CN106075771A - 电机型驱动装置和包含其的电池箱自动灭火*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机型驱动装置，包括电机、安装座、顶刀装置和容器阀，所述电机安装在所述安装座的一端；所述容器阀的一端与所述安装座的另一端连接，所述容器阀的另一端安装在气体灭火剂容器上；所述顶刀装置包括内键套和顶刀头，所述内键套与所述安装座连接，所述电机与所述内键套连接，所述顶刀头与所述内键套连接；所述容器阀包括密封膜片，当所述电机的连接轴带动所述内键套旋转时，推动所述顶刀头穿过所述安装座刺破所述密封膜片，气体灭火剂从所述气体灭火剂容器中喷出。本发明还公开了一种电池箱自动灭火***。本发明的电机型驱动装置体积小，便于用户安装；驱动力大，刺破密封膜片的效果好；电机便于固定、耐振动；方便电机功能自检。

Description

电机型驱动装置和包含其的电池箱自动灭火***

技术领域

本发明涉及新能源车辆电池箱气体灭火***领域，具体涉及一种电机型驱动装置和包含其的电池箱自动灭火***。

背景技术

新能源车辆，如纯电动汽车、混合动力车等的技术发展日益迅速，对锂电池电池箱的安全性要求也较高。现有的气体灭火剂驱动装置常用的是电磁型驱动装置，有些也采用电爆型驱动装置。

在车用电压12V-24V和要求的驱动力条件下，电磁型驱动装置体积太大，结构布置所需的空间大，导致整机灭火装置体积大，在用户新能源车辆上安装空间受限制，不便于安装；同时驱动力过小，刺破灭火剂容器的密封膜片效果差，易导致容器阀漏气，可靠性不好；再者由于体积大，重量重，抗振动性能不好，因此不能达到最理想的效果。

电爆型驱动装置，在启动时主要是靠点火球引燃阀帽中的产气剂（火药），瞬间的压力推动顶刀头运动，刺破容器阀的密封膜片，气体灭火剂从钢瓶喷出实施灭火。因此电爆型驱动装置成本高，只能一次性使用；其次由于装置使用的是产气剂（火药），在使用过程中有受潮的风险，但电爆阀通电后就引爆，故使用前不可以检测其可靠性；再者电爆型驱动装置属于民用***物，生产制造需要相关资质，产品生产、销售会受到国家对民用***物的限制和监管，应用范围受限制。

发明内容

为解决现有技术中电磁型驱动装置体积大、可靠性差，电爆型驱动装置费用高、不可靠等缺点，本发明提供了一种电机型驱动装置和包含其的电池箱自动灭火***，具体技术方案为：

本发明的一方面，提供一种电机型驱动装置，用于气体灭火***，包括电机、安装座、顶刀装置和容器阀，所述电机安装在所述安装座的一端，所述电机包括连接轴，所述安装座具有中空内螺纹结构；所述容器阀的一端与所述安装座的另一端连接，所述容器阀的另一端安装在气体灭火剂容器上；所述顶刀装置包括内键套和顶刀头，所述内键套具有外螺纹结构，所述内键套的外螺纹与所述安装座的内螺纹连接，所述电机的连接轴与所述内键套连接，所述顶刀头的一端与所述内键套连接；所述容器阀包括密封膜片，当所述电机的连接轴带动所述内键套旋转，推动所述顶刀头的另一端穿过所述安装座进入所述容器阀刺破所述密封膜片时，所述容器阀开启，气体灭火剂从所述气体灭火剂容器中喷出。

优选地，所述电机的外径小于40毫米、驱动力为200~500N，所述连接轴为平键轴。

优选地，所述内键套还包括内螺纹中空结构，所述顶刀头的一端具有外螺纹，所述顶刀头的外螺纹与所述内键套的内螺纹连接；所述顶刀头为管状中空结构，所述顶刀头管壁上开设有多个出气孔。

优选地，所述顶刀头的另一端设计成斜面，所述斜面与水平面的夹角为15°~25°。

优选地，所述容器阀还包括阀座、阀芯、密封垫、弹性件和阀帽，所述阀座包括充气口、吸气口、放气口和密封口，所述充气口与所述吸气口连接，所述吸气口、所述放气口均与所述密封口连通；所述阀芯安装在所述密封口内，所述阀芯的一端设有容气腔，所述阀帽与所述阀座的所述密封口所在的一端螺纹连接；所述密封垫设置在所述阀帽和所述阀芯之间；所述弹性件安装在所述容气腔上，并位于所述密封垫与所述阀芯之间，将所述阀芯抵靠在所述密封口上，将所述吸气口和所述放气口密封住；所述阀座的所述吸气口所在的一端与所述灭火剂容器连通；所述密封膜片设置在所述阀帽与所述密封垫之间，并由所述阀帽的内端面将所述密封膜片压紧在所述密封垫上；所述阀帽上设置与外界连通的多个通气孔；当所述密封膜片被所述顶刀头刺破时，所述容气腔与所述阀帽上的多个所述通气孔连通，所述灭火剂容器中的气体灭火剂压力大于所述容气腔的压力，从而克服所述弹性件的弹力，使所述阀芯向上移动，所述气体灭火剂从所述吸气口向所述放气口喷出。

优选地，所述阀帽上端和所述阀帽下端相互连通并均为内螺纹中空结构，所述阀帽上端螺接所述安装座，所述阀帽下端螺接所述阀座，所述阀帽的外周均匀设置多个所述通气孔，多个所述通气孔与所述阀帽的上端的中空结构连通。

优选地，所述阀帽下端的中空结构的内端面上加工出凸环，所述凸环将所述密封膜片压紧在所述密封垫上。

本发明另一方面，提供一种电池箱自动灭火***，包括灭火剂容器、电机型驱动装置、控制***、集流阀和若干电池箱，所述灭火器容器与电机型驱动装置连接，所述电机型驱动装置与所述集流阀的进气口连接，所述集流阀的若干出气口分别连接若干所述电池箱，所述电机型驱动装置为上述的电机型驱动装置，所述控制***包括检测单元和控制器，所述控制器根据所述检测单元检测的结果控制所述电机。

优选地，所述灭火剂容器包括钢瓶和虹吸管，所述虹吸管的一端与所述容器阀连接，另一端深入到所述钢瓶内的底部附近。

优选地，所述电池箱自动灭火装置还包括单向阀，所述单向阀设置在所述电机型驱动装置与所述集流阀的进气口之间。

由于本发明的电机型驱动装置体积小，结构布置所需的空间小，在新能源车辆上安装空间有限的情况下，体积小的装置更便于用户安装。其次电机型驱动装置驱动力大，刺破容器阀上的密封膜片的效果好，通气量好，有效保证了内的灭火剂容器内的气体灭火剂顺利喷出，可靠性好。同时由于电机型驱动装置体积小、重量轻，便于固定、耐振动。另外电机通电就可以反复测试其可靠性，及刺破密封膜片的效果，可以很方便实现自检本身功能的好坏。

本发明的其它优点将在具体实施方式中结合实施例予以说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图，示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1为本发明的一种电机型驱动装置的结构示意图；

图2为图1中的顶刀头的结构示意图；

图3为图1中的容器阀的结构示意图；

图4为图3中的阀帽的结构示意图；

图5为本发明的一种电池箱自动灭火***整体连接示意图；以及

图6为本发明的一种电池箱自动灭火***局部连接示意图。

附图中序号的含义分别为：

100 电机型驱动装置 101 第一电机型驱动装置 102 第二电机型驱动装置

200 电池箱自动灭火*** 10电机 11 连接轴

20 安装座 30 顶刀装置 31 内键套

32 顶刀头 321 出气孔 40 容器阀

41 密封膜片 42 阀座 421 充气口

422 吸气口 423 放气口 424 密封口

43 阀芯 431 容气腔 44 弹性件

45 密封垫 46 阀帽 461 阀帽上端

462 阀帽下端 463 通气孔 464 凸环

465 平滑过渡曲面 47 自锁接头 50 灭火剂容器

51 钢瓶 511 第一钢瓶 512 第二钢瓶

52 虹吸管 60 集流阀 61 进气口

611 第一进气口 612 第二进气口 62 出气口

70 单向阀 80 电池箱。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述为理解本发明宗旨的解释说明，不应视为对本发明的不当限制。本申请中描述的阀帽上端和阀帽下端是以阀帽的中空结构的内端面为界线，该内端面为与密封膜片接触的内端面。

参见图1，一种用于气体灭火***的电机型驱动装置100，包括电机10、安装座20、顶刀装置30和容器阀40，电机10安装在安装座20的一端，电机10包括连接轴11，安装座20具有中空内螺纹结构；容器阀40的一端与安装座20的另一端连接，容器阀40的另一端安装在气体灭火剂容器50上；顶刀装置30包括内键套31和顶刀头32，内键套31具有外螺纹结构和中空内螺纹结构，内键套31的外螺纹与安装座20的内螺纹连接，电机10的连接轴11与内键套31连接，顶刀头32的一端具有外螺纹结构，顶刀头32的外螺纹与内键套31的内螺纹连接；容器阀40包括密封膜片41，当电机10的连接轴11带动内键套31旋转，推动顶刀头32穿过安装座20进入容器阀40刺破密封膜片41时，容器阀40开启，气体灭火剂从气体灭火剂容器50中喷出。

上述顶刀头32的一端与内键套31的连接方式不限于螺纹连接，可以为焊接或通过平键、花键等形式连接，在此不再赘述。

优选方案中，电机10的外径小于40毫米、驱动力为200~500N，连接轴11为平键轴。如电机选择外径为25毫米，扭矩可达到5～10kg.cm（驱动力200~500N）。当电机10得电工作工作时，电机10的连接轴11旋转带动具有外螺纹的内键套31运动，使固定在内键套31上的顶刀头32向下运动，刺破容器阀40上的密封膜片41，从而启动灭火剂从灭火剂容器50中喷出进行灭火。

由于电机10的体积小，结构布置所需的空间小，所以在新能源车辆上安装空间有限的情况下，体积小的装置更便于用户安装。其次电机10的驱动力大，刺破容器阀40上的密封膜片41的效果好，通气量好，有效保证了灭火剂容器50内的气体灭火剂顺利喷出，可靠性好。同时由于电机10的体积小、重量轻，便于固定、耐振动。另外电机通电就可以反复测试其可靠性，及刺破密封膜片的效果，可以很方便实现自检本身功能的好坏。

参见图2，为了使密封膜片41在顶刀头32的刺破下，防止密封膜片41完全脱落堵塞气体通道，顶刀头32为管状中空结构，顶刀头32管壁上开设有多个出气孔322。顶刀头32的另一端设计成斜面，斜面与水平面的夹角a为15°~25°。经过大量试验证明，当夹角a的角度过小，则密封膜片41容易完全脱落堵塞管道，通气量不好；当夹角a的角度过大，则密封膜片41的刺破速度太快，形成一条缝隙，孔太小，通气量很不好。当夹角a的角度为20°时，刺破密封膜片41的效果最好，既保证不脱落堵塞管道，通气量又最大。

参见图3，容器阀40还包括阀座42、阀芯43、密封垫45、弹性件44和阀帽46，其中阀座42包括充气口421、吸气口422、放气口423和密封口424，充气口421与吸气口422连接，吸气口422、放气口423均与密封口424连通；阀芯43安装在密封口424内，阀芯43的一端设有容气腔431，阀帽46与阀座42的密封口424所在的一端螺纹连接；密封垫45设置在阀帽46和阀芯43之间；弹性件44安装在容气腔431上，并位于密封垫45与阀芯43之间，将阀芯43抵靠在密封口424上，将吸气口422和放气口423密封住；阀座42的吸气口422所在的一端与灭火剂容器50连通；密封膜片41设置在阀帽46与密封垫45之间，并由阀帽46的内端面将密封膜片41压紧在密封垫45上；阀帽46上设置与外界连通的多个通气孔463。优选实施方案中，弹性件44为弹簧。

当密封膜片41被顶刀头32刺破时，容气腔431与阀帽46上的多个通气孔463连通，即容气腔431中的高压气体通过顶刀头32的多个出气孔321、阀帽的多个通气孔463排出，容气腔431内的压力降低，灭火剂容器50中的气体灭火剂压力大于容气腔431的压力，从而克服弹性件44的弹力，使阀芯43向上移动，气体灭火剂从吸气口422向放气口423喷出。

参见图4，阀帽46包括阀帽上端461和阀帽下端462，阀帽上端461和阀帽下端462相互连通并均为内螺纹中空结构，阀帽上端461螺接安装座20，阀帽下端462螺接阀座42，阀帽46的外周均匀设置多个通气孔463，多个通气孔463与阀帽上端461的中空结构连通。

优选方案中，阀帽上端461的外周为圆柱形，阀帽下端462的外周为多边形结构，阀帽上端461和阀帽下端462的外周通过平滑过渡曲面465连接，多个通气孔463均匀设置在平滑过渡曲面465上，多个通气孔463与阀帽上端461的中空结构接近阀帽下端处连通，多个通气孔463以阀帽上端461的中空结构接近阀帽下端处为中心呈放射状往上分布，有利于密封膜片41刺破后气体快速从阀帽46中留出，通气量好。阀帽下端462的外周为多边形结构，方便使用扳手对阀帽46螺接阀座42时进行拧紧，优选多边形结构为六边形，可用六角扳手对其进行拧紧。

为了方便检测灭火剂容器50内气体灭火剂的压力，容器阀40还包括气压检测口（未图示），该气压检测口与吸气口422连通。在气压检测口接上气压表，可以很方便的观查灭火剂容器内50的压力是否处于正常范围。

为了防止灭火剂容器内50的压力太高超过正常范围导致***等危险事故，容器阀40还包括安全泄压口（未图示），该安全泄压口与吸气口422连通。在安全泄压口安装泄压阀，当灭火剂容器内50的压力超过安全值时进行泄压。

优选方案中，阀帽下端462的中空结构的内端面上加工出凸环464，凸环464将密封膜片41压紧在密封垫45上。这样的结构设计不需要加工整个阀帽下端462的中空结构的内端面，提高了生产效率；同时凸环464的密封效果要比平面结构好。

优选方案中，阀座42的充气口421一端设置了自锁接头47，向灭火剂容器50中充气时，气体可以通过自锁接头47进入，充气完毕后，灭火剂容器50中的气体不能从自锁接头47流出。

参见图5和图6，一种电池箱自动灭火系200，包括灭火剂容器50、电机型驱动装置100、控制***（未图示）、集流阀60和若干电池箱80，灭火器容器50与电机型驱动装置100连接，电机型驱动装置100与集流阀60的进气口61连接，集流阀60的若干出气口62分别连接若干电池箱80，电机型驱动装置100为上文所述的电机型驱动装置100，控制***包括检测单元（未图示）和控制器（未图示）控制器根据检测单元检测的结果控制电机10。

优选方案中，灭火剂容器50包括钢瓶51和虹吸管52（参见图1），虹吸管52的一端与容器阀40连接，另一端深入到钢瓶51内的底部附近。

电池箱自动灭火装置200还包括单向阀70（参见图5），单向阀70设置在电机型驱动装置100与集流阀60的进气口61之间。

根据电池箱80数量情况，可以灵活配置电机型驱动装置100、灭火剂容器50、单向阀70以及集流阀60的进气口61的数量。列如，优选方案中，电池箱80的数量为10个，则可以配置两套电机型驱动装置100、灭火剂容器50、单向阀70以及集流阀60的进气口61，集流阀60上的出气口62相应增加为10个。

参见图6，该电池箱自动灭火***安装有两个钢瓶51，当探测到火情时控制器启动第一钢瓶51的气体进行灭火，延迟一段时间后控制器启动第二钢瓶52的气体进行灭火，从而对着火点进行长时间降温及抑制火源复燃。

第一电机型驱动装置101与第一进气口611的管路上安装单向阀70，而连接第二电机型驱动装置102与第二进气口612的管路直接连通，不安装单向阀70。这样可以节省一个单向阀，同样安全实用。因为启动第一钢瓶51的气体后，第二钢瓶52的气体延迟启动，故第二钢瓶52的压力大于第一钢瓶51的压力。当启动第一钢瓶51的气体时，气体不会进入第二钢瓶52；而启动第二钢瓶52的气体时，因为第一电机型驱动装置101与第一进气口611的管路上安装单向阀70，气体不会倒灌进入第一钢瓶51中。

进一步地，上述第一进气口611、第二进气口612可以合并为一个进气口61，在该进气口上安装三通接头（未图示），三通接头中的一个接头经单向阀70、第一电机型驱动装置101连接至第一钢瓶51，另一个接头经第二电机型驱动装置102连接至第二钢瓶52。

电机型驱动装置及电池箱自动灭火***的工作原理，可以分为充气过程和放气过程（灭火过程），简述如下：

假设阀芯43的下表面与气体接触的受力转化面积为S1，容气腔431表面受力转化面积为S2，弹性件44的初始弹力为F1，气体灭火剂压力为P，大气压为P0，则满足：P*S1>(F1+P0*S2)，(P*S2+F1)>P*S1。

充气过程：气体灭火剂从自锁接头47处，经容器阀40的充气口421，一部分气体经吸气口422进入灭火剂容器50，P*S1>(F1+P0*S2)，阀芯43部分上移，一部分气体经阀芯43与阀座42间的间隙进入容气腔431，当(P*S2+F1)>P*S1时，阀芯43下移将吸气口422与放气口423密封住。

放气过程：当电机10启动，连接轴11带动内键套31旋转，从而带动顶刀头32往下运动刺破密封膜片41，容气腔431中的高压气体经顶刀头32的出气孔321进入阀帽46的通气孔463排出，容气腔321内压力迅速降低，P*S1>(F1+P0*S2)，阀芯43上移，灭火剂容器50种的气体灭火剂经吸气口422进入到放气口423，控制***控制集流阀60打开与检测到火灾隐患的电池箱对应的出气口62，从而对检测到火灾隐患的电池箱进行灭火。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机型驱动装置，用于气体灭火***，包括电机、安装座、顶刀装置和容器阀，其特征在于：

所述电机安装在所述安装座的一端，所述电机包括连接轴，所述安装座具有中空内螺纹结构；

所述容器阀的一端与所述安装座的另一端连接，所述容器阀的另一端安装在气体灭火剂容器上；

所述顶刀装置包括内键套和顶刀头，所述内键套具有外螺纹结构，所述内键套的外螺纹与所述安装座的内螺纹连接，所述电机的连接轴与所述内键套连接，所述顶刀头的一端与所述内键套连接；

所述容器阀包括密封膜片，当所述电机的连接轴带动所述内键套旋转，推动所述顶刀头的另一端穿过所述安装座进入所述容器阀刺破所述密封膜片时，所述容器阀开启，气体灭火剂从所述气体灭火剂容器中喷出。

2.根据权利要求1所述的电机型驱动装置，其特征在于，所述电机的外径小于40毫米、驱动力为200~500N，所述连接轴为平键轴。

3.根据权利要求1所述的电机型驱动装置，其特征在于，所述内键套还包括内螺纹中空结构，所述顶刀头的一端具有外螺纹，所述顶刀头的外螺纹与所述内键套的内螺纹连接；所述顶刀头为管状中空结构，所述顶刀头管壁上开设有多个出气孔。

4.根据权利要求3所述的电机型驱动装置，其特征在于，所述顶刀头的另一端设计成斜面，所述斜面与水平面的夹角为15°~25°。

5.根据权利要求1所述的电机型驱动装置，其特征在于，所述容器阀还包括阀座、阀芯、密封垫、弹性件和阀帽，其中：

所述阀座包括充气口、吸气口、放气口和密封口，所述充气口与所述吸气口连接，所述吸气口、所述放气口均与所述密封口连通；

所述阀芯安装在所述密封口内，所述阀芯的一端设有容气腔，所述阀帽与所述阀座的所述密封口所在的一端螺纹连接；

所述密封垫设置在所述阀帽和所述阀芯之间；

所述弹性件安装在所述容气腔上，并位于所述密封垫与所述阀芯之间，将所述阀芯抵靠在所述密封口上，将所述吸气口和所述放气口密封住；

所述阀座的所述吸气口所在的一端与所述灭火剂容器连通；

所述密封膜片设置在所述阀帽与所述密封垫之间，并由所述阀帽的内端面将所述密封膜片压紧在所述密封垫上；

所述阀帽上设置与外界连通的多个通气孔；

当所述密封膜片被所述顶刀头刺破时，所述容气腔与所述阀帽上的多个所述通气孔连通，所述灭火剂容器中的气体灭火剂压力大于所述容气腔的压力，从而克服所述弹性件的弹力，使所述阀芯向上移动，所述气体灭火剂从所述吸气口向所述放气口喷出。

6.根据权利要求5所述的电机型驱动装置，其特征在于，所述阀帽上端和所述阀帽下端相互连通并均为内螺纹中空结构，所述阀帽上端螺接所述安装座，所述阀帽下端螺接所述阀座，所述阀帽的外周均匀设置多个所述通气孔，多个所述通气孔与所述阀帽上端的中空结构连通。

7.根据权利要求6所述的电机型驱动装置，其特征在于，所述阀帽下端的中空结构的内端面上加工出凸环，所述凸环将所述密封膜片压紧在所述密封垫上。

8.一种电池箱自动灭火***，包括灭火剂容器、电机型驱动装置、控制***、集流阀和若干电池箱，其特征在于，所述灭火器容器与电机型驱动装置连接，所述电机型驱动装置与所述集流阀的进气口连接，所述集流阀的若干出气口分别连接若干所述电池箱，所述电机型驱动装置为根据权利要求1~7任意一项所述的电机型驱动装置，所述控制***包括检测单元和控制器，所述控制器根据所述检测单元检测的结果控制所述电机。

9.根据权利要求8所述的电池箱自动灭火***，其特征在于，所述灭火剂容器包括钢瓶和虹吸管，所述虹吸管的一端与所述容器阀连接，另一端深入到所述钢瓶内的底部附近。

10.根据权利要求8所述的电池箱自动灭火装置，其特征在于，所述电池箱自动灭火装置还包括单向阀，所述单向阀设置在所述电机型驱动装置与所述集流阀的进气口之间。