一种电池仓的降温灭火系统及方法

1.本发明涉及消防技术领域，尤其是一种电池仓的降温灭火系统及方法。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高以及人口数量增加，人类对能源的需求越来越大，明显现有的能源资源已经不能很好的满足人类的需求，新能源的开发与使用迫在眉睫，其中新能源汽车已经出现在人们生活中，与传统油价车相比其占比量在逐日增加，新能源汽车生产与使用符合当今发展趋势，新能源汽车中应用中最常见的是内部有一个可以反复充放电的锂电池仓，利用电能转换成动能达到汽车驱动行驶目的。锂电池具有高功率承受力、高储存能量密度等优点，但也伴随着危险降临，如电池仓着火，电池仓着火最主要原因有：1)电池仓内部线路老化导致的短路；2)电池仓内部离子液体有过激的化学反应，会导致电池仓温度急剧升高，在充电时候尤为明显。
3.传统的灭火方式多是采用干粉、泡沫或者选择水雾等方式，部分方式可能导致电池仓的短路，引起二次起火，且多为纯粹降温方式，并不能减缓与抑制电池仓过热时的化学反应。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种电池仓的降温灭火系统及方法，能够有效应对现有电池仓着火的技术问题。
5.一方面，本发明的实施例提供了一种电池仓的降温灭火系统，包括传感器、数据控制中心、全氟己酮储存罐、冷却引流系统和高压驱动气体系统；
6.所述传感器，用于获取电池仓的监测数据；
7.所述数据控制中心，用于根据预设阈值，基于传感器的监测数据向冷却引流系统发送降温信号，或，向高压驱动气体系统发送灭火信号；
8.所述冷却引流系统，用于根据数据控制中心的降温信号，将全氟己酮储存罐中的全氟己酮引流至电池仓，进行降温处理；
9.所述高压驱动气体系统，用于根据数据控制中心的灭火信号，驱动全氟己酮储存罐中的全氟己酮雾化喷洒至电池仓，进行灭火处理。
10.可选地，所述传感器的输出端连接所述数据控制中心的输入端，所述数据控制中心的输出端分别连接所述冷却引流系统的输入端和所述高压驱动气体系统的输入端。
11.可选地，所述传感器包括温度传感器、压力传感器、烟感传感器和火焰传感器中的一种或多种；
12.所述温度传感器，用于获取电池仓的温度监测数据；
13.所述压力传感器，用于获取电池仓的压力监测数据；
14.所述烟感传感器，用于获取电池仓的烟感监测数据；
15.所述火焰传感器，用于获取电池仓的火焰监测数据。
16.可选地，所述冷却引流系统包括第一管路和引流泵；
17.所述第一管路以s型循环布置于电池仓，所述第一管路的输入管口和输出管口均与所述全氟己酮储存罐连接；
18.所述引流泵设置于所述第一管路，所述引流泵的输入端连接所述数据控制中心的输出端；所述引流泵用于根据降温信号，将全氟己酮储存罐中的全氟己酮在所述第一管路进行循环引流处理。
19.可选地，所述冷却引流系统还包括散热片、排风扇和第一电池阀；
20.所述散热片贴近所述第一管路，均匀布置于电池仓；所述散热片用于对所述第一管路中的全氟己酮冷却降温；
21.所述排风扇布置于所述散热片一侧，所述排风扇的输入端连接所述数据控制中心的输出端；所述排风扇用于根据降温信号启动，对所述第一管路中的全氟己酮冷却降温；
22.所述第一电池阀设置于所述第一管路的输入管口和输出管口，所述第一电池阀的输入端连接数据控制中心的输出端；所述第一电池阀用于根据降温信号开启，连通所述第一管路和所述全氟己酮储存罐。
23.可选地，所述高压驱动气体系统包括第二管路、高压气体储存单元和雾化喷头；
24.所述第二管路包括第一支管路和第二支管路；所述第一支管连接所述高压气体储存单元和所述全氟己酮储存罐；所述第二支管围绕电池仓布置，所述第二支管与所述全氟己酮储存罐连接；所述第二支管设置有若干雾化喷头；
25.所述高压气体储存单元的输入端连接所述数据控制中心的输出端；所述高压气体储存单元用于根据灭火信号释放高压气体驱动全氟己酮储存罐中的全氟己酮流入第二支管，并经雾化喷头雾化喷洒至电池仓，进行灭火处理。
26.可选地，所述高压驱动气体系统还包括第二电池阀；
27.所述第二电池阀设置于所述第一支管与所述高压气体储存单元连接处和所述第二支管与所述全氟己酮储存罐连接处；
28.所述第二电池阀的输入端连接所述数据控制中心的输出端；所述第二电池阀用于根据灭火信号开启，连通所述第二管路、所述高压气体储存单元和所述全氟己酮储存罐。
29.可选地，所述全氟己酮储存罐的数量大于或等于1；其中，至少一个全氟己酮储存罐的全氟己酮用于降温处理和灭火处理，其余全氟己酮储存罐的全氟己酮均用于灭火处理。
30.另一方面，本发明实施例提供了一种电池仓的降温灭火方法，应用于如本发明实施例第一方面所述的电池仓的降温灭火系统，所述方法包括：
31.通过传感器获取电池仓的监测数据；
32.通过数据控制中心根据预设阈值，基于传感器的监测数据向冷却引流系统发送降温信号，或，向高压驱动气体系统发送灭火信号；
33.通过冷却引流系统根据数据控制中心的降温信号，将全氟己酮储存罐中的全氟己酮引流至电池仓，进行降温处理；
34.通过高压驱动气体系统根据数据控制中心的灭火信号，驱动全氟己酮储存罐中的全氟己酮雾化喷洒至电池仓，进行灭火处理。
35.可选地，所述通过数据控制中心根据预设阈值，基于传感器的监测数据向冷却引
流系统发送降温信号，或，向高压驱动气体系统发送灭火信号，包括：
36.当传感器的监测数据大于第一预设阈值，通过数据控制中心向冷却引流系统发送降温信号；
37.当传感器的监测数据大于第二预设阈值，通过数据控制中心向高压驱动气体系统发送灭火信号。
38.本发明的有益效果为：本发明的电池仓的降温灭火系统包括传感器、数据控制中心、全氟己酮储存罐、冷却引流系统和高压驱动气体系统；所述传感器，用于获取电池仓的监测数据；所述数据控制中心，用于根据预设阈值，基于传感器的监测数据向冷却引流系统发送降温信号，或，向高压驱动气体系统发送灭火信号；所述冷却引流系统，用于根据数据控制中心的降温信号，将全氟己酮储存罐中的全氟己酮引流至电池仓，进行降温处理；所述高压驱动气体系统，用于根据数据控制中心的灭火信号，驱动全氟己酮储存罐中的全氟己酮雾化喷洒至电池仓，进行灭火处理。本发明通过数据控制中心基于传感器的监测数据，进而应用全氟己酮实现电池仓的降温处理与灭火处理的结合，全氟己酮本身具有良好的气化性，不仅对电池仓有降温作用，能够有效抑制电池仓过热时激烈的化学反应，且在气化过程中一般不会附着在电池包等元器件表面，对电池包等元器线路无任何不良影响，更不会因其使用造成线路短路，能够防止引起线路短路带来的二次起火损害。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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发明的一些实施例，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的附图。
40.图1为本发明实施例提供的电池仓的降温灭火系统的总体结构示意图；
41.图2为本发明实施例提供的电池仓的降温灭火系统的零部件说明示意图；
42.图3为本发明实施例提供的冷却引流系统部分结构示意图；
43.图4为本发明实施例提供的电池仓上方金属片与s型金属管道结构示意图；
44.图5为本发明实施例提供的电池仓内部电池分布示意图。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
46.一方面，本发明的实施例提供了一种电池仓的降温灭火系统，包括传感器、数据控制中心、全氟己酮储存罐、冷却引流系统和高压驱动气体系统；传感器，用于获取电池仓的监测数据；数据控制中心，用于根据预设阈值，基于传感器的监测数据向冷却引流系统发送降温信号，或，向高压驱动气体系统发送灭火信号；冷却引流系统，用于根据数据控制中心的降温信号，将全氟己酮储存罐中的全氟己酮引流至电池仓，进行降温处理；高压驱动气体系统，用于根据数据控制中心的灭火信号，驱动全氟己酮储存罐中的全氟己酮雾化喷洒至电池仓，进行灭火处理。
47.可选地，传感器的输出端连接数据控制中心的输入端，数据控制中心的输出端分别连接冷却引流系统的输入端和高压驱动气体系统的输入端。
48.可选地，传感器包括温度传感器、压力传感器、烟感传感器和火焰传感器中的一种或多种；温度传感器，用于获取电池仓的温度监测数据；压力传感器，用于获取电池仓的压力监测数据；烟感传感器，用于获取电池仓的烟感监测数据；火焰传感器，用于获取电池仓的火焰监测数据。
49.可选地，冷却引流系统包括第一管路和引流泵；第一管路以s型循环布置于电池仓，第一管路的输入管口和输出管口均与全氟己酮储存罐连接；引流泵设置于第一管路，引流泵的输入端连接数据控制中心的输出端；引流泵用于根据降温信号，将全氟己酮储存罐中的全氟己酮在第一管路进行循环引流处理。
50.可选地，冷却引流系统还包括散热片、排风扇和第一电池阀；散热片贴近第一管路，均匀布置于电池仓；散热片用于对第一管路中的全氟己酮冷却降温；排风扇布置于散热片一侧，排风扇的输入端连接数据控制中心的输出端；排风扇用于根据降温信号启动，对第一管路中的全氟己酮冷却降温；第一电池阀设置于第一管路的输入管口和输出管口，第一电池阀的输入端连接数据控制中心的输出端；第一电池阀用于根据降温信号开启，连通第一管路和全氟己酮储存罐。
51.可选地，高压驱动气体系统包括第二管路、高压气体储存单元和雾化喷头；第二管路包括第一支管路和第二支管路；第一支管连接高压气体储存单元和全氟己酮储存罐；第二支管围绕电池仓布置，第二支管与全氟己酮储存罐连接；第二支管设置有若干雾化喷头；高压气体储存单元的输入端连接数据控制中心的输出端；高压气体储存单元用于根据灭火信号释放高压气体驱动全氟己酮储存罐中的全氟己酮流入第二支管，并经雾化喷头雾化喷洒至电池仓，进行灭火处理。
52.可选地，高压驱动气体系统还包括第二电池阀；第二电池阀设置于第一支管与高压气体储存单元连接处和第二支管与全氟己酮储存罐连接处；第二电池阀的输入端连接数据控制中心的输出端；第二电池阀用于根据灭火信号开启，连通第二管路、高压气体储存单元和全氟己酮储存罐。
53.可选地，全氟己酮储存罐的数量大于或等于1；其中，至少一个全氟己酮储存罐的全氟己酮用于降温处理和灭火处理，其余全氟己酮储存罐的全氟己酮均用于灭火处理。
54.需要说明的是，第一电池阀和第二电池阀为统称，其可以包括多个电磁阀，具体地，可采用常闭型电磁阀，根据通电信号开启，其中一些实施例中，排风扇以围绕散热片周围布置为优。
55.另一方面，本发明实施例提供了一种电池仓的降温灭火方法，应用于如本发明实施例第一方面的电池仓的降温灭火系统，方法包括：
56.通过传感器获取电池仓的监测数据；
57.通过数据控制中心根据预设阈值，基于传感器的监测数据向冷却引流系统发送降温信号，或，向高压驱动气体系统发送灭火信号；
58.通过冷却引流系统根据数据控制中心的降温信号，将全氟己酮储存罐中的全氟己酮引流至电池仓，进行降温处理；
59.通过高压驱动气体系统根据数据控制中心的灭火信号，驱动全氟己酮储存罐中的
全氟己酮雾化喷洒至电池仓，进行灭火处理。
60.可选地，通过数据控制中心根据预设阈值，基于传感器的监测数据向冷却引流系统发送降温信号，或，向高压驱动气体系统发送灭火信号，包括：
61.当传感器的监测数据大于第一预设阈值，通过数据控制中心向冷却引流系统发送降温信号；
62.当传感器的监测数据大于第二预设阈值，通过数据控制中心向高压驱动气体系统发送灭火信号。
63.下面结合一些具体实施例对本发明的实现原理进行进一步详细说明。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。
64.为解决现有技术的不足，本发明提供了一种全氟己酮对电池仓的降温、灭火系统设计。
65.系统的总体结构如图1所示，包括传感器、数据控制中心、全氟己酮储存罐、电池仓、电池阀、若干管道、冷却引流系统、高压驱动气体系统和雾化喷头。其中，图中的符号含义如图2所示，且细线表示传感器、数据控制中心、冷却引流系统和高压驱动气体系统的信号电路，而粗线表示全氟己酮的流动管道，管道中的长箭头表示全氟己酮流动方向。需要说明的是，电池阀也与数据控制中心电路连接，图中未示出。具体地：
66.数据控制中心：对传感器信息进行收集并作出正确指令的控制中心。
67.高压驱动气体系统：在触发数据控制中心启动灭火系统后，高压驱动气体系统通过高压气体向管道的全氟己酮释放压力，且保证全氟己酮在喷出时进行雾化。
68.冷却引流系统：如图3所示里面包含散热片、排风扇对含载热量的液态或气化后的全氟己酮冷却降温，并将气化后的全氟液化，并在引流泵引导下，流出到全氟己酮储存罐1，进而流入到电池仓内部。
69.冷却引流系统内部金属管道排列在散热片底部，金属管道与散热片底部之间存在的缝隙会有导热材料填充。
70.电池仓内部图4、图5所示，在电池单元上部有一整块金属板，金属板上方有流通的全氟己酮的金属管道，其中金属板与电池、金属板与金属管道之间有导热材料。
71.需要说明的是，散热片优选铜、铝材料；金属管道设计途径优选s型设计，材质优选铜、铝材料；导热材料优选：导热硅脂、导热硅胶、导热灌封胶；高压驱动气体系统包括高压气体储存单元及连接管路，具体地，高压气体储存单元包括高压驱动气体罐：内部有保证全氟己酮在喷出时进行雾化的高压气体，高压气体优选为氮气；以及压力开关，根据数据控制中心进行压力释放，压力开关可采用hc-y810(智能压力开关)。
72.传感器包括温度传感器、压力传感器、烟感、火焰传感器。
73.全氟己酮数量与安装：数量优选两个及其以上，安装分开控制，一个既要在降温处理中的冷却引流系中做降温供应，又要在灭火处理中与高压驱动气体系统相连做灭火供应；另一个在灭火处理中与高压驱动气体系统相连做灭火供应。
74.传感器优选的位置：电池仓内部为压力传感器、温度传感器其两种分布在每个电池上；电池仓外部为温度传感器、火焰传感器、烟感传感器其分布在电池仓四周；
75.全氟己酮对电池仓的降温、灭火可分为两个阶段1)降温阶段：电池仓内部的温度传感器、压力传感器接受到电子信号后传递给数据控制中心，数据控制中心发出指令使得
全氟己酮储存罐1通向电池仓内部方向的电池阀打开，冷却、引流系统电池阀打开。在冷却、引流系统装置下，全氟己酮在s型金属管内循环降温。2)灭火阶段：当电池仓的外部传感器如：温度传感器、火焰传感器、烟感传感器接收到到信号后，将信号传递给数据控制中心，数据控制中心发出指令使得全氟己酮储存罐2、高压驱动气体系统，两者电池阀打开。全氟己酮储存罐1通向电池仓内部方向的电池阀关闭，通向电池仓外部的电池阀打开，冷却、引流系统输出端的电池阀关闭。全氟己酮在高压气体驱动下通过灭火管道，最终在雾化喷头作用下雾化喷出，达到灭火目的。需要说明的是，灭火阶段冷却引流系统停止工作；灭火时冷却引流系统的输出端的电池阀关闭。
76.基于上述系统实施例的部分实施方案如下：
77.降温阶段：
78.将电池仓内部温度传感器报警温度设定在30℃电池仓通电，电池仓正常运作后，电池仓内部升温，升温至报警温度30℃，数据控制中心发出指令使得全氟己酮储存罐1的电池阀打开，冷却引流系统电池阀打开，在冷却引流系统装置下全氟己酮在s型金属管内循环降温。当解除30℃报警、改为50℃报警时，冷却引流系统装置停止运作。当电池仓内部升温上升到50℃。冷却、引流系统装置再次启动降温。
79.灭火阶段：
80.将电池仓外部温度传感器设定80℃，电池仓内部短路，使得电池仓内部着火，烟雾冒出来，外部温度升高，明火也会出现在电池仓外部，外部传感器收到信号，将信号传递给数据控制中心，数据控制中心发出指令使得全氟己酮储存罐2、高压驱动气体系统，两者的电池阀打开。全氟己酮储存罐1通向电池仓内部方向的电池阀关闭，通向电池仓外部的电池阀打开，冷却、引流系统输出端的电池阀关闭。全氟己酮在高压气体驱动下通过灭火管道，最终在雾化喷头作用下雾化喷出后明火熄灭。
81.综上所述，本发明通过数据控制中心基于传感器的监测数据，进而应用全氟己酮实现电池仓的降温处理与灭火处理的结合，全氟己酮本身具有良好的气化性，不仅对电池仓有降温作用，能够有效抑制电池仓过热时激烈的化学反应，且在气化过程中一般不会附着在电池包等元器件表面，对电池包等元器线路无任何不良影响，更不会因其使用造成线路短路，能够防止引起线路短路带来的二次起火损害。
82.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
83.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
84.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。