一种乘用车动力电池系统自动灭火系统技术方案

本实用新型专利技术公开了汽车安全消防技术领域的一种乘用车动力电池系统自动灭火系统，包括空调冷却子系统和连接于空调子系统内部的自动灭火子系统，自动灭火子系统，包括控制器、电磁阀、传感器、报警器和电池包，控制器，对接收的信号数据进行处理，并根据处理信息输出指令，电磁阀，其输入端与控制器的输出端连接，用于接收控制器输出的灭火信号，启动灭火，传感器，其输出端与控制器的输入端连接，用于检测电池包内部的环境数据，报警器，其输入端与控制器的输出端连接，用于接收控制器输出的报警信号，启动报警，所述电池包还连接有BMS，不占据额外体积，方便布置，提高整车轻量化水平。

An automatic fire extinguishing system for power battery system of passenger car

【技术实现步骤摘要】
一种乘用车动力电池系统自动灭火系统
本技术涉及汽车安全消防
，具体为一种乘用车动力电池系统自动灭火系统及控制方法。
技术介绍
新能源汽车是我国七大战略性新兴产业之一，其动力来源是电池包，电池包的安全性和可靠性作为整车动力源尤为关键。当电池包内部发生短路、热失控、高温、受外力挤压、穿刺等都容易引起电池或电容器的热膨胀而导致爆炸和燃烧。传统解决方案是在新能源汽车上装载动力电池系统自动灭火装置，采用自动灭火装置主机与传感器、灭火管相结合的形式，布置方式复杂，占据空间较大，且质量较大，影响了整车的轻量化水平。基于此，本技术设计了一种乘用车动力电池系统自动灭火系统及控制方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种乘用车动力电池系统自动灭火系统及控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的在新能源汽车上装载动力电池系统自动灭火装置，占据空间较大，且质量较大，影响了整车的轻量化水平的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案一种乘用车动力电池系统自动灭火系统，包括空调冷却子系统和连接于空调冷却子系统内部的自动灭火子系统。自动灭火子系统，包括控制器、电磁阀、传感器、报警器和电池包，所述控制器包括PIC单片机、数据处理模块、信号滤波调理模块和A/D信号采集模块，所述信号滤波调理模块通过A/D信号采集模块与PIC单片机的输出端连接，所述PIC单片机电信号连接数据处理模块，所述传感器的输出端与信号滤波调理模块的输入端连接，所述电磁阀和报警器的输入端与信号滤波调理模块的输出端连接，所述控制器与电池包连接，所述电池包接于空调冷却子系统内，所述电池包包括BMS和电池单元，所述电池单元的一侧设有PIC电路板，所述传感器和控制器均安装于PIC电路板上，所述报警器的输入端通过信号线与PIC单片机的输出端连接；所述空调冷却子系统包括用于连接的高压液体管，所述高压液体管通过三通阀分别连接有进液管和回液管，所述进液管和回液管的输出端连接有灭火剂管，所述灭火剂管的底部均匀安装有喷嘴，所述喷嘴位于电池单元的上方，所述电磁阀安装在进液管和回液管的外壁上。优选的，空调冷却子系统包括蒸发箱、电动压缩机、冷凝器、储液干燥器、风扇和空调控制器，蒸发箱的输出端通过低压气体管与所述电动压缩机输入端连接，电动压缩机的输出端通过高压气体管与冷凝器输入端连接，冷凝器的输出端与储液干燥器的输入端连接，储液干燥器的输出端通过高压液体管和H型膨胀阀与蒸发箱输入端连接，风扇包括冷凝风扇和蒸发风扇，空调控制器与所述电动压缩机、冷凝器、储液干燥器、蒸发箱、风扇双向连接。优选的，所述电动压缩机和高压气体管的连接处设有安全阀，所述储液干燥器与高压液体管的连接处设有压力开关。优选的，所述传感器为PT100温度传感器、GQQ0.1烟雾浓度传感器和MS2200气体浓度传感器。优选的，所述报警器采用蜂鸣器或者声光报警器。一种乘用车动力电池系统自动灭火系统的控制方法，该种控制方法具体步骤如下：S1：将自动灭火系统接通电源，通过BMS进行自检，BMS检测电池单元的电压和电流信号，若检测到故障则执行S6，否则执行S2；S2：通过传感器对电池包的温度数据、气体浓度数据和烟雾浓度数据进行检测，PIC单片机通过信号滤波调理模块和A/D信号采集模块共同完成信号数据的采集和数字滤波，并通过数据处理模块进行处理，执行S3；S3：PIC单片机控制数据处理模块将采集到的温度、气体浓度、烟雾浓度数据与预设一级阈值进行比较，若检测数值到达一级阈值，执行S4，否则重复执行S2和S3；S4：PIC单片机输出报警指令，控制报警器进行报警，并继续采集温度、气体浓度、烟雾浓度数据；S5：PIC单片机控制数据处理模块将采集到的温度、气体浓度、烟雾浓度数据与预设二级阈值进行比较，若检测数值到达二级阈值，执行S6，否则返回执行S4；S6：PIC单片机输出报警和灭火指令，控制报警器进行报警，并同时启动电磁阀，将位于高压液体管内的冷媒介质通过进液管和回液管，并通过灭火剂管向电池包内进行灭火。优选的，所述冷媒介质为添加了灭火药剂的新型冷媒介质，具有制冷效果好、灭火能力强的特点。优选的，所述数据处理模块处理的具体步骤如下：S2.1：对传感器所采集的温度数据、气体浓度数据或者烟雾浓度数据分别进行变化率运算，获得温度数据t、气体浓度数据g和烟雾浓度数据y；S2.2：对温度数据t、气体浓度数据g和烟雾浓度数据y分别进行微分运算，得到温度变化率a(t)、气体浓度变化率a(g)和烟雾浓度变化率a(y)；S2.3：将温度变化率a(t)、气体浓度变化率a(g)和烟雾浓度变化率a(y)与一级阈值t1、g1和y1和二级阈值t2、g2和y2进行比较，判断是否发生报警或者灭火。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术在整车空调的基础上形成的自动灭火系统，在整车空调系统中采用的冷媒介质为制冷剂，用于制冷和灭火，该冷媒介质具有瞬间吸热的功能，可以在常规制冷剂的基础上添加一些阻燃剂，将空调管路高压液体管一端预埋在电池包内，用电磁阀控制，同时电池包内布置采集电池热失控特征信息的传感器，如PT100温度传感器、气体传感器和烟雾传感器，检测无故障时，整车正常工作，检测有故障时，灭火系统设置二级阈值，一级阈值用以预警，二级阈值用以灭火，当检测到电池包内需要灭火时，打开电磁阀，让冷媒介质流入电池包进行灭火，不占据额外体积，方便布置，提高整车轻量化水平。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术自动灭火系统结构示意图；图2为本技术电池包局部放大图；图3为本技术电池包内部结构示意图；图4为本技术自动灭火系统工作原理图；图5为本技术控制器电路图；图6为本技术工作流程图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-蒸发箱，2-电动压缩机，3-冷凝器，4-储液干燥器，5-电池包，6-低压气体管，7-安全阀，8-高压气体管，9-高压液体管，10-压力开关，11-H型膨胀阀，12-三通管，13-进液管，14-回液管，15-电磁阀，16-灭火剂管，17-传感器，18-BMS，19-报警器，20-控制器，21-喷嘴，22-电池单元，23-PIC电路板，24-信号线，25-数据处理模块，26-PIC单片机，27-信号滤波调理模块，28-A/D信号采集模块。具体实施方式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，本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乘用车动力电池系统自动灭火系统，包括空调冷却子系统和连接于空调子系统内部的自动灭火子系统，其特征在于，自动灭火子系统，包括控制器（20）、电磁阀（15）、传感器（17）、报警器（19）和电池包（5），所述控制器（20）包括PIC单片机（26）、数据处理模块（25）、信号滤波调理模块（27）和A/D信号采集模块（28），所述信号滤波调理模块（27）通过A/D信号采集模块（28）与PIC单片机（26）的输出端连接，所述PIC单片机（26）电信号连接数据处理模块（25），所述传感器（17）的其输出端与信号滤波调理模块（27）的输入端连接，所述电磁阀（15）和报警器（19）的输入端与信号滤波调理模块（27）的输出端连接，所述控制器（20）与电池包（5）连接，所述电池包（5）接于空调冷却子系统内，所述电池包（5）包括BMS（18）和电池单元（22），所述电池单元（22）的一侧设有PIC电路板（23），所述传感器（17）和控制器（20）均安装于PIC电路板（23）上，所述报警器（19）的输入端通过信号线（24）与PIC单片机（26）的输出端连接；/n所述空调冷却子系统包括用于连接电池包（5）的高压液体管（9），所述高压液体管（9）通过三通管（12）分别连接有进液管（13）和回液管（14），所述进液管（13）和回液管（14）的输出端连接有灭火剂管（16），所述灭火剂管（16）的底部均匀安装有喷嘴（21），所述喷嘴（21）位于电池单元（22）的上方，所述电磁阀（15）安装在进液管（13）和回液管（14）的外壁上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种乘用车动力电池系统自动灭火系统，包括空调冷却子系统和连接于空调子系统内部的自动灭火子系统，其特征在于，自动灭火子系统，包括控制器（20）、电磁阀（15）、传感器（17）、报警器（19）和电池包（5），所述控制器（20）包括PIC单片机（26）、数据处理模块（25）、信号滤波调理模块（27）和A/D信号采集模块（28），所述信号滤波调理模块（27）通过A/D信号采集模块（28）与PIC单片机（26）的输出端连接，所述PIC单片机（26）电信号连接数据处理模块（25），所述传感器（17）的其输出端与信号滤波调理模块（27）的输入端连接，所述电磁阀（15）和报警器（19）的输入端与信号滤波调理模块（27）的输出端连接，所述控制器（20）与电池包（5）连接，所述电池包（5）接于空调冷却子系统内，所述电池包（5）包括BMS（18）和电池单元（22），所述电池单元（22）的一侧设有PIC电路板（23），所述传感器（17）和控制器（20）均安装于PIC电路板（23）上，所述报警器（19）的输入端通过信号线（24）与PIC单片机（26）的输出端连接；
所述空调冷却子系统包括用于连接电池包（5）的高压液体管（9），所述高压液体管（9）通过三通管（12）分别连接有进液管（13）和回液管（14），所述进液管（13）和回液管（14）的输出端连接有灭火剂管（16），所述灭火剂管（16）的底部均匀安装有喷嘴（21），所述喷嘴（21）位于电池单...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡东海，沈宝斧，刘嘉，韩芳，
申请(专利权)人：泰州市盛飞液压件有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32