ES2905854T3 - Sistema de gestión térmica y de extinción automática de incendios de batería de vehículo - Google Patents

Sistema de gestión térmica y de extinción automática de incendios de batería de vehículo Download PDF

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Abstract

Sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de una batería de vehículo (10), utilizado para gestionar la batería de vehículo en un vehículo híbrido o en un vehículo eléctrico, que comprende: paquetes de extinción de incendios (20) que están dispuestos adyacentes a, o en contacto con, la batería de vehículo (10), y llenos de un agente extintor de incendios; donde los paquetes de extinción de incendios (20) están configurados para abrirse cuando la temperatura de la batería de vehículo (10) es mayor que una temperatura preestablecida, de modo que el agente extintor de incendios puede ser liberado e introducido a continuación en un espacio en el que se encuentra ubicada la batería de vehículo; donde los paquetes de extinción de incendios (20) comprenden un paquete de extinción de incendios superior (21) y un paquete de extinción de incendios inferior (22), el paquete de extinción de incendios superior cubre la superficie superior de cada batería de vehículo (10) o un módulo de baterías (30) compuesto por las baterías de vehículo, y el paquete de extinción de incendios inferior (22) cubre la superficie inferior de cada batería de vehículo (10) o el módulo de baterías (30) compuesto por las baterías de vehículo; donde el paquete de extinción de incendios superior (21) y el paquete de extinción de incendios inferior (22) están comunicados entre sí; y caracterizado por que el paquete de extinción de incendios superior (21) está conectado con una bomba (130) en paralelo, el agente extintor de incendios en el paquete de extinción de incendios superior, que es bombeado por la bomba, puede calentar o enfriar el módulo de baterías (30), y el paquete de extinción de incendios inferior (22) está conectado con la bomba (130) en paralelo, y el agente extintor de incendios en el paquete de extinción de incendios inferior, que es bombeado por la bomba, puede calentar o enfriar el módulo de baterías (30) en el que un punto de fusión del material del paquete de extinción de incendios inferior (22) es mayor que un punto de fusión del material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior (21); y en el que cuando la temperatura del módulo de baterías (30) es mayor que la temperatura preestablecida, el paquete de extinción de incendios superior (21) se abre para extinguir el fuego, el paquete de extinción de incendios inferior (22) enfría la batería de vehículo (10).

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de gestión térmica y de extinción automática de incendios de batería de vehículo
Campo de la invención
La presente invención está relacionada con una tecnología de protección de baterías de vehículos en vehículos híbridos o eléctricos, en particular con un sistema de gestión térmica y de extinción automática de incendios de una batería de vehículo.
Antecedentes de la invención
Para vehículos cuya energía es proporcionada total o parcialmente por baterías de vehículo, por ejemplo, vehículos eléctricos puros o algunos tipos de vehículos híbridos, por lo general es necesario disponer en los vehículos baterías de vehículo de alta capacidad para proporcionar suficiente potencia instantánea y los mayores kilómetros de autonomía que sea posible.
La batería de vehículo generará calor durante su funcionamiento, una temperatura demasiado alta influirá directamente en las prestaciones de funcionamiento y la vida útil de las baterías, e incluso genera sobrecalentamiento, desbordamiento del electrolito, incendio, explosión y otros peligros potenciales de accidentes de seguridad. Para garantizar la seguridad de la batería de vehículo, los fabricantes de vehículos y de baterías no escatiman esfuerzos para adoptar diversas medidas, por ejemplo, el diseño de diferentes estructuras anticolisión, la selección de materiales retardantes de llama, la disposición de la batería de vehículo en una posición relativamente segura y la protección de seguridad de la batería de vehículo basada en estrategias de control. Sin embargo, una vez que la batería de vehículo se ha incendiado, las medidas anteriores son básicamente inválidas. Por lo tanto, cuando la batería de vehículo está en peligro, es particularmente importante cómo garantizar la seguridad de la batería de vehículo y del vehículo para proporcionar suficiente tiempo de escape para los pasajeros y similares.
Una solución relativamente buena es disponer un sistema de refrigeración para refrigerar la batería de vehículo y utilizar el sistema de refrigeración para extinguir el fuego en caso de sobrecalentamiento e incendio de la batería de vehículo como resultado de una colisión o un cortocircuito u otras razones que no se puedan controlar completamente. En cuanto a esta solución, sin embargo, el líquido refrigerante del sistema de refrigeración necesita tener simultáneamente el efecto refrigerante y la función de extinción de incendios sobre la batería de vehículo, de modo que los requisitos sobre el material del líquido refrigerante son relativamente altos. Además, si el sistema de refrigeración tiene simultáneamente el efecto de refrigeración y la función de extinción de incendios sobre la batería de vehículo, es necesario reformar el sistema de refrigeración existente, provocando de este modo como resultado que la solución global sea relativamente complicada.
El documento CN 202 353 190 U describe un dispositivo de seguridad para un paquete de baterías de un vehículo eléctrico. El dispositivo de seguridad comprende un paquete de baterías, un sistema de gestión de la batería, un sensor de temperatura y un relé, donde el sensor de temperatura está conectado con el sistema de gestión de la batería y se utiliza para detectar la temperatura interna del paquete de baterías y enviar los datos adquiridos por medio de la detección al sistema de gestión de la batería, de modo que se determine si la temperatura interna del paquete de baterías alcanza o no un primer valor preestablecido; y el relé está conectado con el extremo de salida del paquete de baterías y el sistema de gestión de la batería, y se utiliza para cortar el circuito de salida del paquete de baterías de acuerdo con una instrucción del sistema de gestión de la batería cuando el sistema de gestión de la batería determina que la temperatura interna de la batería ha alcanzado el primer valor preestablecido. Mediante el dispositivo de seguridad se pueden encontrar anormalidades y se pueden tomar medidas tales como una realimentación y corte de circuito oportunos antes de que el paquete de baterías se caliente, entre en combustión y explote, de modo que se pueda prevenir de manera eficaz que un accidente empeore aún más; y además, el dispositivo de seguridad tiene una estructura simple y funciona de forma fiable.
El documento CN 202 366 355 U describe un dispositivo automático de extinción de incendios para cajas de batería utilizado en un vehículo eléctrico. El dispositivo automático de extinción de incendios para cajas de batería comprende una pluralidad de cajas de batería (1), un tanque de almacenamiento de líquido a alta presión (2), una bomba de gas (3) y controladores (4), donde los controladores (4) están dispuestos en la parte superior de cada caja de batería (1); el tanque de almacenamiento de líquido (2) se llena con una mezcla líquida que se prepara mediante un agente extintor en forma de espuma y agua en una proporción determinada; la parte superior del tanque de almacenamiento de líquido (2) se comunica con la bomba de gas (3) a través de una tubería de gas; la parte inferior del tanque de almacenamiento de líquido (2) se comunica con cada caja de batería (1) a través de tuberías; una válvula electromagnética (5) está dispuesta en cada una de las tuberías que se comunican con las cajas de batería (1); un sensor de temperatura y/o un detector de humo está/están dispuesto(s) en cada caja de batería (1); y los controladores (4) están conectados respectivamente con cada sensor de temperatura y/o detector de humo, con cada válvula electromagnética (5), con una fuente de alimentación de baja tensión de 2,4V y con un disyuntor de aire de alta tensión en el vehículo eléctrico. El dispositivo automático de extinción de incendios de la caja de batería se utiliza en el vehículo eléctrico, y puede prevenir de manera eficaz que las cajas de batería se incendien o exploten.
El documento EP 1806807 A1 describe un paquete de baterías de tamaño mediano o grande que tiene una pluralidad de celdas unitarias. El paquete de baterías incluye un dispositivo de seguridad (dispositivo de seguridad de extinción de incendios) para rociar un material para prevenir o contener el incendio o la explosión del paquete de baterías cuando la temperatura del paquete de baterías supera el nivel de temperatura crítica amenazando la seguridad del paquete de baterías. El dispositivo de seguridad de extinción de incendios de acuerdo con la presente invención tiene el efecto de garantizar la seguridad del paquete de baterías cuando la temperatura o la tensión aumentan bruscamente total o parcialmente en el paquete de baterías debido a diversas causas, como por ejemplo la avería de un dispositivo de seguridad, y no es posible controlar el paquete de baterías solo mediante un sistema de control de funcionamiento.
El documento CN 202662693 U describe un paquete de baterías a prueba de explosiones, que comprende un módulo de baterías y una caja de batería, donde el módulo de baterías consta de una pluralidad de unidades de batería; la caja de batería se utiliza para alojar al módulo de baterías y está provista de aceite de silicona en su interior; una cabina de extinción de incendios llena de agente extintor de incendios está dispuesta en la caja de batería; y un dispositivo de detección está dispuesto en la caja de la batería. De acuerdo con el esquema técnico, se puede evitar que el paquete de baterías se queme, se evita que se causen daños más graves en un entorno de uso extremo (como por ejemplo un pozo de mina), además se puede evitar que el paquete de baterías explote, y la seguridad de los usuarios se garantiza de manera eficaz.
Compendio de la invención
El objeto de la presente invención es proporcionar una tecnología de gestión térmica y extinción automática de incendios de baterías de vehículo, que es una solución sencilla y conveniente.
En particular, la presente invención proporciona un sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de una batería de vehículo, utilizado para gestionar la batería del vehículo en un vehículo híbrido o un vehículo eléctrico, que incluye los rasgos de la reivindicación 1.
En consecuencia, el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la presente invención incluye:
uno o más paquetes de extinción de incendios adyacentes a, o en contacto con, la batería de vehículo y llenos de un agente extintor de incendios;
donde el paquete de extinción de incendios está configurado para ser abierto cuando la temperatura de la batería de vehículo es mayor que una temperatura preestablecida, de modo que el agente extintor de incendios puede ser liberado al exterior e introducido a continuación en un espacio en el que está ubicada la batería de vehículo.
Además, los paquetes de extinción de incendios incluyen un paquete de extinción de incendios superior y un paquete de extinción de incendios inferior, donde el paquete de extinción de incendios superior cubre la superficie superior de cada batería de vehículo y un módulo de baterías compuesto por las baterías del vehículo, y el paquete de extinción de incendios inferior cubre la superficie inferior de cada batería de vehículo y el módulo de baterías compuesto por las baterías del vehículo.
Además, el paquete de extinción de incendios superior y el paquete de extinción de incendios inferior están comunicados entre sí, y el paquete de extinción de incendios superior está conectado con una bomba en paralelo, y el agente extintor de incendios del paquete de extinción de incendios superior puede ser bombeado por la bomba para calentar o enfriar el módulo de batería; y el paquete de extinción de incendios inferior está conectado con la bomba en paralelo, y el agente extintor de incendios del paquete de extinción de incendios inferior puede ser bombeado por la bomba para calentar o enfriar el módulo de baterías.
Además, un punto de fusión del material del paquete de extinción de incendios inferior es mayor que un punto de fusión del material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior; y cuando la temperatura del módulo de baterías es mayor que la temperatura preestablecida, el paquete de extinción de incendios superior se abre para extinguir el fuego, el paquete de extinción de incendios inferior enfría la batería de vehículo.
Preferiblemente, el material de al menos una parte del paquete de extinción superior es plástico o resina, y cuando la temperatura de la batería de vehículo es mayor que la temperatura preestablecida, la al menos una parte del paquete de extinción superior es calentada por la batería de vehículo hasta un estado fluido, de modo que el agente extintor de incendios puede ser liberado al exterior e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicada la batería de vehículo.
Preferiblemente, el punto de fusión del material de la al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior se selecciona dentro de un rango de 85-95 °C, y el punto de fusión del material del paquete de extinción de incendios inferior es mayor que el punto de fusión del material de la al menos una parte.
Preferiblemente, el plástico es plástico EVA y la resina es una aleación de ABS/PC.
Preferiblemente, el agente extintor de incendios es aceite de silicona o aceite de transformador.
Preferiblemente, el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo incluye además una cubierta superior y una cubierta inferior, que están desplegadas en un cuerpo de caja del paquete de baterías. Cuando se abre la cubierta superior, el paquete de extinción de incendios superior puede estar colocado de manera que cubra el módulo de baterías o puede estar separado del módulo de baterías, y cuando se abre la cubierta inferior, el paquete de extinción de incendios inferior puede estar colocado de manera que cubra el módulo de baterías o puede estar separado del módulo de baterías.
Preferiblemente, el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo incluye además una capa aislante dispuesta sobre una placa de conexión de circuitos entre los módulos de baterías y/o sobre un hilo de conexión entre módulos de baterías y elementos eléctricos.
Preferiblemente, la capa aislante está hecha de resina acrílica.
De acuerdo con el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de la presente invención, cuando la temperatura de la batería de vehículo es mayor que la temperatura preestablecida, el paquete de extinción de incendios se abrirá, de modo que el agente extintor de incendios con el que se ha rellenado el paquete de extinción de incendios puede ser liberado al exterior e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicada la batería de vehículo. De esta manera, cuando la batería de vehículo se incendia y se quema debido a una colisión, a un cortocircuito u otras razones anómalas, el agente extintor de incendios del paquete de extinción de incendios puede ser liberado al exterior e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicada la batería de vehículo para extinguir el fuego, logrando de este modo los efectos de prevención automática de combustión y extinción automática de incendios de la batería de vehículo, protegiendo de manera eficaz la batería de vehículo y todo el vehículo, reservando más tiempo de escape para los pasajeros y mejorando la seguridad del vehículo. En términos generales, el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de la presente invención es de estructura simple y fiable, de bajo coste y de fuerte universalidad, y se puede montar directamente en el vehículo sin reformar el sistema de refrigeración existente de la batería de vehículo.
De acuerdo con el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de la presente invención, además, los paquetes de extinción de incendios están dispuestos en las superficies superior e inferior de la batería de vehículo o del módulo de baterías, y además de la función de extinción de incendios proporcionada por el agente extintor de incendios del paquete de extinción de incendios, los propios paquetes de extinción de incendios pueden fijar o amortiguar la batería de vehículo o el módulo de baterías.
De acuerdo con el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de la presente invención, además, el paquete de extinción de incendios superior y el paquete de extinción de incendios inferior que cubren las superficies superior e inferior del módulo de baterías no solo pueden desempeñar una función de extinción de incendios, además, dado que el paquete de extinción de incendios superior y el paquete de extinción de incendios inferior están conectados con la bomba en paralelo, el agente extintor de incendios del paquete de extinción de incendios superior y del paquete de extinción de incendios inferior pueden regular la temperatura de la batería de vehículo o del módulo de baterías juntos mediante el bombeo de las bombas, para calentar o enfriar el módulo de baterías a una temperatura de trabajo apropiada. Además, debido al modo de conexión en paralelo, incluso si el agente extintor de incendios en unos pocos paquetes de extinción de incendios superiores o paquetes de extinción de incendios inferiores fluye al exterior debido a una fisuración inesperada de los paquetes, las funciones de extinción de incendios y de regulación de temperatura de otros paquetes de extinción de incendios no se interrumpen. Además, según la demanda, cuando el paquete de extinción de incendios superior puede desempeñar una función de extinción de incendios superior suficiente, el paquete de extinción de incendios inferior solo puede desempeñar la función de regulación de temperatura y no necesita fisurarse para liberar el agente extintor de incendios y, en esta situación, los requisitos sobre el material del paquete de extinción de incendios inferior se pueden reducir enormemente.
A continuación se proporcionará una descripción detallada de realizaciones específicas de la presente invención en combinación con dibujos y, de esta manera, los expertos en la técnica comprenderán mejor los propósitos, ventajas y rasgos anteriores y otros de la presente invención.
Breve descripción de los dibujos
Algunas realizaciones específicas de la presente invención se describirán a continuación de manera ejemplar más que de manera restrictiva con referencia a los dibujos. Signos de referencia idénticos en los dibujos se refieren a componentes o partes idénticas o similares. Los expertos en la técnica deberían comprender que estos dibujos no están dibujados necesariamente a escala. En los dibujos:
La Figura 1 es un diagrama esquemático de una relación de posición de un paquete de extinción de incendios y una batería de vehículo en un sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de acuerdo con una realización de la presente invención;
La Figura 2 es un diagrama esquemático de una relación de posición de un paquete de extinción de incendios y un módulo de baterías en un sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de una batería de vehículo de acuerdo con otra realización de la presente invención;
La Figura 3 es un diagrama esquemático de un cuerpo de caja del paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente invención;
La Figura 4 es un diagrama esquemático de una relación de posición de un módulo de baterías y un paquete de extinción de incendios en un área de montaje del módulo de baterías de acuerdo con una realización de la presente invención;
La Figura 5 es un diagrama esquemático de un principio de acuerdo con una realización de la presente invención.
Descripción detallada de realizaciones preferidas
La realización de la presente invención proporciona un sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de una batería de vehículo 10, utilizado para gestionar la batería de vehículo 10 en un vehículo híbrido o en un vehículo eléctrico. El sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo incluye paquetes de extinción de incendios 20, los paquetes de extinción de incendios 20 son adyacentes a, o están en contacto con, la batería de vehículo 10, y los paquetes de extinción de incendios 20 están llenos de un agente extintor de incendios. Cuando la temperatura de la batería de vehículo 10 es mayor que una temperatura preestablecida, el paquete de extinción de incendios 20 se abre, de modo que el agente extintor de incendios puede ser liberado e introducido a continuación en un espacio en el que está ubicada la batería de vehículo 10. Aquí, ser adyacente o estar en contacto depende de la sensibilidad del material del paquete de extinción de incendios a la temperatura preestablecida. De esta manera, cuando la batería de vehículo 10 se ha incendiado y se está quemando debido a una colisión, un cortocircuito u otras razones anómalas, el agente extintor de incendios del paquete de extinción de incendios 20 puede ser liberado al exterior e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicada la batería de vehículo 10 para extinguir el fuego, logrando de este modo los efectos de prevención de combustión y extinción de incendios automáticas de la batería de vehículo 10, protegiendo de manera eficaz la batería de vehículo 10 y todo el vehículo, reservando más tiempo de escape para los pasajeros y mejorando la seguridad del vehículo. De acuerdo con la realización, el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo 10 de la presente invención es de estructura simple y fiable, de bajo coste y de fuerte universalidad, y es independiente del sistema de refrigeración de la batería de vehículo existente y, por lo tanto, no es necesario reformar el sistema de refrigeración de la batería de vehículo existente.
La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de una relación de posición del paquete de extinción de incendios 20 y la batería de vehículo 10 de acuerdo con una realización de la presente invención, y en la realización, el paquete de extinción de incendios 20 se utiliza para extinguir el fuego de una única batería de vehículo 10. De esta manera, cada batería de vehículo 10 tiene un paquete de extinción de incendios 20 correspondiente, y cuando la temperatura de la batería de vehículo 10 es mayor que la temperatura preestablecida, el paquete de extinción de incendios 20 correspondiente se abre, de modo que el agente extintor de incendios puede ser liberado e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicada la batería de vehículo 10 para extinguir el fuego con precisión.
Se puede entender que, para un vehículo híbrido o un vehículo eléctrico, las baterías de vehículo 10 generalmente están dispuestas en un cuerpo de caja 100 del paquete de baterías y están conectadas entre sí por una placa de conexión de circuitos para formar un módulo de baterías, y la batería de vehículo 10 por sí misma puede ser una única batería o un paquete de baterías compuesto por una pluralidad de baterías individuales. La Figura 2 es un diagrama esquemático de una relación de posición de un paquete de extinción de incendios y un módulo de baterías en un sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de una batería de vehículo de acuerdo con otra realización de la presente invención, y en la realización, el paquete de extinción de incendios 20 se utiliza para extinguir el fuego del módulo de baterías compuesto por las baterías de vehículo 10. La Figura 2 muestra de manera ejemplar un módulo de baterías compuesto por tres baterías de vehículo 10 y un paquete de extinción de incendios superior y un paquete de extinción de incendios inferior correspondientes al módulo de baterías, y la temperatura preestablecida establecida para el módulo de baterías puede ser la misma que para las baterías de vehículo 10. En otras realizaciones, también se pueden disponer más o menos baterías de vehículo 10 para formar el módulo de baterías. De forma alternativa, en otras realizaciones, también se pueden disponer más paquetes de extinción de incendios 20 correspondientes a un módulo de baterías y se pueden disponer de otras maneras diferentes a la de la Figura 2, por ejemplo, disponiéndolos adyacentes a las paredes laterales de las baterías de vehículo 10 de un módulo de baterías. La comparación entre la Figura 1 y la Figura 2 muestra que, de acuerdo con el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de la presente invención, cada batería de vehículo 10 o cada módulo de baterías tiene un paquete de extinción de incendios 20 correspondiente, y cuando la temperatura de la batería de vehículo 10 o del módulo de baterías es mayor que la temperatura preestablecida, se abre el correspondiente paquete de extinción de incendios 20, de modo que el agente extintor de incendios puede ser liberado e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicada la batería de vehículo 10 o el módulo de baterías para extinguir el fuego de la batería de vehículo 10 o del módulo de baterías.
La Figura 3 es un diagrama esquemático de un cuerpo de caja 100 del paquete de baterías de acuerdo con una realización de la presente invención. En la Figura 3, el cuerpo de caja 100 del paquete de baterías incluye tres áreas de montaje 40 del módulo de baterías, y cada área de montaje 40 del módulo de baterías está compuesta por una placa de fijación 41 del módulo de baterías, una cubierta superior 42 y una cubierta inferior (no mostrada).
La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de una relación de posición del módulo de baterías 30 y el paquete de extinción de incendios 20 en un área de montaje 40 del módulo de baterías. Como se muestra en la Figura 4, el módulo de baterías 30 compuesto por cinco baterías de vehículo 10 está incluido en el área de montaje 40 del módulo de baterías, un paquete de extinción de incendios superior 21 está conectado directamente entre el módulo de baterías 30 y la cubierta superior 42, y un paquete de extinción de incendios inferior 22 está conectado directamente entre el módulo de baterías 30 y la cubierta inferior. El paquete de extinción de incendios superior 21 y el paquete de extinción de incendios inferior 22 dispuestos aquí no solo pueden detectar rápidamente la temperatura del módulo de baterías 30 para liberar el agente extintor de incendios para extinguir el fuego o enfriar, sino que también pueden fijar o amortiguar de manera efectiva el módulo de baterías 30, de modo que se pueda reducir el riesgo de incendio del módulo de baterías 30 provocado por una colisión del vehículo, y se pueda reducir el movimiento hacia arriba y hacia abajo del módulo de baterías 30 en su conjunto provocado por el traqueteo del vehículo. En el diseño, cuando la temperatura del módulo de baterías 30 es mayor que la temperatura preestablecida, al menos uno del paquete de extinción de incendios superior 21 y el paquete de extinción de incendios inferior 22 se abre, de modo que el agente extintor de incendios en el paquete de extinción de incendios puede ser liberado e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicado el módulo de baterías 30 completo. En otras realizaciones, los paquetes de extinción de incendios 20 pueden estar conectados directamente entre cada batería de vehículo 10 del módulo de baterías 30 y la cubierta superior 42 y entre cada batería de vehículo 10 del módulo de baterías 30 y la cubierta inferior, para mitigar el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la batería de vehículo 10 correspondiente provocado por el traqueteo del vehículo. Cuando la temperatura de la batería de vehículo 10 es mayor que la temperatura preestablecida, el paquete de extinción de incendios 20 se abre, de modo que el agente extintor de incendios del paquete de extinción de incendios 20 puede ser liberado e introducido a continuación en el espacio en el que se encuentra ubicada la batería de vehículo 10, mientras que los otros paquetes de extinción de incendios 20 no liberan el agente extintor de incendios. De esta forma, el paquete de extinción de incendios 20 puede liberar con mayor precisión el agente extintor de incendios para la única batería de vehículo 10 cuya temperatura es mayor que la temperatura preestablecida.
Volviendo a la Figura 3, en la Figura 3, la cubierta superior 42 se utiliza para cubrir un módulo de baterías 30. En otras realizaciones, el tamaño de la cubierta superior 42 se puede incrementar para cubrir la superficie superior de todo el cuerpo de caja 100 del paquete de baterías. Cuando se abre la cubierta superior 42, el paquete de extinción de incendios superior 21 puede estar colocado de manera que cubra la superficie superior del módulo de baterías 30 o puede estar separado de la superficie superior del módulo de baterías 30. Cuando se abre la cubierta inferior, el paquete de extinción de incendios inferior 22 puede estar colocado de manera que cubra la superficie inferior del módulo de baterías 30 o puede estar separado de la superficie inferior del módulo de baterías. Debido al diseño de la cubierta superior 42 y de la cubierta inferior, el paquete de extinción de incendios 20 se puede cambiar convenientemente a tiempo.
En la realización mostrada en la Figura 4, el punto de contacto del paquete de extinción de incendios superior 21 con la batería de vehículo 10, es decir, la parte inferior del paquete de extinción de incendios superior 21, está hecho de plástico o resina, y en otras realizaciones, el paquete de extinción de incendios superior 21 también puede estar hecho completamente de plástico o resina. El plástico o la resina se selecciona aquí porque el plástico y la resina apropiados tienen puntos de fusión más bajos. Solo como ejemplo ejemplar, cuando el material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior 21 es plástico, el plástico es plástico EVA, y el punto de fusión del plástico EVA se puede mantener en aproximadamente 90 °C mediante un aditivo adecuado. Solo como ejemplo ejemplar, cuando el material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior 21 es resina, la resina es una aleación de ABS/PC. La aleación de ABS/PC tiene buena resistencia mecánica y tenacidad, siendo de este modo capaz de evitar la autofisuración del paquete de extinción de incendios superior 21 provocada por una colisión. Mientras tanto, la aleación de ABS/PC tiene retardo de llama, siendo de este modo muy adecuada para fabricar el paquete de extinción de incendios superior 21 de la presente invención. Cuando la temperatura del módulo de baterías 30 es mayor que la temperatura preestablecida, al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior 21, por ejemplo, la parte inferior del paquete de extinción de incendios superior 21 en la Figura 2, es calentada por el módulo de baterías 30 hasta un estado fluido, de modo que el agente extintor de incendios en el paquete de extinción de incendios puede ser liberado e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicado el módulo de baterías 30. Aquí, la temperatura preestablecida se puede establecer de acuerdo con el juicio estándar de los expertos en la técnica sobre el riesgo de incendio de la batería de vehículo 10 y, por ejemplo, se puede seleccionar dentro de un rango de 85-95°C. El plástico o la resina se seleccionan como materiales con un bajo punto de fusión, y el punto de fusión se puede determinar de acuerdo con la temperatura preestablecida anterior, de modo que el plástico o la resina se puedan calentar hasta el estado fluido para permitir que el agente extintor de incendios fluya al exterior cuando la temperatura del módulo de baterías 30 supere la temperatura preestablecida. En una realización de la presente invención, el punto de fusión del material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior 21 está dentro de un rango de 85-95°C, coincidiendo así con la temperatura a la que el módulo de baterías 30 tiene el riesgo de incendio. Por supuesto, en otras realizaciones, el punto de fusión del material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior 21 también se puede determinar según las temperaturas a las que los diferentes módulos de baterías 30 tienen el riesgo de incendio.
En la realización mostrada en la Figura 4 y en la Figura 5, el paquete de extinción de incendios inferior 22 se utiliza principalmente para refrigerar el módulo de baterías 30, de modo que el paquete de extinción de incendios inferior 22 puede estar hecho aquí de un material con un punto de fusión relativamente alto. O bien, el paquete de extinción de incendios inferior 22 tiene aquí un efecto de refrigeración y la función de extinción de incendios exactamente igual que el paquete de extinción de incendios superior 21, y en este momento, el punto de fusión del material del paquete de extinción de incendios inferior 22 es ligeramente mayor que el punto de fusión del material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior 21. Cuando la temperatura del módulo de baterías 30 es mayor que la temperatura preestablecida, el paquete de extinción de incendios superior 21 se abre para extinguir el fuego, el paquete de extinción de incendios inferior 22 enfría la batería de vehículo 10, y si la temperatura aumenta de manera continua hasta el punto de fusión del material del paquete de extinción de incendios inferior 22, el paquete de extinción de incendios inferior 22 se fisura para extinguir el fuego. El efecto de refrigeración del paquete de extinción de incendios inferior 22 se describirá a continuación en detalle.
Dado que el aceite de silicona o el aceite de transformador tienen buenas propiedades de retardo de llama y aislamiento a temperatura normal y presión normal, se selecciona el aceite de silicona o aceite de transformador para que actúe como el agente extintor de incendios en la presente invención. En caso de que el agente extintor de incendios contenga impurezas o de que el propio agente extintor de incendios sea un material conductor, cuando el agente extintor de incendios es liberado e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicado el módulo de baterías 30, se puede inducir un suministro de potencia inestable o un incendio provocados por un cortocircuito del módulo de baterías 30. Por lo tanto, para reducir los requisitos sobre la pureza del agente extintor de incendios y la conductividad eléctrica del material, en una realización preferida de la presente invención, se disponen capas aislantes sobre una placa de conexión de circuitos entre los módulos de baterías 30 y sobre un cable de conexión entre el módulo de baterías 30 y un elemento eléctrico. Si la propia placa de conexión de circuitos tiene una medida anticonductora, la capa aislante también se puede disponer únicamente sobre el cable de conexión, o si el cable de conexión es un cable barnizado con función anticonductora, la capa aislante se puede disponer únicamente sobre la placa de conexión de circuitos. Dado que la resina acrílica tiene muy buena resistencia a la temperatura, excelentes propiedades de aislamiento y de resistencia a la corrosión, en una realización, la capa aislante está hecha de la resina acrílica. En otras realizaciones, la capa aislante también puede estar hecha de poliésterimida o poliimida y otros materiales con propiedad aislante.
La Figura 5 es un diagrama esquemático de un principio de la presente invención. Como se muestra en la Figura 5, el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de la presente invención puede incluir además un circuito de refrigeración 110, un radiador 120 y una bomba 130. En cada paquete de baterías 50, el circuito de refrigeración 110 comunica el paquete de extinción de incendios superior 21 con el paquete de extinción de incendios inferior 22, y el circuito de refrigeración 110 comunica diferentes paquetes de batería 50. El agente extintor de incendios en el circuito de refrigeración 110 puede fluir en el circuito de refrigeración 110 para actuar como medio de refrigeración, para absorber el calor disipado por el módulo de baterías 30 y llevar el calor al exterior del paquete de baterías 50 para disipar el calor. La temperatura del medio de refrigeración aumenta debido a la absorción del calor en el módulo de baterías 30, y a continuación el medio de refrigeración es transmitido por el circuito de refrigeración 110 al radiador 120 en el exterior del paquete de baterías 50 e intercambia calor con un medio como por ejemplo aire, para disipar el calor y enfriar. De esta manera, el módulo de baterías 30 puede ser refrigerado de nuevo por el medio de refrigeración a través del circuito de refrigeración 110. Con el aumento de la temperatura del módulo de baterías 30, la bomba 130 funciona más rápidamente para acelerar el flujo del agente extintor de incendios en el paquete de extinción de incendios superior 21 y en el paquete de extinción de incendios inferior 22 para enfriar el módulo de baterías 30. En la realización mostrada en la Figura 5, el medio de refrigeración se puede almacenar en el radiador 120 y es bombeado por la bomba 130 al interior del circuito de refrigeración 110, y a continuación el medio de refrigeración fluye de manera circular en el circuito de refrigeración 110. Aunque el sistema de refrigeración 100 se utiliza principalmente para refrigerar el módulo de baterías 30, se puede entender que también se puede disponer un calentador utilizado para calentar el medio de refrigeración en el circuito de refrigeración 110, para calentar el medio de refrigeración para permitir que el módulo de baterías 30 alcance la temperatura de trabajo adecuada del mismo lo antes posible en el caso de arranque en frío del vehículo y otras circunstancias.
En una realización preferida, el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de acuerdo con la presente invención puede incluir además un dispositivo de monitorización de incendios y un controlador. El dispositivo de monitorización de incendios se utiliza para monitorizar el incendio o el riesgo de incendio del módulo de baterías 30. Cuando el dispositivo de monitorización de incendios monitoriza el incendio o el riesgo de incendio del módulo de baterías 30, el controlador permite que el paquete de extinción de incendios inferior 22 ejecute o acelere el efecto de refrigeración para extinguir o prevenir el fuego. El controlador se puede implementar mediante un sistema de gestión de la batería (BMS). Cuando está en funcionamiento, el sistema de gestión de la batería monitoriza la temperatura del módulo de baterías 30 y la presión en el paquete de extinción de incendios superior 21 respectivamente mediante un sensor de temperatura y un sensor de presión en tiempo real. Cuando la temperatura del módulo de baterías 30 supera la temperatura preestablecida y la presión en el paquete de extinción de incendios superior 21 se reduce obviamente, el sistema de gestión de la batería determina que el módulo de baterías 30 se ha incendiado o tiene un riesgo de incendio relativamente grande en este momento, y el paquete de extinción de incendios superior 21 podría haber comenzado a ser fluidizado para liberar el agente extintor de incendios. En este momento, el sistema de gestión de la batería puede enviar una señal de solicitud a un controlador de todo el vehículo, el controlador de todo el vehículo responde a la señal de solicitud para controlar que la bomba 130 trabaje más rápidamente para acelerar el flujo del agente extintor de incendios en el paquete de extinción de incendios inferior 22, para enfriar el módulo de baterías 30. En otra realización, solo el sensor de presión o el sensor de temperatura se pueden utilizar como dispositivo de monitorización de incendios, y en este momento, se puede determinar si el módulo de baterías 30 se ha incendiado o tiene el riesgo de incendio de acuerdo con la temperatura del módulo de baterías 30 o la presión en el paquete de extinción de incendios superior 21. En otras realizaciones, otros dispositivos de monitorización adecuados, por ejemplo, un dispositivo de monitorización de llama, también se pueden utilizar como el dispositivo de monitorización de incendios de esta memoria.
En una realización preferida, cuando el paquete de extinción de incendios superior 21 se utiliza para extinguir el fuego de una única batería de vehículo 10, un sensor de temperatura está dispuesto en cada batería de vehículo 10, y un sensor de presión está dispuesto en cada paquete de extinción de incendios superior 21. En otra realización, cuando el paquete de extinción de incendios superior 21 se utiliza para extinguir el fuego del módulo de baterías 30, un sensor de temperatura está dispuesto en cada batería de vehículo 10, y un sensor de presión está dispuesto en cada paquete de extinción de incendios superior 21. De forma alternativa, un sensor de temperatura está dispuesto en cada módulo de baterías 30, un sensor de presión está dispuesto en cada paquete de extinción de incendios superior 21 para monitorizar la temperatura de cada batería de vehículo 10 en el módulo de baterías. En otra realización, cuando el paquete de extinción de incendios superior 21 se utiliza para extinguir el fuego del módulo de baterías 30, se proporcionan dos tipos de sensores de temperatura, donde uno de los dos tipos es un sensor de temperatura total y se utiliza para monitorizar la temperatura de todas las baterías de vehículo 10 en el módulo de baterías, y el otro tipo de sensor de temperatura son sensores de temperatura auxiliares, cada uno de los cuales está dispuesto en una batería de vehículo 10 correspondiente y se utiliza para monitorizar la temperatura de la batería de vehículo 10 correspondiente en el módulo de baterías 30. Sólo cuando las temperaturas monitorizadas por el sensor de temperatura total y al menos un monitor de sensor de temperatura auxiliar superan la temperatura preestablecida, se considera como uno de los criterios de determinación de incendio del módulo de baterías 30 y, por lo tanto, se puede prevenir la condición de que el sensor de temperatura total o el sensor de temperatura auxiliar está defectuoso y capte una temperatura monitorizada demasiado alta. De forma alternativa, cuando la temperatura de la batería de vehículo 10 monitorizada por el sensor de temperatura total o al menos un monitor de sensor de temperatura auxiliar supera la temperatura preestablecida, se considera como uno de los criterios de determinación de la batería de vehículo 10 y, por lo tanto, se puede evitar la condición de que el sensor de temperatura total o el sensor de temperatura auxiliar esté defectuoso y no pueda funcionar. De acuerdo con los criterios de incendio monitorizados, si al mismo tiempo se ha monitorizado que la presión en el paquete de extinción de incendios superior 21 se reduce obviamente, el sistema de gestión de la batería determina que la batería de vehículo 10 se ha incendiado o tiene un riesgo de incendio relativamente alto, y el paquete de extinción de incendios superior 21 podría haber comenzado a ser fluidizado para liberar el agente extintor de incendios al exterior. En la Figura 2, dado que el aire caliente fluye hacia arriba, el paquete de extinción de incendios superior 21 dispuesto en la superficie superior de la batería de vehículo 10 puede absorber calor de manera efectiva para desempeñar un efecto principal de extinción de incendios. Además, dado que una gran cantidad de agente extintor de incendios está contenida en el paquete de extinción de incendios superior 21, incluso si el dispositivo de monitorización de incendios mencionado anteriormente y el controlador no pueden funcionar normalmente, el propio paquete de extinción de incendios superior 21 puede proporcionar una gran cantidad de agente extintor de incendios después de pasar al estado fluido para autofisurarse, para extinguir el fuego o atenuar el fuego en cierta medida.
En una realización no mostrada en las figuras, el sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de la batería de vehículo de acuerdo con la presente invención puede incluir además un mecanismo de liberación, el paquete de extinción de incendios superior 21 está dispuesto en el mecanismo de liberación y es adyacente a la batería de vehículo 10 o al módulo de baterías 30, y el "ser adyacente" se refiere aquí a que siendo diferente al contacto directo entre el paquete de extinción de incendios 20 y la batería de vehículo 10 en la Figura 1 y en la Figura 2, el mecanismo de liberación está dispuesto entre el paquete de extinción de incendios superior 21 y la batería de vehículo 10 o el módulo de baterías 30. Cuando el paquete de extinción de incendios superior 21 se calienta hasta el estado fluido, el agente extintor de incendios de su interior será liberado y a continuación será introducido en el mecanismo de liberación, y el mecanismo de liberación se abre selectivamente, de modo que el agente extintor de incendios se libera indirectamente y a continuación se introduce en el espacio en el que está ubicada la batería de vehículo 10 o el módulo de baterías 30.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de gestión térmica y extinción automática de incendios de una batería de vehículo (10), utilizado para gestionar la batería de vehículo en un vehículo híbrido o en un vehículo eléctrico, que comprende:
paquetes de extinción de incendios (20) que están dispuestos adyacentes a, o en contacto con, la batería de vehículo (10), y llenos de un agente extintor de incendios;
donde los paquetes de extinción de incendios (20) están configurados para abrirse cuando la temperatura de la batería de vehículo (10) es mayor que una temperatura preestablecida, de modo que el agente extintor de incendios puede ser liberado e introducido a continuación en un espacio en el que se encuentra ubicada la batería de vehículo;
donde
los paquetes de extinción de incendios (20) comprenden un paquete de extinción de incendios superior (21) y un paquete de extinción de incendios inferior (22), el paquete de extinción de incendios superior cubre la superficie superior de cada batería de vehículo (10) o un módulo de baterías (30) compuesto por las baterías de vehículo, y el paquete de extinción de incendios inferior (22) cubre la superficie inferior de cada batería de vehículo (10) o el módulo de baterías (30) compuesto por las baterías de vehículo;
donde el paquete de extinción de incendios superior (21) y el paquete de extinción de incendios inferior (22) están comunicados entre sí; y
caracterizado por que
el paquete de extinción de incendios superior (21) está conectado con una bomba (130) en paralelo, el agente extintor de incendios en el paquete de extinción de incendios superior, que es bombeado por la bomba, puede calentar o enfriar el módulo de baterías (30), y el paquete de extinción de incendios inferior (22) está conectado con la bomba (130) en paralelo, y el agente extintor de incendios en el paquete de extinción de incendios inferior, que es bombeado por la bomba, puede calentar o enfriar el módulo de baterías (30) en el que un punto de fusión del material del paquete de extinción de incendios inferior (22) es mayor que un punto de fusión del material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior (21); y en el que cuando la temperatura del módulo de baterías (30) es mayor que la temperatura preestablecida, el paquete de extinción de incendios superior (21) se abre para extinguir el fuego, el paquete de extinción de incendios inferior (22) enfría la batería de vehículo (10).
2. El sistema de la reivindicación 1, en el que el material de al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior (21) es plástico o resina, y cuando la temperatura de la batería de vehículo (10) es mayor que la temperatura preestablecida, la al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior (21) es calentada por la batería de vehículo (10) hasta un estado fluido, de modo que el agente extintor de incendios puede ser liberado e introducido a continuación en el espacio en el que está ubicada la batería de vehículo (10).
3. El sistema de la reivindicación 2, en el que el punto de fusión del material de la al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior (21) se selecciona dentro de un rango de 85-95°C, y el punto de fusión del material del paquete de extinción de incendios inferior (22) es mayor que el punto de fusión del material de la al menos una parte del paquete de extinción de incendios superior.
4. El sistema de la reivindicación 2, en el que el plástico es plástico EVA y la resina es una aleación de ABS/PC.
5. El sistema de la reivindicación 1, en el que el agente extintor de incendios es aceite de silicona o aceite de transformador.
6. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además una cubierta superior (42) y una cubierta inferior, que están dispuestas en un cuerpo de caja (100) del paquete de baterías;
en el que el paquete de extinción de incendios superior (21) puede cubrir el módulo de baterías (30) o estar separado del módulo de baterías cuando se abre la cubierta superior, y el paquete de extinción de incendios inferior (22) puede cubrir el módulo de baterías (30) o estar separado del módulo de baterías cuando se abre la cubierta inferior.
7. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además una capa aislante dispuesta sobre una placa de conexión de circuitos entre los módulos de baterías (30) y/o sobre un cable de conexión entre los módulos de baterías (30) y los elementos eléctricos.
8. El sistema de la reivindicación 7, en el que la capa aislante está hecha de resina acrílica.
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