CN205942361U - 电动汽车热失控早期预警及自动控制*** - Google Patents

电动汽车热失控早期预警及自动控制*** Download PDF

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徐向阳
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于***包括灭火装置、特征数据采集装置、数据处理控制装置，所述数据处理控制装置连接特征数据采集装置，特征数据采集装置连接灭火装置，所述灭火装置和特征数据采集装置安装在电池储存室内部。本***专门针对电动汽车动力电池的热失控，将探测和灭火装置直接安装在电动汽车电池箱、电池仓或电气仓内部，能够早期预警电动汽车发生热失控，及时采取预警措施，一旦发现有火情及时联动启动灭火器进行火情控制，将热失控引起的风险降到最低，最大限度的防范电动汽车严重安全事故的发生。

Description

电动汽车热失控早期预警及自动控制***
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其是一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***。
背景技术
随着电动汽车实际应用的快速发展，伴随着越来越频繁的火灾事故，几乎所有的电动汽车火灾事件都是与动力电池相关。电动汽车安全主控要素是动力电池的热失控和热失控扩展。热失控是指单体蓄电池放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化的过热、起火、***现象；而热失控扩展是指蓄电池包或***内部的单体蓄电池或单体蓄电池单元热失控,并触发该蓄电池***中相邻或其他部位蓄电池的热失控的现象。目前，行业内的火情控制产品主要是在火灾发生之后，应用传统的方式启动灭火器进行灭火。在电动汽车上，这种方式的往往是在电池热失控扩散之后才能够发现火情，从外部进行被动灭火，不但错过了早期控制火情的时机，而且很难控制封装在电池箱内的电池火源，灭火效率差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于能够克服目前电动汽车火情控制产品的不足，提供一种对电动汽车的火情进行早期预警并进行早期主动控制的***。
本实用新型针对电动汽车的火情采用如下技术方案：一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，包括灭火装置、特征数据采集装置、数据处理控制装置，所述数据处理控制装置连接特征数据采集装置，特征数据采集装置连接灭火装置，所述灭火装置和特征数据采集装置安装在电池储存室内部。
优选的，所述特征数据采集装置为多个，分布式安装在电池储存室内部；所述特征数据采集装置、数据处理控制装置均具备通信模块，所有特征数据采集装置与数据处理控制装置挂载于同一通信总线上。
优选的，所述数据处理控制装置连接电池管理***BMS。
更优的，通信总线为RS485总线或者CAN总线。
优选的，数据处理控制装置和一个特征数据采集装置为一个整体，安装在电池储存室内部，并通过启动信号线连接灭火装置。
优选的，数据处理控制装置安装在电池储存室内部，数据处理控制装置通过启动信号线连接灭火装置。
优选的，数据处理控制装置安装在电池储存室外部，特征数据采集装置通过启动信号线连接灭火装置。
在一个具体的实施方式中，特征数据采集装置包括微控制单元、运算放大器、通信模块、灭火装置启动模块、电源模块、电源线、特征气体传感器、烟感传感器、温度传感器、火焰传感器和印刷电路板，特征气体传感器、烟感传感器、温度传感器、火焰传感器分别连接到运算放大器上，运算放大器将输出信号输入到微控制单元；微控制单元与通讯模块相连接，将采集到的信号通过通信总线与数据处理控制装置进行数据交互：微控制单元经由通信模块通过通信总线将采集到的特征数据传输出到数据处理控制装置，数据处理控制装置通过通信总线经由通信模块向微控制单元传输灭火装置启动信号；微控制单元还连接一个灭火装置启动模块，一旦有火情发生，灭火装置启动模块通过启动信号线启动灭火装置；微控制单元、运算放大器、通信模块、灭火装置启动模块、通信总线、启动信号线、电源模块、电源线、特征气体传感器、烟感传感器、温度传感器、火焰传感器集成在印刷电路板上，电源线通过电源模块为特征数据采集装置输入电源。
优选的，所述灭火装置包括灭火剂、控制装置和壳体，控制装置由自启动引信和触发装置组成，当环境发生火情的时候，自启动引信被激活，触发灭火装置释放灭火剂灭火；触发装置接收来自启动信号线的启动信号，释放灭火剂灭火。
优选的，电池储存室为电池箱、电池仓或电气仓。
本实用新型的有益效果
目前的车载灭火***基本上都是采用手动灭火器，部分车载自动灭火***采用烟感传感器启动车厢内灭火器自动灭火，在本***设计出来之前，没有专门针对动力电池热失控的早期预警及自动控制***。本***专门针对电动汽车动力电池的热失控，将探测和灭火装置直接安装在电动汽车电池箱、电池仓或电气仓内部，能够早期预警电动汽车发生热失控，及时采取预警措施，一旦发现有火情及时联动启动灭火器进行火情控制，将热失控引起的风险降到最低，最大限度的防范电动汽车严重安全事故的发生。
附图说明
图1是本实用新型的***结构示意图。
图2是是本实用新型所述的特征数据采集装置的实例结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围不限于此：
结合图1，实施例1：一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，***包括灭火装置3、特征数据采集装置2、数据处理控制装置1，所述数据处理控制装置1连接特征数据采集装置2，特征数据采集装置2连接灭火装置3(热气溶胶灭火器)，所述灭火装置3和特征数据采集装置2安装在电池储存室内部。
特征数据采集装置2上设有传感器，用于感知检测环境中电池热失控产生的特征气体、温度、烟雾、火焰等特征，并将采集的环境特征变化变换为电信号。
实施例2：如实施例1所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，所述特征数据采集装置2为多个，分布式安装在电池储存室内部；所述特征数据采集装置2、数据处理控制装置1均具备通信模块，所有特征数据采集装置2与数据处理控制装置1挂载于同一通信总线4上。
实施例3：如实施例1所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，所述数据处理控制装置1连接电池管理***BMS6。
实施例4：如实施例2所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，所述通信总线4为RS485总线或者CAN总线。
实施例5：如实施例1～4任一项所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，数据处理控制装置1和一个特征数据采集装置2为一个整体，安装在电池储存室内部，并通过启动信号线5连接灭火装置3。
实施例6：如实施例1～4任一项所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，数据处理控制装置1安装在电池储存室内部，数据处理控制装置1通过启动信号线5连接灭火装置3。
实施例7：如实施例1～4任一项所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，数据处理控制装置1安装在电池储存室外部，特征数据采集装置2通过启动信号线5连接灭火装置3。
实施例8：结合图2，如实施例7所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，所述特征数据采集装置2包括微控制单元201、运算放大器202、通信模块203、灭火装置启动模块204、电源模块207、电源线208、特征气体传感器209、烟感传感器210、温度传感器211、火焰传感器212和印刷电路板213，特征气体传感器209、烟感传感器210、温度传感器211、火焰传感器212分别连接到运算放大器上202，运算放大器202将输出信号输入到微控制单元201；微控制单元201与通讯模块203相连接，将采集到的信号通过通信总线4与数据处理控制装置1进行数据交互：微控制单元201经由通信模块(203)通过通信总线4将采集到的特征数据传输出到数据处理控制装置1，数据处理控制装置1通过通信总线4经由通信模块(203)向微控制单元201传输灭火装置3启动信号；微控制单元201还连接一个灭火装置启动模块204，一旦有火情发生，灭火装置启动模块204通过启动信号线5启动灭火装置3；微控制单元201、运算放大器202、通信模块203、灭火装置启动模块204、通信总线4、启动信号线5、电源模块207、电源线208、特征气体传感器209、烟感传感器210、温度传感器211、火焰传感器212集成在印刷电路板213上，电源线208通过电源模块207为特征数据采集装置2输入电源。
更优的，印刷电路板213封装在开有通气孔的壳体中。
实施例9：如实施例1所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，所述灭火装置3包括灭火剂、控制装置和壳体，控制装置由自启动引信和触发装置组成，当环境发生火情的时候，自启动引信被激活，触发灭火装置释放灭火剂灭火；触发装置接收来自启动信号线5的启动信号，释放灭火剂灭火。
实施例10：如实施例1所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，电池储存室为电池箱、电池仓或电气仓。
在实际安装环境中，本***可以灵活配置，与其它车载***集成，完成火情预警和控制功能。例如，数据处理控制装置也可以直接与整车通信总线相连接，向车载信息***传送火情预警信息。数据处理控制装置还可以直接通过线束，连接到专用的控制台声光报警装置上，在动力电池热失控发生时，直接向驾驶人员进行报警，驾驶人员可以通过声光报警装置手动取消报警或手动启动灭火装置进行灭火。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过电路设定来指令相关的硬件来完成的，该电路设定可以通过单片机或其他类似功能的集成芯片完成，为现有技术。本实用新型的核心实用新型点在于***的整体结构布局，局部控制方法可通过现有技术编程完成；局部的模块连接可通过现有技术实现。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型的特定应用做举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于***包括灭火装置(3)、特征数据采集装置(2)、数据处理控制装置(1)，所述数据处理控制装置(1)连接特征数据采集装置(2)，特征数据采集装置(2)连接灭火装置(3)，所述灭火装置(3)和特征数据采集装置(2)安装在电池储存室内部。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于所述特征数据采集装置(2)为多个，分布式安装在电池储存室内部；所述特征数据采集装置(2)、数据处理控制装置(1)均具备通信模块，所有特征数据采集装置(2)与数据处理控制装置(1)挂载于同一通信总线(4)上。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于所述数据处理控制装置(1)连接电池管理***BMS(6)。
4.根据权利要求2所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于所述通信总线(4)为RS485总线或者CAN总线。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于数据处理控制装置(1)和一个特征数据采集装置(2)为一个整体，安装在电池储存室内部，并通过启动信号线(5)连接灭火装置(3)。
6.根据权利要求1～4任一项所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于数据处理控制装置(1)安装在电池储存室内部，数据处理控制装置(1)通过启动信号线(5)连接灭火装置(3)。
7.根据权利要求1～4任一项所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于数据处理控制装置(1)安装在电池储存室外部，特征数据采集装置(2)通过启动信号线(5)连接灭火装置(3)。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于所述特征数据采集装置(2)包括微控制单元(201)、运算放大器(202)、通信模块(203)、灭火装置启动模块(204)、电源模块(207)、电源线(208)、特征气体传感器(209)、烟感传感器(210)、温度传感器(211)、火焰传感器(212)和印刷电路板(213)，特征气体传感器(209)、烟感传感器(210)、温度传感器(211)、火焰传感器(212)分别连接到运算放大器 (202)上，运算放大器(202)将输出信号输入到微控制单元(201)；微控制单元(201)与通讯模块(203)相连接，将采集到的信号通过通信总线(4)与数据处理控制装置(1)进行数据交互：微控制单元(201)经由通信模块(203)通过通信总线(4)将采集到的特征数据传输出到数据处理控制装置(1)，数据处理控制装置(1)通过通信总线(4)经由通 信模块(203)向微控制单元(201)传输灭火装置(3)启动信号；微控制单元(201)还连接一个灭火装置启动模块(204)，一旦有火情发生，灭火装置启动模块(204)通过启动信号线(5)启动灭火装置(3)；微控制单元(201)、运算放大器(202)、通信模块(203)、灭火装置启动模块(204)、通信总线(4)、启动信号线(5)、电源模块(207)、电源线(208)、特征气体传感器(209)、烟感传感器(210)、温度传感器(211)、火焰传感器(212)集成在印刷电路板(213)上，电源线(208)通过电源模块(207)为特征数据采集装置(2)输入电源。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于所述灭火装置(3)包括灭火剂、控制装置和壳体，控制装置由自启动引信和触发装置组成，当环境发生火情的时候，自启动引信被激活，触发灭火装置释放灭火剂灭火；触发装置接收来自启动信号线(5)的启动信号，释放灭火剂灭火。
10.根据权利要求1所述的一种电动汽车热失控早期预警及自动控制***，其特征在于电池储存室为电池箱、电池仓或电气仓。
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