一种锂电池单个电芯灭火系统及方法与流程

1.本技术涉及锂电池火灾防控领域，具体涉及一种锂电池单个电芯灭火系统及方法。


背景技术：

2.锂电池由于其高能量，热失控的时候会急剧产生热量，因此不宜使用干粉灭火器，虽然干粉灭火器在初始情况下能把明火灭掉，但是干粉灭火器并不能降低锂电池内部温度，因此灭火后的锂电池容易复燃，甚至发生爆炸。对于锂电池，使用大量的水进行灭火或者使用新型的七氟丙烷或者全氟已酮灭火器，其原理是单个电池组需要大量的水或者灭火剂进行浸泡以达到降温并灭火的作用，由于无差别的进行大水漫灌式灭火，因此会造成没有发生失火的电芯也被水或灭火剂浸泡而损坏，本发明主要解决的是方形铝壳电池在常规灭火器灭火时的次生灾害，由于常规灭火器采用整个电池组灭火而不是针对单个电芯进行灭火，因此灭火器价格高，效率低，并且因为灭火造成非事故电芯，电气等其他次生灾害发生导致整个模组报废。


技术实现要素：

3.本技术公开了一种锂电池单个电芯灭火系统及方法，可针对多个电芯组成的大型模组里的单个电芯火灾进行探测并针对性的灭火。
4.为实现上述目的，本技术提供了以下方案：
5.一种锂电池单个电芯灭火系统，包括：火灾探测模块、报警模块和灭火模块；
6.所述火灾探测模块与所述报警模块连接，所述火灾探测模块用于实时监测所述锂电池单个电芯的火灾发生情况，生成灾情信息；
7.所述报警模块还与所述灭火模块连接，所述报警模块用于基于所述灾情信息分析火灾发生位置得到火灾位置信息，并基于所述火灾位置信息发出警报；
8.所述灭火模块用于基于所述火灾位置信息进行灭火工作。
9.优选的，所述灾情信息包括温度信息和烟雾信息。
10.优选的，所述火灾探测模块包括若干分布式火灾探测子单元。
11.优选的，所述分布式火灾探测子单元包括：温度传感器和烟雾传感器；
12.所述温度传感器与所述报警模块连接，所述温度传感器用于监测所述锂电池单个电芯内部温度，得到温度信息；
13.所述烟雾传感器与所述报警模块连接，所述烟雾传感器用于监测所述锂电池单个电芯内部烟雾情况，得到烟雾信息。
14.优选的，所述报警模块包括：中央处理器和报警装置；
15.所述中央处理器与所述火灾探测模块连接，所述中央处理器用于基于所述灾情信息分析火灾发生位置，得到火灾位置信息；
16.所述报警装置用于基于所述火灾位置信息发出警报。
17.优选的，所述灭火模块包括：安全阀控制装置、灭火剂存储装置和火探管；
18.所述安全阀控制装置与所述报警模块连接，所述安全阀控制装置用于基于所述火灾位置信息打开与火灾位置相对应的安全阀；
19.所述灭火剂存储装置与所述火探管连接，所述灭火剂存储装置用于储存灭火剂，并向所述火探管提供所述灭火剂；
20.所述火探管设置在所述安全阀上面并依次连接，所述火探管用于在所述安全阀打开后基于所述火灾位置信息喷出灭火剂进行灭火。
21.本技术还提供了一种锂电池单个电芯灭火方法，包括以下步骤：
22.实时监测所述锂电池单个电芯的火灾发生情况，生成灾情信息；
23.基于所述灾情信息分析火灾发生位置得到火灾位置信息，并基于所述火灾位置信息发出警报；
24.基于所述火灾位置信息进行灭火工作。
25.优选的，所述灭火工作的流程包括：
26.基于所述火灾位置信息打开与火灾位置相对应的安全阀；
27.灭火剂存储装置向火探管提供灭火剂；
28.火探管基于所述火灾位置信息喷出所述灭火剂进行灭火。
29.本技术的有益效果为：
30.本技术有别于常规的锂电池灭火方案，是针对单个电芯进行检测并灭火，有别于其他方案大水漫灌式的灭火方式，本技术可针对多个电芯组成的大型模组里的单个电芯火灾进行探测并针对性的灭火，其效率大幅度提高。
附图说明
31.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本技术实施例中一种锂电池单个电芯灭火系统的结构示意图；
33.图2为本技术实施例中灭火模块中部分结构的示意图；
34.图3为本技术实施例中一种锂电池单个电芯灭火方法的流程示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通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，都属于本技术保护的范围。
36.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
37.实施例一
38.在本实施例一中，如图1所示，一种锂电池单个电芯灭火系统，包括：火灾探测模块、报警模块和灭火模块；
39.火灾探测模块与报警模块连接，用于实时监测所述锂电池单个电芯的火灾发生情况，生成灾情信息，包括若干分布式火灾探测子单元。其中，灾情信息包括温度信息和烟雾信息；分布式火灾探测子单元包括：温度传感器和烟雾传感器；温度传感器与报警模块连接，用于监测锂电池单个电芯内部温度，得到温度信息；烟雾传感器与报警模块连接，用于监测锂电池单个电芯内部烟雾情况，得到烟雾信息。
40.报警模块还与灭火模块连接，用于基于灾情信息分析火灾发生位置得到火灾位置信息，并基于火灾位置信息发出警报；报警模块包括：中央处理器和报警装置；中央处理器与火灾探测模块连接，收集前端温度传感器和烟雾传感器传输的温度信息和烟雾信息的模拟信号，并将其转换汇总为数字信号，得到灾情信息，并基于灾情信息分析温度和烟雾出现异常的位置，即火灾发生位置，得到火灾位置信息；报警装置包括声音报警器和图像报警器，其中音频报警器可选用蜂鸣器，用于发出声音警报，图像报警器可选用微型电脑，微型电脑内置锂电池电芯阵列3d模型，可以基于火灾位置信息在锂电池电芯阵列3d模型中将发生火灾的电芯进行标注。
41.灭火模块用于基于火灾位置信息进行灭火工作，包括：安全阀控制装置、灭火剂存储装置和火探管；安全阀控制装置与报警模块连接，安全阀控制装置用于基于火灾位置信息打开与火灾位置相对应的电芯的安全阀，以保证灭火剂能够快速进入电芯；灭火剂存储装置与火探管连接，可选用高压灭火器，用于储存灭火剂，并向火探管提供灭火剂；火探管设置在安全阀上面并依次连接，火探管用于在安全阀打开后喷出灭火剂进行灭火。
42.这本实施例中，如图2所示，火探管可选用融点为170℃的塑料管，设置在安全阀上部，当电芯出现火灾时，系统基于火灾位置信息控制电芯安全阀打开，电池内部高温燃气瞬间融化火探管，火探管在温度达到170℃时断裂，存储在灭火器内的灭火剂从断口处喷出，由于火探管存在卷曲弹性向下弯曲，并对准锂电池安全阀，因此高压灭火剂就从断口处向锂电池内部喷涌，以达到针对单个失火电芯进行灭火的作用。
43.在本实施例另一种优选方案中，火探管还可选用设置有金属喷头的耐高温塑料管，设置在安全阀上部，其中，金属喷头内部设置有微型处理器，用于接收火灾位置信息；当电芯出现火灾时，系统基于火灾位置控制电芯安全阀打开，同时金属喷头内部的微型处理器接收到火灾位置信息，迅速喷出存储在灭火器内的灭火剂，以达到针对单个失火电芯进行灭火的作用。
44.实施例二
45.在本实施例二中，如图3所示，一种锂电池单个电芯灭火方法，包括以下步骤：
46.s1.实时监测锂电池单个电芯的火灾发生情况，生成灾情信息。
47.其中，灾情信息包括温度信息和烟雾信息；采用分布式火灾探测子单元监测锂电池单个电芯内部温度和烟雾情况，得到温度信息和烟雾信息。
48.s2.基于灾情信息分析火灾发生位置得到火灾位置信息，并基于火灾位置信息发出警报。
49.收集前端温度传感器和烟雾传感器传输的温度信息和烟雾信息的模拟信号，并将其转换汇总为数字信号，得到灾情信息，并基于灾情信息分析温度和烟雾出现异常的位置，即火灾发生位置，得到火灾位置信息；报警装置中的音频报警器可选用发出声音警报，图像报警器基于火灾位置信息在锂电池电芯阵列3d模型中将发生火灾的电芯进行标注。
50.s3.基于火灾位置信息进行灭火工作。
51.基于火灾位置信息打开与火灾位置相对应的电芯的安全阀，以保证灭火剂能够快速进入电芯；火探管设置在安全阀上面并依次连接，由灭火剂存储装置向火探管提供灭火剂，火探管在安全阀打开后基于火灾位置信息喷出灭火剂进行灭火。
52.这本实施例步骤s3中，火探管选用融点为170℃的塑料管，设置在安全阀上部；当电芯出现火灾时，系统控制电芯安全阀打开，电池内部高温燃气瞬间融化火探管，火探管在温度达到170℃时断裂，存储在灭火器内的灭火剂从断口处喷出，由于火探管存在卷曲弹性向下弯曲，并对准锂电池安全阀，因此高压灭火剂就从断口处向锂电池内部喷涌，以达到针对单个失火电芯进行灭火的作用。
53.在本实施例步骤s3的另一种优选方案中，火探管还可选用设置有金属喷头的耐高温塑料管，设置在安全阀上部，其中，金属喷头内部设置有微型处理器，用于接收火灾位置信息；当电芯出现火灾时，系统基于火灾位置控制电芯安全阀打开，同时金属喷头内部的微型处理器接收到火灾位置信息，迅速喷出存储在灭火器内的灭火剂，以达到针对单个失火电芯进行灭火的作用。
54.以上所述的实施例仅是对本技术优选方式进行的描述，并非对本技术的范围进行限定，在不脱离本技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本技术权利要求书确定的保护范围内。