CN220306418U - 一种具备消防功能的电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池包的技术领域。尤其涉及一种具备消防功能的电池包，包括箱体，箱体内容纳有电芯，还包括控制模块、压力传感器、气体探测器以及消防装置。控制模块与压力传感器、气体探测器、消防装置均信号连接。压力传感器用于监测箱体内的压力变化值。气体探测器用于监测箱体内可燃气体浓度变化值。消防装置安装在箱体内，其内容纳有消防物质。压力传感器监测到的压力变化值超过压力变化阈值，且可燃气体浓度变化值超过可燃气体浓度变化阈值时，控制模块向消防装置下发消防指令。响应于消防指令，消防装置释放消防物质释放至箱体内。本实用新型能够降低由于电池包安全事故造成的生命和财产的损失。

Description

一种具备消防功能的电池包

技术领域

本实用新型涉及电池包的技术领域，特别是涉及一种具备消防功能的电池包。

背景技术

新能源电池由于其高能量密度，工作温度范围宽，使用寿命长等优点被大范围使用，但同时它在使用过程中的安全风险制约了它的发展。

运用新能源电池的汽车，绿色环保，运行平稳，驾驶感觉好，使用成本低，但本身缺点也很明显，就是电池包在汽车发生安全事故时，容易起火燃烧。由于电池包起火燃烧很难用传统消防手段进行灭火，电池包发生起火燃烧后，车辆基本就失去了维修再使用的价值。

现有的新能源车辆在电池包内部电芯发生安全隐患或起火时，会给驾驶员一个危险信号，提醒车内人员在规定的时间内逃生。如此虽能保障车内人员的生命安全，但对于电池包没有任何扑救措施，只能任由电池包燃烧，还会危及车辆周围的人或物，造成较大损失。因此，亟需一种能够降低电池包安全事故损失的装置。

实用新型内容

为了降低电池包安全事故的损失，本申请提供一种具备消防功能的电池包。

本实用新型所提供的具备消防功能的电池包，采用如下的技术方案：

一种具备消防功能的电池包，包括箱体，所述箱体用于容纳电芯，还包括控制模块、压力传感器、气体探测器以及消防装置；所述压力传感器安装在所述箱体内，用于监测所述箱体内的压力变化值；所述气体探测器安装在所述箱体内，用于监测所述箱体内可燃气体浓度变化值；所述消防装置安装在所述箱体内，其内容纳有消防物质；所述控制模块与所述压力传感器、所述气体探测器、所述消防装置均信号连接；所述压力传感器用于在监测到的压力变化值超过压力变化阈值，且所述可燃气体浓度变化值超过可燃气体浓度变化阈值时，向所述消防装置下发消防指令；所述消防装置用于在收到所述消防指令时，释放所述消防物质释放至所述箱体内。

可选的，所述消防装置包括消防罐体和阀门；

所述消防罐体可拆卸的安装在所述箱体的内壁上，所述消防物质容纳在所述消防罐体内；所述阀门与所述消防罐体连通，且与所述控制模块信号连接，用于在收到所述消防指令时打开，以使所述消防物质释放至所述箱体内。

可选的，所述阀门为刺破阀。

可选的，所述消防物质为全氟己酮或七氟丙烷。

可选的，所述箱体顶部开设有透气孔；所述透气孔内设置有透气阀，所述透气阀能够封闭所述透气孔，且所述透气阀与所述控制模块信号连接；所述控制模块控制透气阀的打开与关闭，进而控制所述透气孔的打开和封闭。

可选的，所述控制模块具有定时子模块，所述定时子模块定时打开和关闭所述透气阀，以定期排出所述箱体内的所述可燃气体。

可选的，所述透气阀为电磁阀。

可选的，所述压力变化阈值介于1.1～1.2个大气压之间。

可选的，所述可燃气体浓度变化阈值为500ppm。

可选的，所述控制模块集成在车辆的电池管理***内

如上所述，本实用新型的，至少具有以下有益效果：

1、通过对箱体内的压力以及可燃气体浓度进行监控，本实用新型能够在电池包即将发生危险或已经发生危险的初期，对箱体内的危险进行控制，可以有效降低由于电池包安全事故造成的生命和财产的损失。

2、通过对箱体内的燃气体的定时排放，本实用新型的具备消防功能的电池包还具有不易发生安全事故的优点。

3、本实用新型的具备消防功能的电池包仅在压力变化值和可燃气体浓度变化值均过大时，才通过控制模块控制消防装置动作处理箱体内的危险，可以减少由于消防装置错误动作而导致的损失。

附图说明

图1是本实用新型实施例用于体现箱体和排气孔结构的示意图。

图2是本实用新型实施例用于体现箱体内部结构的示意图。

附图标记：1、电芯；2、箱体；3、压力传感器；4、气体探测器；5、消防装置；51、消防罐体；52、阀门；53、卡扣；6、透气孔。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

请参照图1、图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参照图1和图2，本实用新型请求公开一种具备消防功能的电池包，其包括箱体2、控制模块、压力传感器3、气体探测器4以及消防装置5。其中，箱体2呈长方体型，箱体2的内部中空，电芯1、压力传感器3、气体探测器4和消防装置5均容纳在箱体2内。

需要说明的是，箱体2在正常运行时为密封状态。而电芯1在正常运行的情况下，其内部会缓慢地产生可燃气体。可燃气体主要为一氧化碳以及氢气，并且可燃气体的产生是电芯1正常工作的特性，难以避免。

请参照图2，图2以俯视视角展示了本实用新型的具备消防功能的电池包的内部结构。压力传感器3安装在箱体2的内侧壁上，用于实时监测箱体2内的压力变化值，压力变化值的大小反映了箱体2内压力变化的趋势，当压力变化值过大时，表明箱体2内存在安全隐患。实际运用中，压力传感器3内设定有压力变化阈值，当压力变化值超过压力变化阈值时，则表明箱体2内存在安全隐患。

具体的，压力变化阈值介于1.1～1.2个大气压之间，其可以是1.1个大气压、1.15个大气压以及1.2个大气压，作为优选的，本实施例中压力变化阈值为1.1个大气压。

气体探测器4安装在箱体2的内侧壁上，用于实时监测箱体2内的可燃气体浓度变化值，可燃气体浓度变化值反映了箱体2内气体浓度的变化趋势，当可燃气体浓度变化值过大时，也反映了箱体2内存在安全隐患。实际运用中，气体探测器4内设定有可燃气体浓度变化阈值，当可燃气体浓度变化值超过可燃气体浓度变化阈值时，表明箱体2内存在安全隐患。可燃气体浓度变化阈值为500ppm。

请继续参照图2，消防装置5安装在箱体2的内底壁上，其包括消防罐体51和阀门52。

具体的，消防罐体51可拆卸地安装在箱体2的内底壁上，本实施例中消防罐体51通过两个卡扣53被约束在箱体2的内底壁上，并且卡扣53与箱体2通过螺栓连接，使得消防罐体51的安装和维护均较为简便。阀门52能够封闭消防罐体51，当阀门52打开时，消防罐体51内的消防物质能够释放到箱体2中，对箱体2内的危险进行控制。

控制模块与压力传感器3、气体浓度探测器以及消防装置5的阀门52均信号连接。当压力传感器3监测到压力变化值超过压力变化阈值时，且气体浓度探测器检测到可燃气体浓度变化值超过可燃气体浓度变化阈值时，控制模块向消防装置5下发消防指令，控制阀门52打开，将消防罐体51内的消防物质释放到箱体2中，对箱体2内的危险进行控制。为便于设计和制造，控制模块集成在车辆的电池管理***(BMS)内。

更具体的，本实施例中，消防装置5的阀门52选用刺破阀，刺破阀具有可以快速打开的优点，当控制模块向消防装置5下发消防指令后，刺破阀能够快速打开，及时地对箱体2内的危险进行控制。在本实用新型的其他一些实施例中，消防装置5的阀门52也可以是电磁阀等可以自动控制开闭的阀。

由于消防装置5主要应对的是一氧化碳以及氢气发生燃烧的情形，消防罐体51内的消防物质可选用全氟己酮或七氟丙烷。全氟己酮或七氟丙烷增压后存放在消防罐体51内，当消防装置5的阀门52打开后，全氟己酮或七氟丙烷在压力的作用下自动释放到箱体2中。全氟己酮或七氟丙烷均为优秀的灭火剂，不污染被保护的对象，能够在灭火的同时避免对箱体2内的其他零部件造成损坏。在本实用新型的其他一些实施例中，消防物质也可以是其他灭火效果良好且不会损伤箱体2内其他零部件的灭火剂。

由于本实用新型的具备消防功能的电池包能够实时监测箱体2内的压力以及可燃气体浓度，并且在箱体2内即将或已经发生危险时，启动消防装置5，将消防罐体51内的消防物质释放到箱体2中，对箱体2内的危险进行控制，能够有效减少由于电池包起火而造成的不可挽回的生命和财产损失。

并且，本实用新型的具备消防功能的电池包仅在压力变化值和可燃气体浓度变化值均过大时，才通过控制模块控制消防装置5动作处理箱体2内的危险。因为当电池包在使用的过程中，受到突然的振动或者冲击时，箱体2内的压力也会骤然变化，然而可燃气体浓度不足时，箱体2内并不存在起火的危险，消防装置5无需动作。因而本实用新型的具备消防功能的电池包还能够有效防止误判，仅在箱体2内存在起火的危险时消防装置5才会发生动作，进而可以减少由于消防装置5错误动作而导致的损失。

由于电芯1在正常运行时会持续地产生可燃气体，及时地将箱体2内的可燃气体排出，亦可防止箱体2内发生危险。因此，箱体2的顶部开设有透气孔6和透气阀，透气阀关闭时，箱体2内为密封状态，透气阀打开时，箱体2内的可燃气体可通过透气孔6排出箱体2外。

具体的，透气阀与控制模块信号连接，控制模块能够控制透气阀的开闭。控制模块还具有定时子模块，定时子模块能够定时打开和关闭透气阀，定期地将箱体2内的可燃气体排出。

作为示例的，当定时子模块计算出本实用新型的具备消防功能的电池包运行时间达到二十八天后，控制模块控制排气阀打开，使得箱体2内的可燃气体排出箱体2外，当定时子模块计算出排气阀开启时间达到十分钟时，控制模块控制排气阀关闭，以此定时地将箱体2内的可燃气体排出箱体2外，降低箱体2内的可燃气体的浓度。

此外，当控制模块控制消防装置5的阀门52打开时，也同时控制排气阀打开，使得当消防物质被释放至箱体2内时，可以将箱体2内的可燃气体挤出箱体2外，进而取得更好的消防效果。

本实用新型的具备消防功能的电池包的工作原理为：当压力传感器3监测到压力变化值超过压力变化阈值时，且气体浓度探测器检测到可燃气体浓度变化值超过可燃气体浓度变化阈值时，控制模块向消防装置5下发消防指令，控制阀门52打开，将消防罐体51内的消防物质释放到箱体2中，同时控制模块控制排气阀打开，使的消防物质能够将可燃气体挤出箱体2，进而对箱体2内的危险进行控制。

当本实用新型的具备消防功能的电池包正常运行，且定时子模块计算出电池包运行时间达到预设的时间后，控制模块控制排气阀打开，使得箱体2内的可燃气体排出箱体2外，当定时子模块计算出排气阀开启时间达到预设的时间后，控制模块控制排气阀关闭，以此定时地将箱体2内的可燃气体排出箱体2外，降低箱体2内的可燃气体的浓度。

因此，本实用新型的具备消防功能的电池包能够在电池包即将发生危险或已经发生危险的初期，对箱体2内的危险进行控制，可以有效降低由于电池包安全事故造成的生命和财产的损失。并且通过对箱体2内的燃气体的定时排放，本实用新型的具备消防功能的电池包还具有不易发生安全事故的优点。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种具备消防功能的电池包，包括箱体(2)，所述箱体(2)用于容纳电芯(1)，其特征在于：还包括控制模块、压力传感器(3)、气体探测器(4)以及消防装置(5)；

所述压力传感器(3)安装在所述箱体(2)内，用于监测所述箱体(2)内的压力变化值；

所述气体探测器(4)安装在所述箱体(2)内，用于监测所述箱体(2)内可燃气体浓度变化值；

所述消防装置(5)安装在所述箱体(2)内，其内容纳有消防物质；

所述控制模块与所述压力传感器(3)、所述气体探测器(4)、所述消防装置(5)均信号连接；所述压力传感器(3)用于在监测到的压力变化值超过压力变化阈值，且所述可燃气体浓度变化值超过可燃气体浓度变化阈值时，向所述消防装置(5)下发消防指令；

所述消防装置(5)用于在收到所述消防指令时，释放所述消防物质释放至所述箱体(2)内。

2.根据权利要求1所述的具备消防功能的电池包，其特征在于：

所述消防装置(5)包括消防罐体(51)和阀门(52)；

所述消防罐体(51)可拆卸的安装在所述箱体(2)的内壁上，所述消防物质容纳在所述消防罐体(51)内；

所述阀门(52)与所述消防罐体(51)连通，且与所述控制模块信号连接，用于在收到所述消防指令时打开，以使所述消防物质释放至所述箱体(2)内。

3.根据权利要求2所述的具备消防功能的电池包，其特征在于：所述阀门(52)为刺破阀。

4.根据权利要求1所述的具备消防功能的电池包，其特征在于：所述消防物质为全氟己酮或七氟丙烷。

5.根据权利要求1所述的具备消防功能的电池包，其特征在于：所述箱体(2)顶部开设有透气孔(6)；

所述透气孔(6)内设置有透气阀，所述透气阀能够封闭所述透气孔(6)，且所述透气阀与所述控制模块信号连接；

所述控制模块控制透气阀的打开与关闭，进而控制所述透气孔(6)的打开和封闭。

6.根据权利要求5所述的具备消防功能的电池包，其特征在于，所述控制模块具有定时子模块，所述定时子模块定时打开和关闭所述透气阀，以定期排出所述箱体(2)内的所述可燃气体。

7.根据权利要求5所述的具备消防功能的电池包，其特征在于，所述透气阀为电磁阀。

8.根据权利要求1所述的具备消防功能的电池包，其特征在于，所述压力变化阈值介于1.1～1.2个大气压之间。

9.根据权利要求1所述的具备消防功能的电池包，其特征在于，所述可燃气体浓度变化阈值为500ppm。

10.根据权利要求1所述的具备消防功能的电池包，其特征在于，所述控制模块集成在车辆的电池管理***内。