本發(fā)明涉及新能源汽車領(lǐng)域，尤其涉及用于防止新能源汽車中電池箱著火、爆炸的動(dòng)力電池安全系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，各國(guó)政府對(duì)于其中的一個(gè)主要污染源：汽車尾氣的排放的要求越來(lái)越嚴(yán)格，從而在一定程度上給新能源汽車的快速發(fā)展，帶來(lái)了很大的機(jī)遇。而隨著人類環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，為減少大氣污染，采用電池作為動(dòng)力的交通工具越來(lái)越多，每年的電動(dòng)汽車銷售量以30％的速度遞增，但隨著新能源汽車的保有量不斷增加，發(fā)生的自燃和起火事件也逐漸開(kāi)始增多。經(jīng)過(guò)分析，動(dòng)力電池的保護(hù)是一個(gè)重要的問(wèn)題。

目前新能源汽車用動(dòng)力電池主要包括鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池三類。其中由于鋰離子電池具有比容量大、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為新能源汽車的首選動(dòng)力電池。

使用時(shí)，一般需要在新能源汽車上將很多的單體電池裝置于多個(gè)電池箱內(nèi)，通過(guò)串、并聯(lián)形成電池組來(lái)達(dá)到汽車動(dòng)力源的要求。但是由于生產(chǎn)工藝等原因，各個(gè)電池的容量和性能會(huì)存在一定的差異，容量小性能差的電池會(huì)出現(xiàn)過(guò)放現(xiàn)象或過(guò)充現(xiàn)象，導(dǎo)致電池正負(fù)極片間的隔膜會(huì)被擊穿而短路，進(jìn)而產(chǎn)生高溫，過(guò)熱使電解液汽化，膨脹而使電池外殼破裂，甚至發(fā)生著火或爆炸等諸多問(wèn)題。在某些異常情況下，比如電解液漏液時(shí)，動(dòng)力電池包將產(chǎn)生一種刺鼻的異常氣味。而電解液消耗過(guò)多或虧損時(shí)，汽車發(fā)電機(jī)會(huì)向動(dòng)力電池包強(qiáng)行充電，這時(shí)會(huì)使電池組充電過(guò)熱而冒白煙。

為平衡不同電池組，業(yè)界采用了BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，電池管理系統(tǒng))系統(tǒng)，其能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)視各電池組電壓、電流及溫度，均衡各單體電池的電壓，使電池組中的各單體電池的容量與性能盡量的趨于一致，但是目前的BMS系統(tǒng)可靠性能并不高，無(wú)法完全杜絕新能源汽車電池箱發(fā)生著火、爆炸的隱患。

因此，在新能源汽車上設(shè)置滅火裝置是必須的，而在某些極端情況下如何實(shí)現(xiàn)阻燃，避免電池包持續(xù)升溫及電池連鎖反應(yīng)是電動(dòng)汽車上滅火裝置需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新能源汽車動(dòng)力電池安全系統(tǒng)，其能預(yù)先及時(shí)發(fā)現(xiàn)新能源汽車的動(dòng)力電池包出現(xiàn)異常、極端情況，自動(dòng)、及時(shí)地對(duì)電池進(jìn)行降溫滅火。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種新能源汽車動(dòng)力電池安全裝置，其特征在于，該裝置包括控制裝置、至少一組電池箱、預(yù)警傳感器和滅火裝置；其中所述預(yù)警傳感器包括電池箱內(nèi)的氣味傳感器和設(shè)置于車內(nèi)電池箱外的溫度傳感器，預(yù)警傳感器用于檢測(cè)電池箱內(nèi)外的環(huán)境條件，所述預(yù)警傳感器與所述控制裝置連接，所述控制裝置與所述滅火裝置連接；當(dāng)所述預(yù)警傳感器檢測(cè)到電池箱的環(huán)境條件超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，其會(huì)向所述控制裝置發(fā)出預(yù)警信號(hào)，并且所述控制裝置根據(jù)預(yù)警信息來(lái)觸發(fā)所述滅火裝置。

進(jìn)一步講，所述預(yù)警傳感器還包括設(shè)置在電池箱內(nèi)的煙霧傳感器和/或溫度傳感器。

進(jìn)一步講，設(shè)置于車內(nèi)電池箱外的溫度傳感器，其與所述控制裝置連接并向其傳遞檢測(cè)到的電池箱外溫度信號(hào)。

進(jìn)一步講，當(dāng)電池箱內(nèi)產(chǎn)生異常氣味時(shí)，氣味傳感器會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)或觸發(fā)滅火裝置。

進(jìn)一步講，電池箱內(nèi)產(chǎn)生異常氣味的情況可以是電解液漏液。

進(jìn)一步講，其中所述滅火裝置包括滅火裝置A，其內(nèi)存儲(chǔ)有滅火劑，滅火劑通過(guò)輸送管道(7)將其內(nèi)的滅火劑輸送到電池包旁，輸送管道(7)上這有電磁閥(3)。

進(jìn)一步講，其中所述滅火裝置包括滅火裝置B，其內(nèi)存儲(chǔ)有冷卻劑，冷卻劑通過(guò)輸送管道(8)將其內(nèi)的冷卻劑輸送到電池包旁，輸送管道(8)上這有電磁閥(4)。

進(jìn)一步講，其中所述控制裝置還與所在新能源汽車的BMS系統(tǒng)通訊連接，與控制裝置連接的存儲(chǔ)單元。

進(jìn)一步講，其還包括緊急滅火按鈕，緊急滅火按鈕與所述控制裝置連接，用于直接通知所述控制裝置控制所述滅火裝置進(jìn)行環(huán)境降溫處理。

進(jìn)一步講，所述控制裝置還與所在新能源汽車的通訊單元進(jìn)行通訊連接，用于向其發(fā)送電池包溫度異常的信息。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于，本發(fā)明涉及的一種新能源汽車動(dòng)力電池安全系統(tǒng)，其能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)所在電動(dòng)車輛的電池包的溫度異?；驑O端情況，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行降溫處理，即使在已然發(fā)生燃燒的情況下，也能對(duì)其進(jìn)行快速的滅火處理，有效的解決了人工從發(fā)現(xiàn)新能源汽車突發(fā)著火到實(shí)施滅火過(guò)程存在的時(shí)間滯后問(wèn)題，降低安全隱患。并且，還能提供電池包溫度異常的預(yù)警播報(bào)，給操作人更多的時(shí)間反應(yīng)，進(jìn)一步的提升了安全系數(shù)。

進(jìn)一步的，其包括的所述滅火裝置涉及使用的冷卻材料，能夠使得電池溫度降至電化學(xué)反應(yīng)溫度條件以下，使得電池電化學(xué)反應(yīng)停止，從而減少電池材料的浪費(fèi)，延長(zhǎng)電池壽命，更加環(huán)保。且，所述滅火裝置噴放材料具有強(qiáng)絕緣性，不會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生二次損害，且易揮發(fā)少殘留，環(huán)保無(wú)毒。

附圖說(shuō)明

圖1是對(duì)應(yīng)于本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種新能源汽車動(dòng)力電池安全系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合較佳實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明涉及的一種新能源汽車動(dòng)力電池安全系統(tǒng)的技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì)說(shuō)明。

請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種新能源汽車動(dòng)力電池安全系統(tǒng)，其包括控制裝置1、存儲(chǔ)單元2、電磁閥3、電磁閥4、滅火裝置A、滅火裝置B、輸送管道1、輸送管道2、緊急滅火按鈕9、煙霧傳感器11、溫度傳感器12、13、氣味傳感器14、電池箱1、2。煙霧傳感器11、溫度傳感器12、氣味傳感器14置于電池箱內(nèi)，用以檢測(cè)電池箱內(nèi)溫度、煙霧及氣味，并連接至控制裝置。

其中，滅火裝置B中裝有冷卻劑，其通過(guò)輸送管道8連接到電池箱內(nèi)的電池包旁，所述輸送管道8上設(shè)置有用于開(kāi)閉管路的電磁閥4。所述滅火裝置A中裝有滅火劑，其通過(guò)輸送管道7連接到電池箱內(nèi)的電池包旁，所述輸送管道7上設(shè)置有用于開(kāi)閉管路的電磁閥3。

所述存儲(chǔ)單元2用于存儲(chǔ)電池工作時(shí)長(zhǎng)、溫度信息、電流、電壓等，以供所述控制裝置1查詢。所述控制裝置1分別與所述煙霧傳感器11、溫度傳感器12、氣味傳感器14連接，并接收其傳送的數(shù)據(jù)，進(jìn)而控制后續(xù)所述滅火裝置5、6的操作。其中所述煙霧傳感器11、氣味傳感器和溫度傳感器12設(shè)置在電池包所在電池箱內(nèi)，臨近電池包。

進(jìn)一步的，在電池包所在電池箱外，或者車內(nèi)其他合適的位置，還可設(shè)置溫度傳感器13，用以檢測(cè)車內(nèi)溫度即電池箱外溫度。其與所述控制裝置1連接并向其傳遞檢測(cè)到的電池箱外溫度信號(hào)。所述控制裝置1檢測(cè)接收到的所述電池箱外溫度信號(hào)與電池箱內(nèi)溫度傳感器12傳來(lái)的溫度信號(hào)之間的溫差，一旦溫差超過(guò)預(yù)設(shè)范圍，例如，30度，會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)或是觸發(fā)滅火裝置5、6對(duì)電池箱內(nèi)電池包進(jìn)行降溫，從而減少電池自燃的隱患。

進(jìn)一步的，所述新能源汽車動(dòng)力電池安全系統(tǒng)可安裝在任意合理空間內(nèi)，其滅火裝置5、6通過(guò)輸送管道7、8連接至電池箱內(nèi)的電池包旁，并在電池包附近布置合理的滅火點(diǎn)。所述控制裝置1通過(guò)控制設(shè)置在所述輸送管道7、8上的電磁閥3、4，來(lái)控制所述滅火裝置5、6通過(guò)管路向所述電池包輸送滅火劑和冷卻劑。

所述控制裝置1還與所在新能源汽車的BMS系統(tǒng)和通訊單元10通訊連接。對(duì)于前者，其可接收來(lái)自前者的報(bào)警信息，進(jìn)而控制所述滅火裝置5、6進(jìn)行電池包環(huán)境降溫處理。對(duì)于后者，其可以向其傳遞預(yù)警信息，以便通過(guò)其提醒車內(nèi)人員，預(yù)先做好準(zhǔn)備，可以認(rèn)為這是一種預(yù)警功能。具體來(lái)講，當(dāng)所述控制控制1發(fā)現(xiàn)電池包溫度上升過(guò)快時(shí)，可通過(guò)所在電動(dòng)車輛的CAN總線向所述通訊單元10發(fā)出預(yù)警信息。

當(dāng)本發(fā)明涉及的所述滅火裝置被觸發(fā)后，在一個(gè)具體實(shí)施方式中，其中所述滅火裝置B會(huì)通過(guò)管道向異常電池包全范圍的釋放冷卻劑，使異常電池包的環(huán)境溫度迅速下降至電化學(xué)反應(yīng)所需溫度以下。所述滅火裝置A也會(huì)通過(guò)管道向異常電池包全范圍的釋放滅火劑，讓阻燃材料覆蓋在異常電池包的表面，將電池包燃燒范圍與外界隔絕，起到阻燃及延長(zhǎng)電池包升溫時(shí)間、延緩電池包連鎖反應(yīng)的作用。

對(duì)于上述涉及的所述本發(fā)明涉及的滅火裝置的觸發(fā)條件，可以但不限于以下幾種方式：

(1)當(dāng)電池包附近的溫度傳感器12檢測(cè)到環(huán)境溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)或者當(dāng)所述煙霧傳感器11探測(cè)到環(huán)境內(nèi)有煙霧時(shí)，其會(huì)將感應(yīng)到的過(guò)溫信號(hào)A發(fā)給所述控制裝置1，所述控制裝置1觸發(fā)滅火裝置5、6；

(2)如果由于某種原因?qū)е铝穗姵匕臄D壓、短路等情況，電池包單體溫度升高，被所在車輛的BMS系統(tǒng)檢測(cè)到，則所述BMS系統(tǒng)發(fā)出過(guò)溫信號(hào)B給所述控制裝置1，觸發(fā)所述滅火裝置5、6；

(3)當(dāng)車內(nèi)人員意識(shí)到某種原因?qū)е萝噧?nèi)著火，而所述溫度傳感器12或煙霧傳感器11失靈時(shí)，則可按動(dòng)緊急滅火按鈕9，從而發(fā)送過(guò)溫信號(hào)C給所述控制裝置1，觸發(fā)所述滅火裝置5、6；

(4)當(dāng)所述控制裝置1自身檢測(cè)到電池包溫度上升趨勢(shì)過(guò)快時(shí)，盡管溫度未超過(guò)安全溫度值，其會(huì)觸發(fā)所述滅火裝置B，由所述滅火裝置B釋放部分冷卻材料，降低異常電池包的溫度；

(5)所述控制裝置1檢測(cè)接收到的所述電池箱外溫度信號(hào)與電池箱內(nèi)溫度傳感器12傳來(lái)的溫度信號(hào)A之間的溫差，一旦溫差超過(guò)預(yù)設(shè)范圍，例如，30度，會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)或是觸發(fā)所述滅火裝置5、6對(duì)電池箱內(nèi)電池包進(jìn)行降溫，從而減少電池自燃的隱患。

(6)氣味傳感器14檢測(cè)到動(dòng)力電池包產(chǎn)生的異常氣味(不限于電解液漏液產(chǎn)生的氣味)會(huì)將感應(yīng)到的信號(hào)給控制裝置，預(yù)警信號(hào)并觸發(fā)自動(dòng)滅火裝置。

本發(fā)明涉及的一種新能源汽車動(dòng)力電池安全系統(tǒng)，其能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)所在電動(dòng)車輛的電池包的溫度異常情況，并能夠?qū)ζ溥M(jìn)行降溫處理，即使在已然發(fā)生燃燒的情況下，也能進(jìn)行快速的滅火處理，有效的解決了人工從發(fā)現(xiàn)新能源汽車突發(fā)著火到實(shí)施滅火過(guò)程存在的時(shí)間滯后問(wèn)題，降低安全隱患。并且，還能提供電池包溫度異常的預(yù)警播報(bào)，給操作人更多的時(shí)間反應(yīng)，進(jìn)一步的提升了安全系數(shù)。

進(jìn)一步的，其包括的滅火裝置涉及使用的冷卻材料，能夠使得電池溫度降至電化學(xué)反應(yīng)溫度條件以下，使得電池電化學(xué)反應(yīng)停止，從而減少電池材料的浪費(fèi)，延長(zhǎng)電池壽命，更加環(huán)保。且，所述滅火裝置噴放材料具有強(qiáng)絕緣性，不會(huì)對(duì)電池產(chǎn)生二次損害，且易揮發(fā)少殘留，環(huán)保無(wú)毒。

需要指出的是，上述較佳實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。