一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱制造技术

本发明专利技术一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，包括电池箱本体，与箱体匹配的电池箱盖；电池箱本体内安装有电池组；电池箱盖具有内腔，布设安装有气体发生器、检测控制单元、灭火剂和灭火剂喷头。通过对电池箱内温度、烟雾、可燃气体和火焰等环境变量的检测，综合判定电池热失控状态；灭火剂采用干粉或水基灭火剂，不导电，无压力存储，适于电池箱环境使用；本发明专利技术提供的电池箱能够及时准确的判定箱内电池组热失控状态，并可自动喷射灭火剂进行控制，检测时机早，灭火效果好。

A battery box with the function of detecting and controlling the thermal runaway state of battery

【技术实现步骤摘要】
一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱
本专利技术涉及一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，用于电池组的热失控状态检测与控制，属于汽车安全领域。
技术介绍
随着能源危机与环境污染等问题的日益突出，新能源交通得到国家政策的大力扶持，电动汽车的发展如火如荼，我国已成为全球最大的新能源汽车生产国和第一大市场。随着电动汽车的增多，其电池安全问题逐渐暴露，着火事件时有发生，电池安全问题愈加受到重视，越来越多的电动汽车安装电池热失控状态检测与控制装置。目前常用电池热失控状态检测与控制装置主要有两种，一种是集中式布局，将灭火剂存储容器在车上集中放置，一般放置在车尾部或行李舱内，通过管道将灭火剂通到各个电池舱内。同时在电池舱内安装检测装置，通过检测电池舱内的温度、烟雾或火焰等来判定电池热失控状态，发生火灾时喷射灭火剂灭火。另一种是分布式布局，将灭火剂分布放置在各个电池舱内，同时放置检测装置，通过检测电池舱内的温度、烟雾或火焰等来判定电池热失控状态，发生火灾时喷射灭火剂灭火。两种电池热失控状态检测与控制装置均独立于电池箱设计，在车辆总成或后期改造时安装，一般安装在电池舱内，对电池箱安全状态进行监控，发生火灾时喷射灭火剂灭火。存在需要对车辆进行改造，布置管道，且无法检测电池箱内电池热失控状态，检测时机晚，灭火效果差等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，有利于电池组热失控状态的检测和灭火控制，大力提升电池组的安全性。本专利技术的技术方案是：一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，包括电池箱本体，与箱体匹配的电池箱盖；电池箱本体内安装有电池组；电池箱盖具有内腔，布设安装有气体发生器、检测控制单元、灭火剂和灭火剂喷头；所述气体发生器安装在电池箱盖腔体内，与检测控制单元连接；通入DC24V电压可激活，产生大量氮气等非可燃气体。所述检测控制单元安装在电池箱盖内壁中心位置，内部安装有温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器及火焰传感器，用于检测电池箱内环境温度、烟雾含量、可燃气体含量及火焰情况。所述灭火剂安装在电池箱盖腔体内，采用液体或粉末状态的灭火剂，具体为干粉或水基灭火剂，无压力存储。所述灭火剂喷头安装在电池箱盖内壁，均匀布置，喷头数量与电池箱盖大小匹配，保证喷头间隔距离<30cm。所述温度传感器实时采集电池箱内温度，检测范围-50～300℃，检测精度±0.5℃；当检测到温度超过设定的阈值或温度变化率过快时，通过总线发送报警报文，设定环境温度阈值为85℃，温度变化率为2℃/s。所述可燃气体传感器实时采集电池箱内可燃气体含量，采用半导体式气体传感器，检测甲烷、丙烷、一氧化碳、氢气、硫化氢气体；检测量程0～50000ppm，分辨率50ppm，精度±5％；当检测到可燃气体含量超过设定的可燃气体含量报警阈值时，通过总线发送报警报文，设定可燃气体含量报警阈值为5000ppm。所述烟雾传感器实时采集电池箱内烟雾含量，采用光电式或离子式传感器，检测电池箱内烟雾颗粒浓度；检测量程0.10～0.25dB/m，精度±5％；当检测到烟雾含量超过设定的烟雾含量报警阈值时，通过总线发送报警报文，设定烟雾含量报警阈值为0.15dB/m。所述火焰传感器对电池箱进行不间断的监测，把火灾特征参数及时准确地检测出来并报警；火焰传感器在其他传感器不能对电池初期灭火判断起作用时，作为电池火灾最终判断依据，同时发送报警报文。所述灭火剂喷头为压力控制，内含压力控制阀，当电池箱内压力达到限定值时，压力控制阀打开，将灭火剂喷入电池箱内。还包括报警显示单元，报警显示单元实时显示各个电池箱电池热失控状态，通过CAN总线或RS485总线与检测控制单元通信，显示电池箱报警状态。本专利技术与现有技术相比的优点在于：通过采集电池箱内热失控相关可测量(温度、烟雾、火焰、气体成分等)，进行电池安全状态评估，根据评估结果，触发灭火控制，同时进行通信报警。灭火时机较早，可在热失控初期进行控制，实现箱内灭火，灭火效果好，能够有效防止复燃。且灭火剂为非储压式，可以是液体或粉末状态，无需管道布置，无需对整车进行二次改造，适应性广，可有效控制电池热失控状态发展。附图说明图1为本专利技术电池箱使用组成框图。图2为本专利技术电池箱结构图。具体实施方式下面结合附图具体阐述本专利技术工作原理。如附图1所示，本专利技术可以通过CAN总线或RS485总线组成网络，并可通过报警显示单元显示各个电池箱电池热失控状态。如附图2所示，一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱由电池箱本体1，与箱体匹配的具有内腔的电池箱盖2组成。一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，包括电池箱本体1，与箱体匹配的具有内腔的电池箱盖2。其中，所述电池箱本体1内安装电池组，电池组大小与实际需求匹配。其中，所述电池箱盖2具有内腔，布设安装有气体发生器2-1、检测控制单元2-2、灭火剂2-3和灭火剂喷头2-4。其中，所述气体发生器2-1安装在电池箱盖2腔体内，与检测控制单元2-2连接。通入DC24V(12～30V)电压可激活，产生大量氮气等非可燃气体。其中，所述检测控制单元2-2安装在电池箱盖2内壁中心位置，内有温度、烟雾、可燃气体及火焰传感器，用于检测电池箱内环境温度、烟雾含量、可燃气体含量及火焰情况。(1)温度检测实时采集电池箱内温度，检测范围-50～300℃，检测精度±0.5℃。当检测到温度超过设定的阈值或温度变化率过快时，通过总线发送报警报文，初步设定环境温度阈值为85℃，温度变化率为2℃/s。(2)可燃气体检测实时采集电池箱内可燃气体含量，采用半导体式气体传感器，具有灵敏度高、响应速度快等优点。可以检测甲烷、丙烷、一氧化碳、氢气、硫化氢等可燃性气体。检测量程0～50000ppm，分辨率50ppm，精度±5％。当检测到可燃气体含量超过设定的阈值时，通过总线发送报警报文，初步设定可燃气体含量报警阈值为5000ppm。(3)烟雾检测实时采集电池箱内烟雾含量，采用光电式或离子式传感器，检测电池箱内烟雾颗粒浓度。检测量程0.10～0.25dB/m，精度±5％。当检测到烟雾含量超过设定的阈值时，通过总线发送报警报文，初步设定烟雾含量报警阈值为0.15dB/m。(4)火焰检测火焰传感器对电池箱进行不间断的监测，把火灾特征参数及时准确地检测出来并报警。由于传感器安装于密闭电池包内部，干扰光作用有限，只需选取反应时间较快的普通火焰传感器即可，火焰传感器在前几种传感器不能对电池初期灭火判断起作用时，作为电池火灾最终判断依据，同时发送报警报文。其中，所述灭火剂2-3安装在电池箱盖2腔体内，可以是液体或粉末状态，如干粉或水基灭火剂，无压力存储。所用灭火剂的剂量与电池箱体容积相匹配，保证灭火浓度。其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，其特征在于：包括电池箱本体(1)，与箱体匹配的电池箱盖(2)；电池箱本体(1)内安装有电池组；电池箱盖(2)具有内腔，布设安装有气体发生器(2-1)、检测控制单元(2-2)、灭火剂(2-3)和灭火剂喷头(2-4)；/n所述气体发生器(2-1)安装在电池箱盖(2)腔体内，与检测控制单元(2-2)连接；通入DC24V电压可激活，产生大量氮气等非可燃气体。/n所述检测控制单元(2-2)安装在电池箱盖(2)内壁中心位置，内部安装有温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器及火焰传感器，用于检测电池箱内环境温度、烟雾含量、可燃气体含量及火焰情况。/n所述灭火剂(2-3)安装在电池箱盖(2)腔体内，采用液体或粉末状态的灭火剂，具体为干粉或水基灭火剂，无压力存储。/n所述灭火剂喷头(2-4)安装在电池箱盖(2)内壁，均匀布置，喷头数量与电池箱盖大小匹配，保证喷头间隔距离<30cm。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，其特征在于：包括电池箱本体(1)，与箱体匹配的电池箱盖(2)；电池箱本体(1)内安装有电池组；电池箱盖(2)具有内腔，布设安装有气体发生器(2-1)、检测控制单元(2-2)、灭火剂(2-3)和灭火剂喷头(2-4)；
所述气体发生器(2-1)安装在电池箱盖(2)腔体内，与检测控制单元(2-2)连接；通入DC24V电压可激活，产生大量氮气等非可燃气体。
所述检测控制单元(2-2)安装在电池箱盖(2)内壁中心位置，内部安装有温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器及火焰传感器，用于检测电池箱内环境温度、烟雾含量、可燃气体含量及火焰情况。
所述灭火剂(2-3)安装在电池箱盖(2)腔体内，采用液体或粉末状态的灭火剂，具体为干粉或水基灭火剂，无压力存储。
所述灭火剂喷头(2-4)安装在电池箱盖(2)内壁，均匀布置，喷头数量与电池箱盖大小匹配，保证喷头间隔距离<30cm。


2.根据权利要求1所述的一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，其特征在于：所述温度传感器实时采集电池箱内温度，检测范围-50～300℃，检测精度±0.5℃；当检测到温度超过设定的阈值或温度变化率过快时，通过总线发送报警报文。


3.根据权利要求2所述的一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，其特征在于：设定环境温度阈值为85℃，温度变化率为2℃/s。


4.根据权利要求1所述的一种具有电池热失控状态检测与控制功能的电池箱，其特征在于：所述可燃气体传感器实时采集电池箱内可燃气体含量，采用半导体式气体传感器，检测甲烷、丙烷、一氧化碳、氢气、硫化氢气体；检测量程0～500...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑再平，杨斌，王开春，张益齐，徐秀华，付天华，李旭阳，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11