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智能热触发灭火装置、方法、电池包、储能系统及车辆与流程

2022-02-20 19:39:45 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及灭火技术领域,特别是涉及一种智能热触发灭火装置、方法、电池包、储能系统及车辆。


背景技术:

2.随着市场对电动车辆的需求量逐渐增大,电动车辆逐渐成为取代原有燃油车辆的主要交通工具之一。在此背景下,新能源电动车所用的锂离子电池的能量密度不断提高,电池包的体积和容量不断扩大。在提升续航里程的同时,也使得锂离子电池的热失控风险和危害程度越来越大。目前锂离子电池热失控风险已被广泛认为是限制新能源车辆发展的关键问题之一,如何确保锂离子电池系统在外部作用或者内部触发进而发生热失控的情况下,依然能够保证电池包外部、车辆和人员的安全已迫在眉睫。
3.然而,以传统的动力锂电池为例,锂电池包的体积和容量越大,锂电池包内部的电池模组也越多,且电池模组的内部一般设置有多个电池单体,传统的灭火装置不能对电池包内部的不同部位进行定点灭火,更谈不上能够对电池包内部的电池单体进行定点灭火。并且,若借助于传感器检测装置来配合灭火装置实现智能灭火,无疑会降低系统的可靠性,并且传感器的设置不仅会增加锂电池占用的空间体积,还会增加灭火成本。


技术实现要素:

4.基于此,有必要针对上述背景技术中的问题,提供一种智能热触发灭火装置、方法、电池包、储能系统及车辆,能够在没有增设传感器的情况下,对产生热失控的部位进行针对性智能灭火,在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量,在降低人工成本的同时提高了灭火的智能性、高效性与安全性。
5.为实现上述目的或其他目的,本技术提供一种智能热触发灭火装置,包括:
6.灭火剂存储单元,用于储存并供给灭火剂;
7.灭火剂流动管路,所述灭火剂流动管路的进液口与所述灭火剂存储单元的内部连通,所述灭火剂流动管路的出液口用于延伸至预设位置,所述灭火剂流动管路内设置有预设初始压力值的流体;
8.压力平衡阀,串联于所述灭火剂存储单元的出液口与所述灭火剂流动管路的进液口之间,用于检测所述灭火剂流动管路的进液口处的实时流体压力值;
9.温度感应喷头,设置于所述灭火剂流动管路的出液口,所述温度感应喷头的内部设置有温度感应元件,所述温度感应元件在预设正常工作温度范围内堵塞所述灭火剂流动管路的出液口,所述温度感应元件在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形,使得所述流体经由所述温度感应喷头喷出并减小所述实时流体压力值,所述变形包括熔化、软化或脆化中的至少一种;
10.其中,所述压力平衡阀被配置为:
11.当所述实时流体压力值小于或等于预设供液压力阈值时,导通所述灭火剂存储单
元向所述灭火剂流动管路的供液通路,使得所述灭火剂存储单元内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向灭火。
12.于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,能够将灭火剂流动管路出液口处的温度感应喷头延伸至预设位置,当预设位置处的温度感应喷头内的温度感应元件在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形,使得灭火剂流动管路内的流体经由所述温度感应喷头喷出,并减小灭火剂流动管路内的实时流体压力值,从而使得灭火剂存储单元内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向灭火。本技术在没有增设传感器的情况下,对产生热失控的部位进行针对性智能灭火,从而在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量。由于本技术基于温度感应触发智能灭火功能,实现定点、定向灭火,在降低人工成本的同时提高了灭火的智能性、高效性与安全性。
13.在其中一个实施例中,所述压力平衡阀还被配置为:
14.当所述实时流体压力值大于预设供液压力阈值时,所述压力平衡阀闭塞所述灭火剂存储单元向所述灭火剂流动管路的供液通路。
15.在其中一个实施例中,所述压力平衡阀包括:
16.阀本体,所述阀本体具有中空的气缸;
17.活塞,位于所述气缸的内部,将所述气缸划分为隔离的第一气缸腔与临近所述灭火剂流动管路的第二气缸腔;
18.进液端口,所述第一气缸腔经由所述进液端口与所述灭火剂存储单元的内部连通;
19.出液端口,所述第二气缸腔经由所述出液端口与所述灭火剂流动管路的内部连通,所述出液端口的初始位置为位于所述第二气缸腔的内部;
20.其中,所述活塞被配置为:当所述第二气缸腔内的实时流体压力值小于或等于预设供液压力阈值时,向减小所述第二气缸腔的体积并增大所述第一气缸腔的体积的方向移动,使得所述出液端口位于所述第一气缸腔的内部,并使得所述灭火剂存储单元内的灭火剂依次流经所述第一气缸腔和所述出液端口后流入所述灭火剂流动管路。
21.于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,压力平衡阀内部的活塞能够基于活塞两侧的第一气缸腔内部与第二气缸腔内部的压力差动态移动,当所述第二气缸腔内的实时流体压力值小于或等于预设供液压力阈值时,活塞向减小所述第二气缸腔的体积并增大所述第一气缸腔的体积的方向移动,使得所述出液端口位于所述第一气缸腔的内部,并使得所述灭火剂存储单元内的灭火剂依次流经所述第一气缸腔和所述出液端口后流入所述灭火剂流动管路,使得所述灭火剂存储单元智能地向所述灭火剂流动管路供给灭火剂,实现智能、定点及定向灭火。
22.在其中一个实施例中,所述温度感应元件包括易熔合金、记忆合金、热塑性树脂、热敏密封火药或或热塑性玻璃中的至少一种,以便于根据不同应用场景的不同需求,选择温度感应喷头中的温度感应元件的类型。
23.在其中一个实施例中,所述流体为灭火剂,所述预设初始压力值大于所述预设供液压力阈值,以使得温度感应喷头内的温度感应元件在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围而变形时,在灭火剂流动管路内部的高压流体的挤压下破裂,使得所述灭火剂存储单元内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向灭火。
24.在其中一个实施例中,所述流体包括惰性气体,所述预设初始压力值大于所述预设供液压力阈值。相比于在灭火剂流动管路的内部仅仅设置有预设初始压力值的灭火剂,减轻或避免了因灭火剂长期对灭火剂流动管路及温度感应喷头腐蚀导致管路老化的情况发生,提高了智能热触发灭火装置的使用寿命及工作的稳定性。
25.在其中一个实施例中,所述智能热触发灭火装置还包括:
26.超压泄气阀,设置于所述灭火剂流动管路,用于限制所述灭火剂流动管路的内部的实时气压值;
27.所述超压泄气阀被配置为:
28.当所述实时气压值大于或等于预设的安全压力阈值时,开通所述灭火剂流动管路向所述灭火剂流动管路的外部泄气的通路。
29.于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,超压泄气阀能够限制灭火剂流动管路的内部的实时气压值位于预设的安全压力阈值以下,避免因灭火剂流动管路的内部的实时气压值过高导致温度感应喷头误喷发的情况发生。
30.在其中一个实施例中,所述智能热触发灭火装置还包括压力传感器,所述压力传感器用于检测所述灭火剂存储单元的内部的实时压力值,并用于将所述实时压力值提供给微控制单元及/或车载控制中心,以使得微控制单元及/或车载控制中心能够及时地根据所述实时压力值控制执行预设的动作,进一步提高灭火的智能性。
31.在其中一个实施例中,所述智能热触发灭火装置还包括:
32.微控制单元,与所述压力传感器连接,用于接收所述实时压力值,并根据所述实时压力值生成报警控制信号;
33.报警装置,与所述微控制单元连接,用于接收所述报警控制信号,并根据所述报警控制信号执行预设报警动作,以及时提醒用户采取相应的安全措施,进一步提高灭火的及时性与智能性。
34.在其中一个实施例中,所述微控制单元被配置为当所述灭火剂存储单元内的实时压力值小于或等于预设漏液压力阈值时,生成所述报警控制信号。以及时地提醒用户灭火剂存储单元存在漏液情况,避免因漏液导致不必要的经济损失。
35.在其中一个实施例中,所述预设报警动作包括生成报警声音信息、报警图像信息或报警气味信息中的至少一种,以提高报警的多样性及可视化程度。
36.在其中一个实施例中,所述智能热触发灭火装置还包括:
37.第一充装芯,用于对所述灭火剂存储单元抽真空,并用于向所述灭火剂存储单元充装灭火剂;
38.第一密封阀,用于在完成充装灭火剂动作后,密封所述灭火剂存储单元。
39.在其中一个实施例中,所述智能热触发灭火装置还包括:
40.第二充装芯,用于对所述灭火剂流动管路抽真空,并用于向所述灭火剂流动管路的内部充装流体;
41.第二密封阀,用于在完成充装流体动作后,密封所述灭火剂流动管路。
42.在其中一个实施例中,所述灭火剂流动管路包括:
43.干路通管,所述干路通管的进液口与所述灭火剂存储单元的内部连通;
44.若干支路通管,各所述支路通管的进液口均与所述干路通管的内部连通,各所述
支路通管的出液口用于分别延伸至不同的预设位置;
45.其中,各所述支路通管的出液口均设置有所述温度感应喷头,任一预设位置处的温度感应喷头内的温度感应元件,在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形,使得灭火剂存储单元中的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向喷射灭火剂灭火。
46.于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,通过设置灭火剂流动管路包括干路通管及若干支路通管,便于将各支路通管出液口处的温度感应喷头延伸至不同的预设位置,实现智能定点、定向灭火,拓宽了智能热触发灭火装置的应用领域与应用范围。
47.在其中一个实施例中,至少一所述支路通管包括:
48.一级支路通管;
49.二级支路通管,各所述二级支路通管的进液口均与所述一级支路通管的内部连通,各所述二级支路通管的出液口分别延伸至各预设位置;
50.其中,各所述二级支路通管的出液口均设置有所述温度感应喷头。
51.于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,通过设置支路通管包括一级支路通管及若干二级支路通管,便于将各二级支路通管出液口处的温度感应喷头延伸至不同的预设位置,实现智能定点、定向灭火,拓宽了智能热触发灭火装置的应用领域与应用范围。
52.在其中一个实施例中,所述灭火剂的形态为气态、液态、气液混合态、固液混合态或气固液混合态中的至少一种;所述灭火剂包括六氟丙烷、七氟丙烷、全氟已酮、二氧化碳、氮气、氦气或氩气中的至少一种。可以根据智能热触发灭火装置具体应用场景的不同需求,选择灭火剂的成分,在提高灭火效率的同时,避免喷放的灭火剂对车载元件或周边物品造成不良影响。
53.本技术的第二方面提供一种电池包,包括若干个电池模组;以及如任一本技术实施例中所述的智能热触发灭火装置,所述灭火剂流动管路的出液口处的温度感应喷头延伸至所述电池模组的内部及/或外部的预设位置。
54.本技术的第三方面提供一种储能系统,包括若干个储能模组;以及如任一本技术实施例中所述的智能热触发灭火装置,所述灭火剂流动管路的出液口处的温度感应喷头延伸至所述储能模组的内部及/或外部的预设位置。
55.本技术的第四方面提供一种车辆,包括如任一本技术实施例中所述的智能热触发灭火装置,所述灭火剂流动管路的出液口处的温度感应喷头延伸至所述车辆的内部及/或外部的预设位置。
56.本技术的第五方面提供一种智能热触发灭火方法,包括:
57.基于温度感应喷头检测预设位置处的实时温度值,所述温度感应喷头设置于灭火剂流动管路的出液口,所述温度感应喷头的内部设置有温度感应元件,所述温度感应元件在预设正常工作温度范围内堵塞所述灭火剂流动管路的出液口,所述灭火剂流动管路的进液口与灭火剂存储单元的内部连通,所述灭火剂流动管路的出液口延伸至所述预设位置,所述灭火剂存储单元用于储存并供给灭火剂;
58.基于压力平衡阀检测灭火剂流动管路的进液口处的实时流体压力值,所述压力平衡阀串联于灭火剂存储单元的出液口与所述灭火剂流动管路的进液口之间,所述灭火剂流动管路的内部设置有预设初始压力值的流体;
59.当所述实时温度值属于预设变形温度阈值范围时,基于所述温度感应元件变形,使得所述流体经由所述温度感应喷头喷出并减小所述实时流体压力值,所述变形包括熔化、软化或脆化中的至少一种;
60.当所述实时流体压力值小于或等于预设供液压力阈值时,基于所述压力平衡阀导通所述灭火剂存储单元向所述灭火剂流动管路的供液通路,使得所述灭火剂存储单元内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向灭火。
附图说明
61.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
62.图1为本技术第一实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的结构示意图。
63.图2为本技术第二实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的结构示意图。
64.图3为本技术第三实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的结构示意图。
65.图4为本技术第四实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的结构示意图。
66.图5为本技术第五实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的结构示意图。
67.图6为本技术第六实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的应用场景示意图。
68.图7为本技术第七实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的应用场景示意图。
69.图8为本技术第八实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的应用场景示意图。
70.图9为本技术第九实施例中提供的一种智能热触发灭火装置的应用场景示意图。
71.图10为本技术第十实施例中提供的一种电池包的结构示意图。
72.图11为图10中示意的部件沿a-a的剖面结构示意图。
73.图12为本技术第十一实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中的温度感应喷头的结构示意图。
74.图13为本技术第十二实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中的温度感应喷头的结构示意图。
具体实施方式
75.为了便于理解本技术,下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳的实施例。但是,本技术可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。
76.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
77.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由
……
组成”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形
式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一个。
78.应当理解,尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件,但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件和另一个元件区分开。例如,在不脱离本技术的范围的情况下,第一元件可以被称为第二元件,并且类似地,第二元件可以被称为第一元件。
79.在本技术中,术语“若干个”表示一个或多个。
80.在本技术中,除非另有明确的规定和限定,术语“连通”、“相连”、“连接”等术语应做广义理解,例如,可以是直接连通,也可以通过中间媒介间接连通,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
81.请参考图1,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,包括灭火剂存储单元10、压力平衡阀20、灭火剂流动管路30及温度感应喷头40。灭火剂存储单元10用于储存并供给灭火剂;灭火剂流动管路30的进液口与灭火剂存储单元10的内部连通,灭火剂流动管路30的出液口用于延伸至预设位置,灭火剂流动管路30内设置有预设初始压力值的流体;压力平衡阀20串联于灭火剂存储单元10的出液口与灭火剂流动管路30的进液口之间,用于检测灭火剂流动管路30的进液口处的实时流体压力值;温度感应喷头40设置于灭火剂流动管路30的出液口,温度感应喷头40的内部设置有温度感应元件,所述温度感应元件在预设正常工作温度范围内堵塞所述灭火剂流动管路的出液口,所述温度感应元件在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形,使得所述流体经由所述温度感应喷头喷出并减小所述实时流体压力值,所述变形包括熔化、软化或脆化中的至少一种;其中,压力平衡阀20被配置为:当所述实时流体压力值小于或等于预设供液压力阈值时,开通灭火剂存储单元10向灭火剂流动管路30的供液通路,使得灭火剂存储单元10内的灭火剂经由温度感应喷头40喷出,以定点并定向灭火。
82.优选地,在本技术的一个实施例中,所述压力平衡阀还被配置为:当所述实时流体压力值大于预设供液压力阈值时,所述压力平衡阀闭塞所述灭火剂存储单元向所述灭火剂流动管路的供液通路,以使得所述压力平衡阀可以根据检测地所述灭火剂流动管路的进液口处的实时流体压力值,动态地开通或闭塞所述灭火剂存储单元向所述灭火剂流动管路的供液通路。
83.具体地,于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,可以将灭火剂流动管路出液口处的温度感应喷头延伸至预设位置,当预设位置处的温度感应喷头内的温度感应元件在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形,使得灭火剂流动管路内的流体经由所述温度感应喷头喷出,并减小灭火剂流动管路内的实时流体压力值,从而使得灭火剂存储单元内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向灭火。本技术在没有增设传感器的情况下,对产生热失控的部位进行针对性智能灭火,从而在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量。由于本技术基于温度感应触发智能灭火功能,实现定点、定向灭火,在降低人工成本的同时提高了灭火的智能性、高效性与安全性。
84.进一步地,在本技术的一个实施例中,请继续参考图1,压力平衡阀20包括阀本体、活塞21、第一气缸腔22、第二气缸腔23、进液端口24及出液端口25。所述阀本体具有中空的气缸;活塞21位于所述气缸的内部,将所述气缸划分为隔离的第一气缸腔22与临近所述灭
火剂流动管路的第二气缸腔23;第一气缸腔22经由进液端口24与灭火剂存储单元10的内部连通;第二气缸腔23经由出液端口25与灭火剂流动管路30的内部连通,出液端口25的初始位置为位于第二气缸腔23的内部;其中,活塞21被配置为:当第二气缸腔23内的实时流体压力值小于或等于预设供液压力阈值时,向减小第二气缸腔23的体积并增大第一气缸腔22的体积的方向移动,使得出液端口25位于第一气缸腔22的内部,并使得灭火剂存储单元10的内部的灭火剂依次流经第一气缸腔22和出液端口25后流入灭火剂流动管路30。
85.具体地,于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,压力平衡阀20内部的活塞21能够基于活塞21两侧的第一气缸腔22内部与第二气缸腔23内部的压力差动态移动,当第二气缸腔23内的实时流体压力值小于或等于预设供液压力阈值时,活塞21向减小第二气缸腔23的体积并增大第一气缸腔22的体积的方向移动,使得出液端口25位于第一气缸腔22的内部,并使得所述灭火剂存储单元内的灭火剂依次流经所述第一气缸腔和所述出液端口后流入所述灭火剂流动管路,使得所述灭火剂存储单元智能地向所述灭火剂流动管路供给灭火剂,实现智能、定点及定向灭火。
86.优选地,在本技术的一个实施例中,请继续参考图1,温度感应喷头40内的温度感应元件包括易熔合金、记忆合金、热塑性树脂、热敏密封火药或或热塑性玻璃中的至少一种,以便于根据不同应用场景的不同需求,选择温度感应喷头中的温度感应元件的类型。
87.优选地,在本技术的一个实施例中,请继续参考图1,灭火剂流动管路30的内部设置有预设初始压力值的灭火剂(图1中未示出),所述灭火剂可以为气体灭火剂、液体灭火剂或气液混合态的灭火剂,所述预设初始压力值大于所述预设供液压力阈值,以使得温度感应喷头内的温度感应元件在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围而变形时,在灭火剂流动管路内部的高压流体的挤压下破裂,使得所述灭火剂存储单元内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向灭火。
88.在其中一个实施例中,所述流体包括惰性气体,例如可以设置所述流体包括氮气、氩气或氦气等中的一种或多种;也可以设置所述流体包括惰性气体及灭火剂的混合物。所述预设初始压力值大于所述预设供液压力阈值。相比于在灭火剂流动管路的内部仅仅设置有预设初始压力值的灭火剂,避免或减轻了因灭火剂长期对灭火剂流动管路及温度感应喷头腐蚀导致管路老化的情况发生,提高了智能热触发灭火装置的使用寿命及工作的稳定性。
89.进一步地,请参考图2,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,还包括超压泄气阀50,超压泄气阀50设置于灭火剂流动管路30,例如,可以将超压泄气阀50设置于灭火剂流动管路30的外表面,用于限制所述灭火剂流动管路的内部的实时气压值;所述超压泄气阀被配置为:当所述实时气压值大于或等于预设的安全压力阈值时,开通灭火剂流动管路30向灭火剂流动管路30的外部泄气的通路。
90.于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,请继续参考图2,超压泄气阀50能够限制灭火剂流动管路30的内部的实时气压值位于预设的安全压力阈值以下,避免因灭火剂流动管路30的内部的实时气压值过高导致温度感应喷头误喷发的情况发生。
91.进一步地,请参考图3,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,还包括压力传感器11,压力传感器11用于检测灭火剂存储单元10的内部的实时压力值,并用于将所述实时压力值提供给微控制单元及/或车载控制中心,以使得微控制单元及/或
车载控制中心能够及时地根据所述实时压力值控制执行预设的动作,进一步提高灭火的智能性。
92.进一步地,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,所述智能热触发灭火装置还包括微控制单元(未图示)及报警装置(未图示),所述微控制单元与所述压力传感器连接,用于接收所述实时压力值,并根据所述实时压力值生成报警控制信号;所述报警装置与所述微控制单元连接,用于接收所述报警控制信号,并根据所述报警控制信号执行预设报警动作,以及时提醒用户采取相应的安全措施,进一步提高灭火的及时性与智能性。
93.优选地,在本技术的一个实施例中,所述微控制单元被配置为当所述灭火剂存储单元内的实时压力值小于或等于预设漏液压力阈值时,生成所述报警控制信号。以及时地提醒用户灭火剂存储单元存在漏液情况,避免因漏液导致不必要的经济损失。
94.优选地,在本技术的一个实施例中,所述预设报警动作包括生成报警声音信息、报警图像信息或报警气味信息中的至少一种,以提高报警的多样性及可视化程度。
95.进一步地,请参考图4,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,还包括第一充装芯12及第一密封阀13。第一充装芯12用于对灭火剂存储单元10抽真空,并用于向灭火剂存储单元10充装灭火剂;第一密封阀13用于在完成充装灭火剂动作后,密封灭火剂存储单元10。
96.进一步地,请继续参考图4,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,还包括第二充装芯31及第二密封阀32。第二充装芯31用于对灭火剂流动管路30抽真空,并用于向灭火剂流动管路30的内部充装流体;第二密封阀32用于在完成充装流体动作后,密封灭火剂流动管路30。
97.进一步地,请继续参考图4,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,还包括第一气密接头26、安装软管27及第二气密接头33。第一气密接头26连接压力平衡阀20的出液端口25与安装软管27的一端,以确保连接管路的气密性;第二气密接头33连接安装软管27的另一端与灭火剂流动管路30的进液口,实现安装软管27与灭火剂流动管路30的密封连接。
98.进一步地,请参考图5,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,所述灭火剂流动管路包括干路通管34及若干支路通管35。干路通管34的进液口与灭火剂存储单元10的内部连通;各所述支路通管35的进液口均与干路通管34的内部连通,各支路通管35的出液口用于分别延伸至不同的预设位置;其中,各支路通管35的出液口均设置有温度感应喷头40,任一预设位置处的温度感应喷头40内的温度感应元件在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形,使得灭火剂存储单元10中的灭火剂经由温度感应喷头40喷出,以定点并定向喷射灭火剂灭火。
99.于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,通过设置灭火剂流动管路包括干路通管及若干支路通管,便于将各支路通管出液口处的温度感应喷头延伸至不同的预设位置,实现智能定点、定向灭火,拓宽了智能热触发灭火装置的应用领域与应用范围。
100.优选地,在本技术的一个实施例中,至少一所述支路通管包括一级支路通管(未图示)及二级支路通管(未图示)。各所述二级支路通管的进液口均与所述一级支路通管的内部连通,各所述二级支路通管的出液口分别延伸至各预设位置;其中,各所述二级支路通管
的出液口均设置有所述温度感应喷头。
101.于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,通过设置支路通管包括一级支路通管及若干二级支路通管,便于将各二级支路通管出液口处的温度感应喷头延伸至不同的预设位置,实现智能定点、定向灭火,拓宽了智能热触发灭火装置的应用领域与应用范围。
102.进一步地,请继续参考图6,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,可以将灭火剂流动管路30设置于电池包本体100上,例如可以设置在电池包本体100的上盖上,并在灭火剂流动管路30上设置多个温度感应喷头(图6中未示出),使得任一电池模组102因热失控触发临近的温度感应喷头中的温度感应元件例如是易熔合金融化,灭火剂流动管路30中的灭火剂经由该温度感应喷头喷出,以对发生热失控的电池模组喷淋灭火剂灭火。在本技术的其他实施例中,也可以将灭火剂流动管路30设置于电池包本体的壳体的内部底面上,以实现对发生热失控的电池模组喷淋灭火剂灭火。
103.优选地,请继续参考图6,可以在电池包本体上设置通道,用于容纳灭火剂流动管路30,以使得灭火剂流动管路30镶嵌在电池包本体上。在本技术的其他实施例中,也可以将灭火剂流动管路30通过卡接、螺接或焊接中的一种或多种连接方式固定于电池包本体上,当然也可以通过支架间接将灭火剂流动管路30固定于电池包本体上。这里只是示意性给出灭火剂流动管路30与电池包本体100的连接方式,并不作为对申请的限制。
104.进一步地,请参考图7与图8,在本技术的一个实施例中提供的一种智能热触发灭火装置中,将灭火剂流动管路30设置在电池包本体100的上盖上,并在灭火剂流动管路30上设置多个温度感应喷头(图7中未示出),可以设置灭火剂流动管路30呈脉冲波形或正弦波形等波浪状形式分布于电池包本体的上盖上,使得灭火剂流动管路30上的温度感应喷头尽可能全面覆盖或临近所有的电池模组102,使得任一电池模组102因热失控触发临近的温度感应喷头中的温度感应元件例如是易熔合金融化,灭火剂流动管路30中的灭火剂经由该温度感应喷头喷出,以对发生热失控的电池模组喷淋灭火剂灭火。
105.进一步地,请参考图9,灭火剂流动管路30可以包括多条灭火剂通管301,并将至少一条灭火剂通管301设置为呈脉冲波形或正弦波形等波浪状形式分布于电池包本体100例如是上盖上。
106.进一步地,请参考图10,在本技术的一个实施例中,将本技术一实施例中的智能热触发灭火装置应用于电动车电池包中,电池包的壳体100包括4个用于容纳电池模组的空腔体101,各空腔体101内设置有2个电池模组。所述智能热触发灭火装置包括4条支路通管35,各支路通管35的出液口均设置有温度感应喷头。当预设位置处的温度感应喷头内的温度感应元件在感测到所述预设位置处的实时温度值属于预设变形温度阈值范围时变形,使得所述预设位置处的支路通管内的流体经由所述温度感应喷头喷出,并减小灭火剂流动管路内的实时流体压力值,从而使得灭火剂存储单元10内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向灭火。本技术在没有增设传感器的情况下,对产生热失控的部位进行针对性智能灭火,从而在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量。由于本技术基于温度感应触发智能灭火功能,实现定点、定向灭火,对发生热失控的电池模组进行针对性灭火,高压灭火剂喷放的速度大于热失控的电池模组释放高温杂质引起的热蔓延速度,因而有效地提高了灭火降温的速度和效率,从而在没有增设传感器的情况下提高了灭火效率,且减少灭火剂的使用量,避免因过量使用灭火剂对其他功能正常的电池模组或车身部件产生不良影
响。
107.具体地,由于实验表明,三元锂电池在120℃左右,电池隔膜溶解,自动关断效果会暂时抑制,温度持续上升,当实时温度值达到150℃左右时,电池隔膜的自动关断效果开始减弱,受热剧增;当实时温度值达到180℃左右时,电池正极分解,产生氧气;若继续受热剧增,电池会进入热失控状态,导致起火或爆炸等情况发生。因此,三元锂电池处于热失控状态时的实时温度值为150℃-180℃。磷酸铁锂电池处于热失控状态时的实时温度值为200℃-240℃。车规级零部件的工作温度上限85℃。若温度感应元件熔点的下限值小于85℃会不满足车规级零部件的要求,与车规级标准冲突,并且会引起误喷射;若选择锂电池热失控温度值作为温度感应元件熔点的上限,很难保证温度感应喷头在热失控之前及时变形,定点并定向喷放灭火剂。若不能及时变形温度感应喷头内的温度感应元件,有可能错过热失控灭火的最佳时机,导致灭火失效。因此,设置所述预设变形温度阈值范围为85℃-180℃,既可以避免误喷,又能够保证电池单体发生热失控之前能够及时地触发临近的温度感应喷头喷放灭火剂,实现定点定向灭火,在提高灭火效率的同时,减少灭火剂的使用量。
108.优选地,在本技术的一个实施例中,所述预设初始压力值为0.8mpa-4.5mpa,以使得温度感应喷头内的温度感应元件变形后,高压灭火剂能够经由所述温度感应喷头的出液口沿预定的方向喷出,实现定点定向灭火,在提高灭火效率的同时,减少灭火剂的使用量。
109.进一步地,在本技术的一个实施例中提供一种电池包,包括若干个电池模组;以及如任一本技术实施例中所述的智能热触发灭火装置,所述灭火剂流动管路的出液口处的温度感应喷头延伸至所述电池模组的内部及/或外部的预设位置。
110.进一步地,在本技术的一个实施例中提供的一种电池包中,所述支路通管包括m条一级支路通管和mn条二级支路通管,m为电池包的外壳的内部包括的用于容纳电池模组的空腔体的总数,n为一个所述空腔体的内部的电池模组的总数;第i条一级支路通管li用于设置在第i个空腔体的侧壁表面,二级支路通管lij的进液口均与一级支路通管li的内部连通,且二级支路通管lij的出液口用于延伸至空腔体内的预设位置;任一二级支路通管lij的出液口设置有所述温度感应喷头;其中,i∈[1,m],j∈[1,n],i为正整数,j为正整数,m为大于或等于1的整数,n为大于或等于1的整数。
[0111]
作为示例,请参考图10,在本技术的一个实施例中,所述电池包中包括8个空腔体101,任一空腔体101内设置有2个电池模组102,所述支路通管包括8条一级支路通管35及16条二级支路通管;第1个空腔体的侧壁表面设置有第1条一级支路通管l1,且第1个空腔体的内部的设置有二级支路通管l11和二级支路通管l12;第2个空腔体的侧壁表面设置有第2条一级支路通管l2,且第2个空腔体的内部的设置有二级支路通管l21和二级支路通管l22;第3个空腔体的侧壁表面设置有第3条一级支路通管l3,且第3个空腔体的内部的设置有二级支路通管l31(图6中未示出)和二级支路通管l32;第4个空腔体的侧壁表面设置有第4条一级支路通管l4,且第4个空腔体的内部的设置有二级支路通管l41和二级支路通管l42;第5个空腔体的侧壁表面设置有第5条一级支路通管l5,且第5个空腔体的内部的设置有二级支路通管l51和二级支路通管l52;第6个空腔体的侧壁表面设置有第6条一级支路通管l6,且第6个空腔体的内部的设置有二级支路通管l61和二级支路通管l62;第7个空腔体的侧壁表面设置有第7条一级支路通管l7,且第7个空腔体的内部的设置有二级支路通管l71和二级支路通管l72;第8个空腔体的侧壁表面设置有第8条一级支路通管l8,且第8个空腔体的内
部的设置有二级支路通管l81和二级支路通管l82;各二级支路通管的进液口均与一级支路通管的内部连通,且二级支路通管的出液口延伸至空腔体的内部的不同的预设位置;任一二级支路通管的出液口设置有所述温度感应喷头。
[0112]
具体地,于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,二级支路通管的出液口延伸至电池包内的空腔体的内部的不同的预设位置,使得电池包内所有的电池模组均对应设置有温度感应喷头,用于实时感测各电池模组附近的实时温度值,并在任一电池模组发生热失控时,对应的温度感应喷头内的温度感应元件能够及时地感测到发生热失控电池模组附近的实时温度值,并自动定向地喷放灭火剂,以对发生热失控的电池模组进行针对性灭火。
[0113]
作为示例,请继续参考图10,若第1个空腔体101内的第1个电池模组11发生热失控时,二级支路通管l11出液口处的温度感应喷头内的温度感应元件变形,使得二级支路通管l11内的灭火剂经由所述温度感应喷头的出液口流出,并向发生热失控的电池模组11的表面喷洒,以对电池模组11进行针对性灭火。
[0114]
进一步地,在本技术的一个实施例中提供的一种电池包中,至少一所述二级支路通管的表面设置有q条三级支路通管lijk,三级支路通管lijk的进液口均与二级支路通管lij的内部连通,且三级支路通管lijk的出液口用于延伸至电池包内的电池模组内的预设位置;q为一电池包内的一个电池模组内的电池单体的总数;任一三级支路通管lijk的出液口设置有所述温度感应喷头;其中,k∈[1,q],k为正整数,q为大于或等于1的整数。
[0115]
具体地,于上述实施例中的电池包中,三级支路通管的出液口能够延伸至电池包内不同电池模组的内部的预设位置,使得电池包内所有的电池单体均对应设置有温度感应喷头,用于实时感测各电池单体附近的实时温度值,并在任一电池单体发生热失控时,对应的温度感应喷头内的温度感应元件能够及时地感测到发生热失控电池单体附近的实时温度值,使得所述温度感应喷头及时地自动喷放灭火剂,以对发生热失控的电池单体进行针对性灭火。
[0116]
作为示例,请参考图10和图11,在本技术的一个实施例中,所述电池包的内部的一电池模组的内部的电池单体的总数为6,第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部包括电池单体111、电池单体112、电池单体113、电池单体114、电池单体115和电池单体116;第1个空腔体的内部的第1条二级支路通管l11的出液口临近的电池模组11内设置有三级支路通管l111、三级支路通管l112、三级支路通管l113、三级支路通管l114、三级支路通管l115及三级支路通管l116,三级支路通管l111、三级支路通管l112、三级支路通管l113、三级支路通管l114、三级支路通管l115及三级支路通管l116的进液口均与二级支路通管l11的内部连通,且三级支路通管l111的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部,且临近电池单体111的位置;三级支路通管l112的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部,且临近电池单体112的位置;三级支路通管l113的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部,且临近电池单体113的位置;三级支路通管l114的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部,且临近电池单体114的位置;三级支路通管l115的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部,且临近电池单体115的位置;三级支路通管l116的出液口延伸至第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部,且临近电池单体116的位置;三级支路通管l111、三级支路通管l112、三级支路通管l113、三级支路通管l114、三级支路通管l115及三级支路通管l116的出
液口均设置有温度感应喷头。
[0117]
作为示例,请继续参考图10和图11,当第1个空腔体的内部的第1个电池模组11的内部的第1个电池单体111发生热失控时,三级支路通管l111的出液口处的温度感应喷头内的温度感应元件变形,使得三级支路通管l111内的灭火剂经由所述温度感应喷头的出液口流出,并向发生热失控的电池单体111的表面喷洒,以对电池单体111进行针对性灭火。
[0118]
优选地,在本技术的一个实施例中提供的一种电池包中,所述温度感应喷头的出液口与所述电池单体的排气阀相对设置,使灭火剂的流动方向与热失控热蔓延方向一致,从而使灭火剂从热失控发生位置向未发生热失控位置进行覆盖。由于温度感应喷头内温度感应元件的融化温度值小于或等于所述电池单体发生热失控的温度的起始值,使得温度感应喷头提前于电池单体发生热失控的时刻喷放灭火剂,使得灭火剂充满整个发生热失控单体附近的受限空间。由于受限空间的几何尺寸和灭火剂的表面张力能够互相正向促进,以及灭火剂的饱和蒸汽压的反向限制,灭火剂能够有效驻留于发生热失控的单体的临近空间,充分吸收热失控单体释放的能量,降低热量的累积与传播,阻止热失控蔓延。
[0119]
进一步地,在本技术的一个实施例中,请参考图12和图13,温度感应喷头40包括进液部41、出液部42及温度感应元件43,进液部41的进液口与所述支路通管的出液口连通;出液部42的进液口与所述进液部的出液口连通;其中,进液部41的内径d的最大值小于或等于出液部42的内径d的最小值,出液部42沿灭火剂从出液部42流出的方向呈喇叭状,如图12中所示。也可以将温度感应喷头40设置成如图13所示的t型。当然在本技术的其他实施例中,也可以将温度感应喷头40设置成其他柱状。
[0120]
优选地,所述进液部41的内径d的值为1.5mm-2.4mm;所述出液部42的内径d的值为2.4mm-6mm。
[0121]
具体地,于上述实施例中的智能热触发灭火装置中,通过设置进液部41的内径d的最大值小于或等于出液部42的内径d的最小值,并设置出液部42沿灭火剂从出液部42流出的方向呈喇叭状,使得进液部41内的高压灭火剂经由所述喇叭状的出液部42流出并呈扩散包覆的趋势覆盖发生热失控的物体,有效地提高了灭火降温的速度和效率,在提高灭火效率的同时减少灭火剂的使用量。
[0122]
优选地,在本技术的一个实施例中,所述支路通管为软管;及/或所述干路通管为软管。以便于根据不同电池模组内部的不同形状或体积,优化支路通管与干路通管的布局设计,在节省通管用料成本并降低安装使用成本的同时,提高灭火装置的工作稳定性。
[0123]
优选地,在本技术的一个实施例中,所述灭火剂的形态为气态、液态、气液混合态、固液混合态或气固液混合态中的至少一种;所述灭火剂包括六氟丙烷、七氟丙烷、全氟已酮、二氧化碳、氮气、氦气或氩气中的至少一种。
[0124]
作为示例,在本技术的一个实施例中,所述灭火剂包括:七氟丙烷占混合剂的3%(以重量计),二氧化碳占混合剂的17%(以重量计),全氟已酮占混合剂的80%(以重量计),灭火剂的存储状态为加压存储;七氟丙烷、二氧化碳和全氟已酮预先混合后罐装至灭火剂存储单元内存储。
[0125]
作为示例,在本技术的一个实施例中,所述灭火剂包括:六氟丙烷占灭火剂的3%至40%(以体积计),七氟丙烷占灭火剂的3%至40%(以体积计),余量为二氧化碳。
[0126]
作为示例,在本技术的一个实施例中,所述灭火剂包括:液态七氟丙烷和液态二氧
化碳,七氟丙烷占混合剂的3%至80%(以体积计),余量为二氧化碳。
[0127]
作为示例,在本技术的一个实施例中,所述灭火剂包括:七氟丙烷占混合剂的25%(以重量计),二氧化碳占混合剂的50%(以重量计),全氟已酮占混合剂的25%(以重量计),灭火剂的存储状态为常温,加压存储。
[0128]
作为示例,在本技术的一个实施例中,所述灭火剂包括:摩尔浓度超过95%的全氟己酮溶液和氦气。
[0129]
可以根据智能热触发灭火装置具体应用场景的不同需求,选择灭火剂的成分,在提高灭火效率的同时,避免喷放的灭火剂对物品造成不良影响。
[0130]
进一步地,在本技术的一个实施例中提供一种储能系统,包括若干个储能模组;以及如任一本技术实施例中所述的智能热触发灭火装置,所述灭火剂流动管路的出液口处的温度感应喷头延伸至所述储能模组的内部,或外部距离储能系统外表面预设距离内的预设位置。在本技术的其他实施例中,也可以同时将灭火剂流动管路的出液口处的温度感应喷头同时延伸至储能模组的内部及外部距离储能系统外表面预设距离内的预设位置。
[0131]
进一步地,在本技术的一个实施例中提供一种车辆,包括如任一本技术实施例中所述的智能热触发灭火装置,所述灭火剂流动管路的出液口处的温度感应喷头延伸至所述车辆的内部,或外部距离车辆外表面预设距离内的预设位置。在本技术的其他实施例中,也可以同时将灭火剂流动管路的出液口处的温度感应喷头同时延伸至车辆的内部及外部距离储能系统外表面预设距离内的预设位置。
[0132]
在本技术的一个实施例中,所述车辆包括但不限于两轮车、三轮车或多轮车中需要使用智能定点热触发灭火功能的智能热触发灭火装置。
[0133]
在本技术的一个实施例中,可以在电池包壳体的内部设置全氟己酮溶液,使得电池模组沉浸在全氟己酮溶液中,实现浸入式灭火。
[0134]
在本技术的一个实施例中,可以在电池模组的内部设置全氟己酮溶液,使得电池模组沉浸在全氟己酮溶液中,实现浸入式灭火。
[0135]
进一步地,在本技术的一个实施例中提供一种智能热触发灭火方法中,包括:
[0136]
步骤202:基于温度感应喷头检测预设位置处的实时温度值,所述温度感应喷头设置于灭火剂流动管路的出液口,所述温度感应喷头的内部设置有温度感应元件,所述温度感应元件在预设正常工作温度范围内堵塞所述灭火剂流动管路的出液口,所述灭火剂流动管路的进液口与灭火剂存储单元的内部连通,所述灭火剂流动管路的出液口延伸至所述预设位置,所述灭火剂存储单元用于储存并供给灭火剂;
[0137]
步骤204:基于压力平衡阀检测灭火剂流动管路的进液口处的实时流体压力值,所述压力平衡阀串联于灭火剂存储单元的出液口与所述灭火剂流动管路的进液口之间,所述灭火剂流动管路的内部设置有预设初始压力值的流体;
[0138]
步骤206:当所述实时温度值属于预设变形温度阈值范围时,基于所述温度感应元件变形,使得所述流体经由所述温度感应喷头喷出并减小所述实时流体压力值,所述变形包括熔化、软化或脆化中的至少一种;
[0139]
步骤208:当所述实时流体压力值小于或等于预设供液压力阈值时,基于所述压力平衡阀导通所述灭火剂存储单元向所述灭火剂流动管路的供液通路,使得所述灭火剂存储单元内的灭火剂经由所述温度感应喷头喷出,以定点并定向灭火。
[0140]
关于上述实施例中的智能热触发灭火方法的具体限定可以参见上文中对于智能热触发灭火装置的限定,在此不再赘述。
[0141]
应该理解的是,除非本文中有明确的说明,所述的步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,所述的步骤的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0142]
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0143]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0144]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
再多了解一些

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