行灭火，并生成灭火介质储量不足的第二预警提示。

为实现上述目的，本发明还提供一种车辆，包括如上所述的电池组灭火装置、存储器、处理器、以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述动力电池自动灭火方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述动力电池自动灭火方法的步骤。

本发明通过判断动力电池是否满足预警规则的步骤，判断动力电池是否已经起火或是否有起火风险。通过若动力电池满足预警规则，则获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值的步骤，判断液冷单元的温感外壳是否已经融化。通过若液冷单元的当前压力小于预设压力阈值，则控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元的步骤来加大灭火介质的供应进行灭火，使灭火充分。通过若液冷单元的当前压力大于或等于预设压力阈值，则生成高温预警的第一预警提示的步骤以提醒车主第一时间远离车辆，以避免车辆起火甚至爆炸威胁人身安全，或提醒车主第一时间采取措施进行灭火。本实施例能有效防止动力电池着火或爆炸，当因异常原因造成动力电池着火燃烧时，冷却介质能释放到动力电池所在的空间进行灭火，给乘员预留了更多逃生时间，提高了车辆的安全性。

附图说明

图1是是本发明实施例车辆的模块结构示意图；

图2为本发明实施例车辆的动力电池自动灭火装置的模块结构示意图；

图3为本发明实施例动力电池自动灭火装置与动力电池中电池单体的连接结构示意图；

图4为本发明实施例动力电池自动灭火装置与动力电池的部分连接结构示意图；

图5为本发明动力电池自动灭火方法第一实施例的流程示意图；

图6为本发明动力电池自动灭火方法第二实施例中步骤s100的细化流程示意图；

图7为本发明动力电池自动灭火方法第三实施例中步骤s100的细化流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1，图1为本发明各个实施例中所提供的车辆的模块结构示意图。所述车辆包括通信模块01、存储器02及处理器03等部件。本领域技术人员可以理解，图1中所示出的车辆还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中，所述处理器03分别与所述存储器02和所述通信模块01连接，所述存储器02上存储有计算机程序，所述计算机程序同时被处理器03执行。

通信模块01，可通过网络与外部设备连接。通信模块01可以接收外部设备发出的数据，还可发送数据、指令及信息至所述外部设备，所述外部设备可以是车载终端、数据管理终端、手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑等电子设备。

存储器02，可用于存储软件程序以及各种数据。存储器02可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(基于父进程创建所述指令对应的目标子进程、第一监控子进程和共享文件)等；存储数据区可存储被控车辆的运行情况和行驶环境以及信号机的相位变化所创建的数据或信息等。此外，存储器02可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器03，是车辆的控制中心，利用各种接口和线路连接整个车辆的各个部分，通过运行或执行存储在存储器02内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器02内的数据，执行车辆的各种功能和处理数据，从而对被控车辆进行整体监控与速度引导。处理器03可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器03可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器03中。尽管图1未示出，但上述车辆还可以包括电路控制模块，电路控制模块用于与市电连接，实现电源控制，保证其他部件的正常工作。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的车辆模块结构并不构成对车辆的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还提出一种动力电池自动灭火装置。

本实施例中，如图2至图4所示，动力电池自动灭火装置100包括液冷单元110、水箱120、循环泵130、检测单元140、以及控制单元150。所述液冷单元110包括温感外壳和存储于所述温感外壳内的灭火介质，所述液冷单元110用于与动力电池10的各电池单体11一一对应设置，各所述液冷单元110依次连通，所述液冷单元110用于在与所述液冷单元110对应的电池单体11燃烧时，所述温感外壳融化，释放出所述灭火介质；水箱120，用于储存所述灭火介质，所述水箱120与各所述液冷单元110连通；循环泵130，设于所述水箱120与所述液冷单元110连通的管路上；检测单元140，所述检测单元140包括设于所述动力电池10的温度传感器142和设于所述循环泵130上靠近所述液冷单元110一侧的压力传感器141；控制单元150，所述控制单元150用于根据所述温度传感器142检测的电池温度和所述压力传感器141检测的压力，控制所述循环泵130泵送所述水箱120中的灭火介质至所述液冷单元110。

进一步地，所述温度传感器142为多个温度传感器142，用于与动力电池10的各电池单体11一一对应设置，从而使得对各电池单体11的温度感应更敏感，提高了判定动力电池10是否起火或是否有起火风险的敏感性和准确性。其中，公知的是，动力电池10由多个电池单体11串并联而成。

所述灭火介质由阻燃材料成分组成，在一实施例中，所述灭火介质为二氧化碳、氮气、氩气，或者它们按比例组合的混合物等。在另一实施例中，所述灭火介质为水。为了方便描述，以下以灭火介质为水进行描述。

水箱120可以是车辆的雨刮水箱，也可以是车辆的冷却水箱。当水箱120是车辆的冷却水箱时，即动力电池自动灭火装置100是集成于对动力电池10进行冷却的冷却系统中的，那么该装置既具备对电池单体11进行冷却的冷却功能，又具备对电池单体11灭火的灭火功能。在正常使用时，液冷单元110用于给电池单体11降温；当电路短路等异常情况导致电池单体11燃烧时，温感外壳熔化，使液冷单元110内的水释放出来，对电池单体11进行灭火。其中，当火势太大，水箱120中贮存的水不够用，可以通过外置接口持续往水箱120中加水进行长时间通水灭火，从而省去开启车厢盖等操作。

所述温感外壳采用高温可熔化材料的熔点为110℃至130℃，例如铋基合金、锌基合金、铅锡锑铜四元合金等。一种优选的实施例中，温感外壳采用高温可熔化材料的熔点为120℃，这样，当电池单体11在温度大于120℃时，与电池单体11表面贴敷的液冷单元110的温感外壳熔化，从而释放出水对电池单体11灭火。

在本实例中，电池单体11的温度和温感外壳的水压等信号通过检测单元140传递给控制单元150，温感外壳的水压通过循环泵130上靠近液冷单元110一侧的压力传感器141监测；各电池单体11的温度通过与各电池单体11一一对应的多个温度传感器142监测。控制单元150根据电池单体11的温度判断动力电池10是否已经起火或是否存在起火的高风险，当确定动力电池10已经起火或已存在起火的高风险时，根据温感外壳的水压判断温感外壳是否融化，若温感外壳已融化，则水压相应降低，控制单元150发送命令给循环泵130，控制循环泵130运转，抽取水箱120中的水进行灭火。

进一步地，所述检测单元140还包括用于设于动力电池10的烟雾探测器，所述控制单元150用于根据所述温度传感器142检测的电池温度、所述压力传感器141检测的压力、以及所述烟雾探测器检测的烟雾浓度，控制所述循环泵130泵送所述水箱120中的灭火介质至所述液冷单元110。该动力电池自动灭火装置100通过在监测电池单体11的电池温度的基础上，增加判断动力电池10内的烟雾浓度是否大于预设浓度阈值的条件，进一步提升了判定动力电池10是否起火或是否有起火风险的准确性。

进一步地，所述烟雾探测器为多个烟雾探测器，用于与动力电池10的各电池单体11一一对应设置，从而使得对各电池单体11的烟雾浓度的感应更敏感，提高了判定动力电池10是否起火或是否有起火风险的敏感性和准确性。其中，公知的是，动力电池10由多个电池单体11串并联而成。

进一步地，所述温感外壳的外表面用于与所述电池单体11的外表面相匹配，以使所述温感外壳与所述电池单体11紧密贴合，从而提升温感外壳与电池单体11之间进行温度传递的敏感性。

进一步地，所述动力电池自动灭火装置100还包括密封塞160，所述密封塞160安装在所述管路与所述动力电池10的连通处，从而加强了动力电池10的密封性，保证了动力电池10具有ip6、ip7等级的防水性能。

进一步地，所述动力电池自动灭火装置100还包括单向排液阀，所述单向排液阀安装于所述动力电池10上，从而实现流入动力电池10的冷却水通过单向排水阀流出，形成循环水路，持续灭火。同时由于单向排液阀使液体不能从动力电池10外往动力电池10内部倒流，从而进一步增强了动力电池10的密封性，保证了动力电池10具有ip6、ip7等级的防水性能。

本领域技术人员可以理解，图2至图4中示出的装置并不构成对动力电池自动灭火装置100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

本发明还公开了一种动力电池自动灭火方法，所述动力电池自动灭火方法应用于如上所述的动力电池自动灭火装置。参照图5，图5为本发明第一实施例的流程示意图。，所述动力电池自动灭火方法包括：

步骤s100，判断动力电池是否满足预警规则；

可以理解的是，所述预警规则，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，以更好的检测所述动力电池是否起火或是否有起火风险为准。在一实施例中，预警规则可以设置为判断动力电池的当前温度是否大于第一预设温度；若动力电池的当前温度大于第一预设温度，则判定动力电池满足预警规则。在另一实施例中，预警规则可以设置为判断动力电池内光的强度是否大于预设强度、且光的频率是否大于预设频率；若动力电池内光的强度大于预设强度、且光的频率大于预设频率，则判定动力电池满足预警规则。其中，可通过设于动力电池内的温度传感器检测动力电池的当前温度，可通过设于动力电池内的感光式火焰探测器检测动力电池内光的强度。

步骤s200，若动力电池满足预警规则，则获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值；

为了方便描述，以下以灭火介质为水进行描述。

其中，若动力电池满足预警规则，则说明所述动力电池已经起火或已存在起火的高风险。本领域技术人员可知的是，如果液冷单元的温感外壳已经融化，则会释放出水，那么温感外壳内的水压就会减小。通过若动力电池满足预警规则，获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值的步骤，来判定已经起火或已存在起火的高风险的电池单体11，所对应设置的温感外壳是否已融化。

若液冷单元的当前压力小于预设压力阈值，则执行步骤s300：控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元进行灭火；

可以理解的是，若液冷单元的当前压力小于预设压力阈值，则说明温感外壳已经融化，预存于温感外壳中的一部分水已释放出来临时用于灭火。为了防止所预存的一部分水无法遏制火势的发展或者灭火不够充分，通过控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元的步骤提高灭火能力，加大灭火攻势，使灭火充分。

进一步的，在一实施例中，判断所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元的工作时间是否达到第一预设时间；若所述工作时间达到第一预设时间，则控制循环泵停止工作(控制循环泵停止泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元)。在另一实施例中，判断所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元的工作时间是否达到第二预设时间、且动力电池的当前温度是否低于第二预设温度；若所述工作时间达到第二预设时间、且动力电池的当前温度低于第二预设温度，则控制循环泵停止工作。其中，所述第一预设时间大于所述第二预设时间，所述第一预设温度大于所述第二预设温度，该步骤可以避免在动力电池的火势已经控制，并完全熄灭的情况下，循环泵仍然在进行长时间的运转，从而浪费电力资源和水资源的情况，通过该方法可以在保证动力电池的火势已经完全熄灭的情况下，尽量节省车辆的能源。

进一步的，所述步骤s300之前还包括:

若液冷单元的当前压力小于预设压力阈值，则判断所述水箱中的灭火介质是否达到预设储量；

其中，可通过水位传感器判断所述水箱中的灭火介质是否达到预设储量。

若所述水箱中的灭火介质达到预设储量，则控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元进行灭火；若所述水箱中的灭火介质未达到预设储量，则控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元进行灭火，并同时生成灭火介质储量不足的第二预警提示；

其中，可以通过控制车辆的发声装置和/或发光装置发出预设声音和/或预设光源，或者通过发送灭火介质储量不足的提示信息至车主的移动终端，以提醒车主水箱中的水的储量不足，需往水箱中加水进行灭火，防止水储量不够导致的灭火不充分留下安全隐患的情况发生。

需要说明的是，在灭火过程中，是实时检测水箱中水的储量的，在循环泵运转过程中，水箱中的水将逐渐减少，而一旦检测到水箱中的水未达到预设储量，则立即生成水储量不足的第二预警提示，从而防止加水不及时使火势蔓延，错过灭火的最佳时机，。

所述步骤s300完成后，执行步骤s400：若液冷单元的当前压力大于或等于预设压力阈值，则生成高温预警的第一预警提示。

可以理解的是，若液冷单元的当前压力大于或等于预设压力阈值，则说明在动力电池已经起火或有起火风险的情况下，液冷单元的温感外壳未融化，此时，生成高温预警的第一预警提示，以第一时间提醒车主或用户远离车辆，以避免车辆起火甚至爆炸威胁人身安全，或提醒车主或用户第一时间采取措施灭火进行挽救。通过若液冷单元的当前压力大于或等于预设压力阈值，则生成高温预警的第一预警提示的步骤，避免多种意外因素(例如温感外壳的厚度设计太厚、液冷单元设置在动力电池内的数量太少或空间布置不合理等)导致在动力电池已经起火或有起火风险的情况下，液冷单元的温感外壳并未融化使设置的灭火机制不能发挥作用，而乘员又不能及时得知的情况发生，从而进一步保证了乘员的安全，提高了本实施例动力电池自动灭火方法的适应性和鲁棒性。

本实施例通过判断动力电池是否满足预警规则的步骤，判断动力电池是否已经起火或是否有起火风险。通过若动力电池满足预警规则，则获取液冷单元的当前压力，并判断液冷单元的当前压力是否小于预设压力阈值的步骤，判断液冷单元的温感外壳是否已经融化。通过若液冷单元的当前压力小于预设压力阈值，则控制所述循环泵泵送所述水箱中的灭火介质至所述液冷单元的步骤来加大灭火介质的供应进行灭火，使灭火充分。通过若液冷单元的当前压力大于或等于预设压力阈值，则生成高温预警的第一预警提示的步骤以提醒车主第一时间远离车辆，以避免车辆起火甚至爆炸威胁人身安全，或提醒车主第一时间采取措施进行灭火。本实施例能有效防止动力电池着火或爆炸，当因异常原因造成动力电池着火燃烧时，冷却介质能释放到动力电池所在的空间进行灭火，给乘员预留了更多逃生时间，提高了车辆的安全性。

参照图6，图6为本发明第二实施例的流程示意图，基于第一实施例，所述步骤s100包括：

步骤s110，实时检测动力电池的电池温度；

步骤s120，判断所述电池温度是否大于预设温度阈值；

其中，若所述电池温度大于预设温度阈值，则确定动力电池满足预警规则。

本实例通过实时检测动力电池的电池温度，判断所述电池温度是否大于预设温度阈值的步骤，实时检测动力电池是否已经起火或是否有起火风险，从而提升了判定动力电池是否起火或是否有起火风险的敏感性和准确性。

参照图7，图7为本发明第三实施例的流程示意图，基于第一实施例，所述步骤s100包括：

步骤s110，实时获取动力电池的电池温度；

步骤s120，判断所述电池温度是否大于预设温度阈值；

若所述电池温度大于预设温度阈值，则执行步骤s130：检测动力电池内的烟雾浓度，并判断所述烟雾浓度是否大于预设浓度阈值；

其中，若所述烟雾浓度大于预设浓度阈值，则确定动力电池满足预警规则。

本实施例通过在监测动力电池的电池温度的基础上，增加判断动力电池内的烟雾浓度是否大于预设浓度阈值的条件，进一步提升了判定动力电池是否起火或是否有起火风险的准确性。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述动力电池自动灭火方法的步骤。。

本发明存储介质的具体实施例与上述动力电池自动灭火方法各实施例基本相同，在此不作赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台车辆执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。