一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置及方法，所述装置包括停车限位器，消防水管，与消防水管连接的螺旋喷头；所述停车限位器设置于停车位底线前，所述停车限位器设置有安装槽，所述螺旋喷头呈倾斜状设置于安装槽内部且与消防水管连接，以使螺旋喷头喷出的灭火介质覆盖汽车底部的动力电池区域，本发明专利技术通过设置停车限位器，在新能源汽车的锂离子电池发生火灾时，可直接将冷却消防水作用于电池底部，达到最佳灭火效率；螺旋型喷头的喷水形状为多层圆锥形，能达到最大的喷水覆盖范围，且采用温度传感器和烟雾传感器探测火灾，并与停车场的火灾控制系统及电磁阀联动，可达到火灾自动监测及自动灭火的效果。可达到火灾自动监测及自动灭火的效果。可达到火灾自动监测及自动灭火的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置及方法


[0001]本专利技术属于新能源汽车消防
，具体涉及一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置及方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池拥有能量大、无记忆效应、低成本、高放电效率等特点，是当今新能源汽车的主要动力来源。随着我国新能源汽车战略的逐步实施，大容量动力锂离子电池组逐渐成为纯电动汽车和混合动力汽车的主流和关键核心部件。
[0003]由于锂离子电池结构和材料的特殊性，其电极材料、电解液和隔膜等会在电滥用或热滥用等情况下发生电化学反应之外的副反应，导致内部热量积聚，严重时发生电池热失控，产生火焰和高温，引发新能源汽车火灾。特别是在停车场停车时，大电流充电、内部线路问题或处于热量不易迅速消散的环境中等问题，都可能会引发动力锂离子电池火灾，导致严重后果。
[0004]目前，针对停车场中新能源汽车动力电池火灾的灭火办法，主要还是沿用传统汽车灭火的思路，采取上部喷淋或是四周喷水的方式。然而，由于新能源汽车结构设计的特点，动力电池往往平铺于车辆底盘最低处，介于前后轮轴之间。传统的上部喷淋或四周喷水的方式，往往只能等到电池火灾将底盘烧穿后，才能发挥效用，此时车辆基本已无价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置及方法，以解决现有技术中新能源汽车在停车场中发生火灾后是采用上部喷淋或四周喷水的方式造成灭火不及时，灭火区域不准确的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置，包括停车限位器，贯穿停车限位器内部连接设置的消防水管，与消防水管连接的螺旋喷头；
[0008]所述停车限位器设置于停车位底线前，所述停车限位器设置有安装槽，所述螺旋喷头呈倾斜状设置于安装槽内部且与消防水管连接，以使螺旋喷头喷出的灭火介质覆盖汽车底部的动力电池区域。
[0009]在停车场中新能源汽车的锂离子电池发生火灾时，停车限位器与停车场中的消防系统相连，通过停车限位器连接设置的螺旋喷头直接对锂离子电池区域进行消防喷水灭火，达到最佳灭火效率，且螺旋喷头的喷水形状为多层圆锥形，达到最大的喷水覆盖范围。
[0010]可选的，所述停车限位器连接设置有温度传感器及烟雾传感器用于火灾监测，当监测到火灾发生，通过作用给传输线束将控制命令作用于螺旋喷头。
[0011]可选的，所述消防水管轴向套设有加强网，用于消防水管的保护。
[0012]可选的，所述停车限位器设置有若干个固定栓孔，所述固定栓孔连接有螺栓与地面连接实现停车限位器的固定，所述停车限位器对应停车面设置有反光块便于司机对停车
限位器位置信息的获取。
[0013]可选的，所述停车限位器连接有传输线束，所述传输线束分别与控制螺旋喷头的电磁阀、温度传感器及烟雾传感器电性连接。
[0014]第二方面，本专利技术还提供了第一方面所述的一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火方法，
[0015]设置温度传感器及烟雾传感器监测火灾的发生；
[0016]将监测到火灾发生的信号通过传输线束传输给控制螺旋喷头的电磁阀；
[0017]选择合适的螺旋喷头及安装角度后电磁阀控制螺旋喷头喷出灭火介质进行灭火。
[0018]可选的，选择合适的螺旋喷头及安装角度后电磁阀控制螺旋喷头喷出灭火介质进行灭火，还包括：
[0019]螺旋喷头的选择及安装角度根据以下公式确定：其中，水流在汽车车长方向和车高方向覆盖的范围根据以下公式确定：
[0020][0021][0022][0023][0024]上述各式中：s为喷头出口水流速度，单位m/s，t为水流从喷头出口处喷出的时间，单位s，α为喷头中心线与地面的夹角，单位度，θ为喷头喷射角度范围，单位度，x
l
为喷水下届在t时刻车长方向的长度，单位m，y
l
为喷水下届在t时刻车高方向的高度，单位m，x
h
为喷水上届在t时刻车长方向的长度，单位m，y
h
为喷水上届在t时刻车高方向的高度，单位m。
[0025]可选的，所述螺旋喷头出口水流速度s由以下公式确定：
[0026][0027]式中：Q为消防水管内水流量，单位L/s，D为喷头等效孔径，单位mm。
[0028]可选的，螺旋喷头的选择及安装角度根据以下公式确定：其中，水流在汽车车宽方向覆盖的范围根据以下公式确定：
[0029][0030]式中：y0为电池底端距离喷头的垂直距离，单位m，x0为电池底端距离喷头的水平距离，单位m，θ为喷头喷射角度范围，单位度；
[0031]上述公式根据以下公式确定：
[0032][0033]x＝s
×
t
×
cos(β)(7)
[0034][0035][0036]上述各式中：p为喷头中心线所在的与地面垂直的平面上的某(x,y)点处水流已经走过的距离，单位m，β为该处水流喷出角度，范围为[α
‑
θ/2,α+θ/2]，单位度，x0为电池底端距离喷头的水平距离，单位m，w为水流在电池底端所能覆盖的宽度，单位m。
[0037]可选的，由于从螺旋喷头喷出的水流速度一般较大，而电池底端与喷头的距离一般很小，为了简化计算，设到达电池底端的水流为直线，由此可得：
[0038][0039]根据公式(6)可得：
[0040][0041]其中：y0为电池底端距离喷头的垂直距离，单位m，x0为电池底端距离喷头的水平距离，单位m。
[0042]本专利技术的有益效果和优点：
[0043]新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置利用位于新能源汽车停车发生火灾时，其后方停车限位器设置的螺旋喷头对发生火灾的锂离子电池喷水灭火，可直接将冷却消防水作用于电池底部，达到最佳灭火效率；螺旋型喷头的喷水形状为多层圆锥形，能达到最大的喷水覆盖范围，且采用温度传感器和烟雾传感器探测火灾，并与停车场的火灾控制系统及电磁阀联动，可达到火灾自动监测及自动灭火的效果；将消防水管内置于停车限位器内，不仅可以消除地面灭火设备对车辆行驶的影响，还可以通过牢固固定的停车限位器及内部加强网保护供水消防水管、电磁阀和喷头不受车辆碾压和撞击伤害。
附图说明
[0044]图1为本专利技术的结构示意图；
[0045]图2为本专利技术的方法流程示意图；
[0046]图3为本专利技术的汽车车长和车高方向水流分布示意图。
[0047]图中：1
‑
停车限位器，2
‑
固定栓孔，3
‑
消防水管，4
‑
加强网，5
‑
螺旋喷头，6
‑
传输线束，7
‑
温度传感器，8
‑
烟雾传感器，9
‑
反光块。
具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置，其特征在于：包括停车限位器(1)，贯穿停车限位器(1)内部连接设置的消防水管(3)，与消防水管(3)连接的螺旋喷头(5)；所述停车限位器(1)设置于停车位底线前，所述停车限位器(1)设置有安装槽，所述螺旋喷头(5)呈倾斜状设置于安装槽内部且与消防水管(3)连接，以使螺旋喷头(5)喷出的灭火介质覆盖汽车底部的动力电池区域。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置，其特征在于：所述停车限位器(1)连接设置有温度传感器(7)及烟雾传感器(8)用于火灾监测。3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置，其特征在于：所述消防水管(3)轴向套设有加强网(4)，用于消防水管(3)的保护。4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置，其特征在于：所述停车限位器(1)设置有若干个固定栓孔(2)，所述固定栓孔(2)连接有螺栓与地面连接实现停车限位器(1)的固定，所述停车限位器(1)对应停车面设置有反光块(9)便于司机对停车限位器(1)位置信息的获取。5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火装置，其特征在于：所述停车限位器(1)连接有传输线束(6)，所述传输线束(6)分别与控制螺旋喷头(5)的电磁阀、温度传感器(7)及烟雾传感器(8)电性连接。6.一种根据权利要求1
‑
5任一项所述的一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火方法，其特征在于：设置温度传感器(7)及烟雾传感器(8)监测火灾的发生；将监测到火灾发生的信号通过传输线束(6)传输给控制螺旋喷头(5)的电磁阀；选择合适的螺旋喷头(5)及安装角度后电磁阀控制螺旋喷头(5)喷出灭火介质进行灭火。7.根据权利要求6所述的一种新能源汽车锂离子电池火灾的自动灭火方法，其特征在于：选择合适的螺旋喷头(5)及安装角度后电磁阀控制螺旋喷头(5)喷出灭火介质进行灭火，还包括：螺旋喷头(5)的选择及安装角度根据以下公式确定：其中，水流在汽车车长方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈施晨，陈赛男，赵燕，李重重，段付德，胡瀛洲，熊江勇，邱亚宇，胡柏宇，
申请(专利权)人：南京信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：