车载动力电池灭火装置及系统的制作方法

1.本发明涉及电池灭火技术领域，尤其是涉及一种车载动力电池灭火装置及系统。


背景技术：

2.新能源整车开发，特别是用于整车震动试验台，震动实验过程中还配合高低温环境测试，对于新能源类型整车，测试的目的是模拟粗糙路面，考核汽车零部件的牢固性及可靠性；对于带有动力电池的新能源整车，整车动力电池可靠性也是重点考核对象，在测试过程中，动力电池进行连接到外部负载，进行放电；因此，动力电池的在实验过程中产生内部短路、发热、起火的可能性大大提升，带有放电负载模拟、环境模拟的整车震动试验台造价都在1千万人民币以上，如果动力电池发生火灾，不仅烧毁车辆本身，还可能烧毁试验台，造成巨大的经济损失。
3.现有灭火方式是采用消防水喷淋、高压细水雾灭火，由于动力电池位于整车的底部，上述灭火方式无法直接覆盖到动力电池包的位置，不能实现精准灭火，进而造成了巨大的经济损失，严重时可能造成人员伤亡。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车载动力电池灭火装置及系统，能够直接使得消防水作用于起火的电池所在位置，实现精准灭火有效降低了经济损失和人员伤亡。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种车载动力电池灭火装置，其中，该装置包括：控制箱、支撑杆、至少一个灭火单元，以及与控制箱连接的高压气体单元和消防水单元，其中，至少一个灭火单元包括存储气罐、穿刺单元和电磁阀，电磁阀安装在存储气罐与穿刺单元的连接通路上，并利用支撑杆将穿刺单元固定在车载动力电池所在位置的正上方的车底板上，电磁阀通过电缆与控制箱连接，存储气罐通过气体管路与高压气体单元的高压气供给接口管路连接，穿刺单元通过水体管路与消防水单元连接，高压气体单元还包括与控制箱连接的气体压力检测器，气体压力检测器安装在高压气供给接口管路上；控制箱与外部消防报警系统连接，用于接收外部消防报警系统发送的灭火报警信号，基于灭火报警信号生成气体驱动指令，将气体驱动指令发送至高压气体单元，以触发高压气体单元将高压气体通过压气供给接口管路和气体管路输送至存储气罐；气体压力检测器用于检测高压气供给接口管路的气体压力，并将气体压力发送至控制箱；控制箱还用于接收气体压力，判断气体压力是否达到预设气体压力，如果是，生成阀门打开指令，并将阀门打开指令发送至电磁阀，以触发电磁阀打开使得存储气罐中的高压气体作用穿刺单元击穿车底板及车载动力电池的电池壳体；控制箱还用于在监测到穿刺单元的动作完成时，生成水体驱动指令，将水体驱动指令发送至消防水单元，以触发消防水单元将外部水库中的消防水通过水体管路输送至穿刺单元对车载动力电池进行灭火。
6.上述高压气体单元包括高压气瓶和第一高压气自动开关阀；其中，第一高压气自动开关阀与控制箱通讯连接，第一高压气自动开关阀安装在高压气供给接口管路上；第一
高压气自动开关阀用于，接收气体驱动指令，基于气体驱动指令进行打开，以使高压气瓶中的高压气体输送至存储气罐。
7.上述高压气体单元还包括与控制箱通讯连接的第二高压气自动开关阀，其中，第二高压气自动开关阀设置在高压气供给接口管路的排气口；控制箱还用于在监测灭火完成时生成阀门闭合指令和第一阀门开启指令，将阀门闭合指令发送至第一高压气自动开关阀，以触发第一高压气自动开关阀闭合，并将第一阀门开启指令发送至第二高压气自动开关阀，以触发第二高压气自动开关阀打开，将高压气供给接口管路和气体管路中的高压气体进行排放。
8.上述消防水单元包括消防水供给接口管路，消防水外接管路，以及与控制箱通讯连接的消防水泵、第一消防水自动开关阀和第二消防水自动开关阀；其中，消防水供给接口管路的一端与消防水泵连接，另一端与水体管路连接，第一消防水自动开关阀设置在消防水供给接口管路上，消防水外接管路一端与消防水泵连接，另一端与外部水库连接，第二消防水自动开关阀设置在消防水外接管路上；控制箱还用于在监测到穿刺单元的动作完成时，生成第二阀门开启指令，并将第二阀门开启指令分别发送至第一消防水自动开关阀和第二消防水自动开关阀，以触发第一消防水自动开关阀和第二消防水自动开关阀的阀门打开；消防水泵用于接收水体驱动指令，以根据水体驱动指令进行工作抽取外部水库中的消防水经消防水外接管路、消防水供给接口管路和水体管路至穿刺单元。
9.上述消防水单元还包括与控制箱通讯连接的水压力检测器，水压力检测器设置在消防水供给接口管路上，装置还包括与控制箱通讯连接的报警设备；水压力检测器用于检测消防水供给接口管路中的水体压力，并将水体压力发送至控制箱；控制箱用于接收水体压力，判断水体压力是否达到预设水体压力，如果否，生成报警指令，并将报警指令分别发送至报警设备和外部消防报警系统，以触发报警设备和外部消防报警系统进行报警提示。
10.上述装置还包括与控制箱连接的外部供电连接电缆；外部供电连接电缆与外部电源进行连接，用于对控制箱进行供电。
11.上述穿刺单元包括缸盖、缸体、缸底、活塞、穿刺管、连接螺栓和密封圈；其中，穿刺管的管体为斜倒角形状。
12.上述电缆、气体管路和水体管路上设置有绝热保护套。
13.上述将控制箱、高压气体单元和消防水单元固定在箱体内；在箱体的底部安装脚轮，用于推动箱体。
14.第二方面，本发明实施例还提供一种车载动力电池灭火系统，其中，该系统包括上述的车载动力电池灭火装置，以及与车载动力电池灭火装置连接的外部消防报警系统和外部水库。
15.本发明实施例带来了以下有益效果：
16.本技术实施例提供一种车载动力电池灭火装置及系统，其中，该装置包括：控制箱、支撑杆、至少一个灭火单元，以及与控制箱连接的高压气体单元和消防水单元，其中，至少一个灭火单元包括存储气罐、穿刺单元和电磁阀，电磁阀安装在存储气罐与穿刺单元的连接通路上，并利用支撑杆将穿刺单元固定在车载动力电池所在位置的正上方的车底板上，电磁阀通过电缆与控制箱连接，存储气罐通过气体管路与高压气体单元的高压气供给接口管路连接，穿刺单元通过水体管路与消防水单元连接，高压气体单元还包括与控制箱
连接的气体压力检测器；本技术能够通过高压气体单元的高压气体推动穿刺单元击穿车底板及车载动力电池的电池壳体，并通过消防水单元将消防水输送至穿刺单元对车载动力电池进行精准灭火，有效降低了经济损失和人员伤亡。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
20.图1为本发明实施例提供的一种车载动力电池灭火装置的结构示意图；
21.图2为本发明实施例提供的一种车载动力电池灭火装置的安装示意图；
22.图3为本发明实施例提供的一种穿刺单元的结构图；
23.图4为本发明实施例提供的一种穿刺单元穿刺过程的结构示意图；
24.图5为本发明实施例提供的一种灭火过程的结构示意图；
25.图6为本发明实施例提供的另一种车载动力电池灭火装置的结构示意图；
26.图7为本发明实施例提供的一种车载动力电池灭火装置的局部放大示意图。
27.图标：
28.100-控制箱；101-灭火单元；102-高压气体单元；103-消防水单元；104-存储气罐；105-穿刺单元；106-电磁阀；107-气体压力检测器；200-支撑杆；201-分配箱；300-缸盖；301-缸体；302-缸底；303-活塞；304-穿刺管；305-连接螺栓；306-密封圈；307-气体入口；308-水体入口；400-车载动力电池；401-车底板；600-高压气瓶；601-第一高压气自动开关阀；602-第二高压气自动开关阀；603-消防水泵；604-第一消防水自动开关阀；605-第二消防水自动开关阀；606-水压力检测器；607-报警设备；700-箱体；701-脚轮；702-高压气供给接口管路；703-气体管路；704-消防水供给接口管路；705-水体管路；706-消防水外接管路；707-外部消防启动信号电缆；708-故障信号电缆；709-外部供电连接电缆；710-电缆；711-绝热保护套。
具体实施方式
29.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.考虑到现有灭火方式无法直接覆盖到动力电池包的位置，不能实现精准灭火，进而造成了巨大的经济损失，严重时可能造成人员伤亡；基于此，本发明实施例提供的一种车
载动力电池灭火装置及系统，能够直接使得消防水作用于起火的电池所在位置，实现精准灭火有效降低了经济损失和人员伤亡。
31.本实施例提供了一种车载动力电池灭火装置，参见图1所示的一种车载动力电池灭火装置的结构示意图，如图1所示，该车载动力电池灭火装置包括：控制箱100、支撑杆(图1中未示出)、至少一个灭火单元101，以及与控制箱100连接的高压气体单元102和消防水单元103，其中，至少一个灭火单元101包括存储气罐104、穿刺单元105和电磁阀106，电磁阀106安装在存储气罐104与穿刺单元105的连接通路上，并利用支撑杆将穿刺单元固定在车载动力电池所在位置的正上方的车底板上，电磁阀106通过电缆与控制箱100连接，存储气罐104通过气体管路(图1中未示出)与高压气体单元102的高压气供给接口管路(图1中未示出)连接，穿刺单元105通过水体管路(图1中未示出)与消防水单元103连接，高压气体单元102还包括与控制箱100连接的气体压力检测器107，气体压力检测器107安装在高压气供给接口管路上。
32.图1中以示出的一个灭火单元101为例进行示出，上述灭火单元的数量与车载动力电池的数量相同，其中，灭火单元的数量可以根据实际需要进行设置，在此不进行限定；将每个灭火单元对应设置在车载动力电池所在位置的正上方的车底板上，为了便于理解，图2示出了一种车载动力电池灭火装置的安装示意图，如图2所示，以灭火单元101有2个为例进行说明，在实际使用时，根据车载动力电池的大小及在整车的位置，将穿刺单元105放置在车载动力电池的正上方的车底板上，调整支撑杆200长度，将支撑杆200固定到另一侧顶到车辆顶部，然后锁死长度调节机构，最终固定灭火单元101。
33.具体地，控制箱与外部消防报警系统连接，用于接收外部消防报警系统发送的灭火报警信号，基于灭火报警信号生成气体驱动指令，将气体驱动指令发送至高压气体单元，以触发高压气体单元将高压气体通过压气供给接口管路和气体管路输送至存储气罐；气体压力检测器用于检测高压气供给接口管路的气体压力，并将气体压力发送至控制箱；控制箱还用于接收气体压力，判断气体压力是否达到预设气体压力，如果是，生成阀门打开指令，并将阀门打开指令发送至电磁阀，以触发电磁阀打开使得存储气罐中的高压气体作用穿刺单元击穿车底板及车载动力电池的电池壳体；控制箱还用于在监测到穿刺单元的动作完成时，生成水体驱动指令，将水体驱动指令发送至消防水单元，以触发消防水单元将外部水库中的消防水通过水体管路输送至穿刺单元对车载动力电池进行灭火。
34.在控制箱接收到外部消防报警系统发送的灭火报警信号后，向着火的车载动力电池所在位置的灭火单元的高压气体单元发送气体驱动指令，以触发高压气体单元先输送至存储气罐中，当控制箱判断出气体压力检测器检测到的气体压力达到预设气体压力时，才触发电磁阀进行打开，以使得存储气罐中的高压气体有足够的压力作用于穿刺单元上顺利击穿车底板及车载动力电池的电池壳体；其中，上述预设气体压力可以根据实际需要进行设置，在此不进行限定。
35.如3示出了一种穿刺单元的结构图，如图3所示，穿刺单元包括缸盖300、缸体301、缸底302、活塞303、穿刺管304、连接螺栓305和密封圈306；其中，为了能够刺穿车底板及电池壳体，在本实施例中，将穿刺管的管体设置为斜倒角形状，为了使得高压气体能够进入穿刺单元中，在缸盖300上开设气体入口307，该气体入口307与存储气罐相连接，为了使得消防水能够进入穿刺单元中，在缸体301两侧分别开设水体入口308，该水体入口308与水体管
路相连接。
36.为了便于了解穿刺单元刺穿过程，在图3的基础上，图4示出了一种穿刺单元穿刺过程的结构示意图，图4中的a图示出了将穿刺单元放置在车载动力电池400所在位置的正上方的车底板401上，当安装在存储气罐与穿刺单元的连接通路上的电磁阀打开时，存储气罐中的高压气体能够按照图4箭头的方向通过气体入口307进入穿刺单元中，并作用在活塞303上，图4中虚线部分为高压气体，其中，该高压气体可以为高压氮气或其它高压气体，在此不进行限定。
37.如图4中的图b所示，当作用于活塞303的压力较大时，能够推动活塞303向下运动，致使安装在活塞303上的穿刺管304同样往下运动刺穿车底板和电池壳体。
38.在上述动作完成时，控制箱可进一步向消防水单元发送水体驱动指令，以触发消防水单元将外部水库中的消防水输送至穿刺单元对车载动力电池进行灭火。
39.通常，上述穿刺管内部为中空的，以便于消防水能够通过穿刺管进入车载动力电池内进行灭火，为了便于理解，图5示出了一种灭火过程的结构示意图，如图5所示，消防水能够按照图5箭头的方向通过水体入口308进入穿刺单元中，并顺着穿刺管304流入车载动力电池内进行灭火，如5中灰色区域为示出的消防水。
40.本技术实施例提供一种车载动力电池灭火装置能够通过高压气体单元的高压气体推动穿刺单元击穿车底板及车载动力电池的电池壳体，并通过消防水单元将消防水输送至穿刺单元对车载动力电池进行精准灭火，有效降低了经济损失和人员伤亡。
41.在图1的基础上，图6示出了另一种车载动力电池灭火装置的结构示意图，如图6所示，上述高压气体单元102包括高压气瓶600和第一高压气自动开关阀601；其中，第一高压气自动开关阀601与控制箱100通讯连接，第一高压气自动开关阀601安装在高压气供给接口管路(图6中未示出)上；第一高压气自动开关阀用于，接收气体驱动指令，基于气体驱动指令进行打开，以使高压气瓶中的高压气体输送至存储气罐。
42.具体使用时，为了便于将车载动力电池灭火装置移动到实验室进行使用，如图7示出了一种车载动力电池灭火装置的局部放大示意图，如图7所示，将控制箱、高压气体单元和消防水单元固定在箱体700内；在箱体700的底部安装脚轮701，以便于推动箱体。
43.如图7所示，高压气供给接口管路702与气体管路703连接，气体压力检测器107可安装在高压气供给接口管路702上的任意位置，在第一高压气自动开关阀601后高压气瓶中高压气体顺着高压气供给接口管路702和气体管路703进入存储气罐104中等待使用。
44.如图6所示，上述高压气体单元102还包括与控制箱100通讯连接的第二高压气自动开关阀602，其中，第二高压气自动开关阀602设置在高压气供给接口管路702的排气口；控制箱还用于在监测灭火完成时生成阀门闭合指令和第一阀门开启指令，将阀门闭合指令发送至第一高压气自动开关阀，以触发第一高压气自动开关阀闭合，并将第一阀门开启指令发送至第二高压气自动开关阀，以触发第二高压气自动开关阀打开，将高压气供给接口管路和气体管路中的高压气体进行排放。
45.第二高压气自动开关阀602可按照图7示出的摆放即可，在实际使用时，第二高压气自动开关阀602除了可通过控制箱进行控制之外，该第二高压气自动开关阀602还可以手动进行打开或关闭，在此不进行限定。
46.如图6所示，上述消防水单元103包括消防水供给接口管路(图6中未示出)，消防水
外接管路(图6中未示出)，以及与控制箱100通讯连接的消防水泵603、第一消防水自动开关阀604和第二消防水自动开关阀605；其中，如图7所示，消防水供给接口管路704的一端与消防水泵603连接，另一端与水体管路705连接，第一消防水自动开关阀604设置在消防水供给接口管路704上，消防水外接管路706一端与消防水泵603连接，另一端与外部水库(图7中未示出)连接，第二消防水自动开关阀605设置在消防水外接管路706上。
47.具体地，控制箱还用于在监测到穿刺单元的动作完成时，生成第二阀门开启指令，并将第二阀门开启指令分别发送至第一消防水自动开关阀和第二消防水自动开关阀，以触发第一消防水自动开关阀和第二消防水自动开关阀的阀门打开；消防水泵用于接收水体驱动指令，以根据水体驱动指令进行工作抽取外部水库中的消防水经消防水外接管路、消防水供给接口管路和水体管路至穿刺单元。
48.在穿刺完成后，需要对车载动力电池进行注水灭火，控制箱需要触发第一消防水自动开关阀和第二消防水自动开关阀的阀门打开后，在触发消防水泵工作将外部水库中的消防水抽取至穿刺单元，后续通过穿刺单元注水至车载动力电池的过程同图5所示的过程，在此不进行赘述。
49.如图6所示，上述消防水单元103还包括与控制箱100通讯连接的水压力检测器606，水压力检测器606设置在消防水供给接口管路704上，装置还包括与控制箱100通讯连接的报警设备607。
50.如图7所示，可将上述报警设备607安装在箱体700上，该报警设备607可以为语音报警设备、灯光报警设备等，在此不对报警设备的类型进行限定。
51.在实际使用时，水压力检测器用于检测消防水供给接口管路中的水体压力，并将水体压力发送至控制箱；控制箱用于接收水体压力，判断水体压力是否达到预设水体压力，如果否，生成报警指令，并将报警指令分别发送至报警设备和外部消防报警系统，以触发报警设备和外部消防报警系统进行报警提示。
52.如果控制箱判断出水体压力没有达到预设水体压力说明该消防水供给接口管路中没有抽取到消防水，因此需要通过报警设备和外部消防报警系统对测试人员进行报警提示，以避免因无消防水而造成的大规模失火。
53.如图7所示，通常控制箱可通过外部消防启动信号电缆707接收外部消防报警系统发送的灭火报警信号，控制箱通过故障信号电缆708向外部消防报警系统发送报警指令。
54.如图7所示，上述装置还包括与控制箱100连接的外部供电连接电缆709；外部供电连接电缆709与外部电源(图7中未示出)进行连接，用于对控制箱进行供电；如图7所示，控制箱100可通过电缆710直接与电磁阀进行通讯连接，通常，为了对电缆、气体管路和水体管路进行绝热保护，如图7所示，在电缆、气体管路和水体管路上设置有绝热保护套711，图7中箭头方向为水体流动方向、高压气体流动方向和通讯信息传输方向。
55.如图2所示，由于灭火单元有多个，为了使得气体管路和水体管路的管路，以及电缆的线路不杂乱可设置一分配箱201，先将电缆、气体管路和水体管路设置在分配箱201内，然后通过分配箱201与多个灭火单元进行连接。
56.本发明实施例还提供一种车载动力电池灭火系统，其中，该系统包括上述的车载动力电池灭火装置，以及与车载动力电池灭火装置连接的外部消防报警系统和外部水库。
57.本发明实施例提供的车载动力电池灭火系统，与上述实施例提供的车载动力电池
灭火装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
58.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
59.另外，在本发明实施例的描述中，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。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
61.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
62.最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。