一種新能源汽車動力電池安全系統的製作方法

2024-01-29 11:51:15

本發明涉及新能源汽車領域，尤其涉及新能源汽車中使用的用於防止其電池箱著火和/或爆炸的動力電池安全系統。

背景技術：

隨著環境汙染問題的日益嚴重，各國政府對於其中的一個主要汙染源：汽車尾氣的排放的要求越來越嚴格，從而在一定程度上給新能源汽車的快速發展，帶來了很大的機遇。也使得新能源汽車，主要是新能源汽車，開始進入大眾生活。

但隨著新能源汽車的保有量不斷增加，發生的自燃和起火事件也逐漸開始增多。而這其中經過認真分析，主要是新能源汽車的電池問題，其已經成為起火的主要原因。

目前新能源汽車用動力電池主要包括鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池三類。其中由於鋰離子電池具有比容量大、工作電壓高、循環壽命長、體積小、重量輕等優點，目前已成為新能源汽車的首選動力電池。

使用時，一般需要在新能源汽車上將很多的單體電池裝置於多個電池箱內，通過串、並聯形成電池組來達到汽車動力源的要求。但是由於生產工藝等原因，各個電池的容量和性能會存在一定的差異，容量小性能差的電池會出現過放現象或過充現象，導致電池正負極片間的隔膜會被擊穿而短路，進而產生高溫，過熱使電解液汽化，膨脹而使電池外殼破裂，甚至發生著火或爆炸等諸多問題。

為平衡不同電池組，業界採用了BMS(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM，電池管理系統)系統，其能夠實時監視各電池組電壓、電流及溫度，均衡各單體電池的電壓，使電池組中的各單體電池的容量與性能儘量的趨於一致，但是目前的BMS系統可靠性能並不高，無法完全杜絕新能源汽車電池箱發生著火、爆炸的隱患。

因此，在新能源汽車上設置滅火裝置是必須的，而且，在某些極端情況下如何實現阻燃，避免電池包持續升溫及電池連鎖反應是新能源汽車上滅火裝置需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種新能源汽車動力電池安全系統，其能預先及時發現新能源汽車的動力電池包出現異常情況，自動並及時地對其進行處理。

為實現上述發明目的，本發明採用了如下技術方案：

一種新能源汽車動力電池安全系統，其包括控制單元、報警傳感器和滅火裝置；其中所述報警傳感器設置在新能源汽車的電池包旁，用於檢測所述電池包的環境條件，所述報警傳感器與所述控制單元連接，所述控制單元與所述滅火裝置連接；當所述報警傳感器檢測到電池包的環境條件超過預設值時，其會向所述控制單元發出報警信息，並且所述控制單元根據報警信息來觸發所述滅火裝置。

進一步的，在不同實施方式中，其中所述報警傳感器包括煙霧傳感器和/或溫度傳感器。

進一步的，在不同實施方式中，其中所述滅火裝置包括第一滅火裝置，其內存儲有冷卻劑，其通過第一輸送管道將其內的冷卻劑輸送到電池包旁。

進一步的，在不同實施方式中，其中所述第一輸送管道上設置有第一電磁閥，所述控制單元通過控制所述第一電磁閥，控制所述第一滅火裝置通過管路向所述電池包輸送冷卻劑，來對其進行環境降溫處理。

進一步的，在不同實施方式中，其中所述滅火裝置包括第二滅火裝置，其內存儲有滅火劑，其通過第二輸送管道將其內的滅火劑輸送到電池包旁。

進一步的，在不同實施方式中，其中所述第二輸送管道上設置有第二電磁閥，所述控制單元通過控制所述第二電磁閥，控制所述第二滅火裝置通過管路向所述電池包輸送滅火劑，來對其進行環境降溫處理。

進一步的，在不同實施方式中，其還包括與所述控制單元連接的存儲單元，用於存儲電池包工作時長、溫度信息、電流、電壓數據信息。

進一步的，在不同實施方式中，其中所述控制單元還與所在新能源汽車的BMS系統通訊連接。

進一步的，在不同實施方式中，其還包括操作按鈕，其與所述控制單元連接，用於直接通知所述控制單元控制所述滅火裝置進行環境降溫處理。

進一步的，在不同實施方式中，其中所述控制單元還與所在新能源汽車的通訊單元進行通訊連接，用於向其發送電池包溫度異常的信息。

相比於現有技術，本發明的優勢在於，本發明涉及的一種新能源汽車動力電池安全系統，其能夠及時的發現所在電動車輛的電池包的溫度異常情況，並能夠對其進行降溫處理，即使在已然發生燃燒的情況下，也能對其進行快速的滅火處理，有效的解決了人工從發現新能源汽車突發著火到實施滅火過程存在的時間滯後問題，降低安全隱患。並且，還能提供電池包溫度異常的預警播報，給操作人更多的時間反應，進一步的提升了安全係數。

進一步的，其包括的所述滅火裝置涉及使用的冷卻材料，能夠使得電池溫度降至電化學反應溫度條件以下，使得電池電化學反應停止，從而減少電池材料的浪費，延長電池壽命，更加環保。且，所述滅火裝置噴放材料具有強絕緣性，不會對電池產生二次損害，且易揮發少殘留，環保無毒。

附圖說明

圖1是對應於本發明較佳實施例的一種新能源汽車動力電池安全系統的邏輯結構示意圖。

附圖1中的標號說明：

控制單元 1 存儲單元 2

第一電磁閥 3 第二電磁閥 4

第一滅火裝置 5 第二滅火裝置 6

第一輸送管道 7 第二輸送管道 8

操作按鈕 9 通訊單元 10

煙霧傳感器 11 溫度傳感器 12

具體實施方式

以下結合較佳實施例及其附圖對本發明涉及的一種新能源汽車動力電池安全系統的技術方案作進一步非限制性的詳細說明。

請參閱圖1所示，本發明的一個實施方式提供了一種新能源汽車動力電池安全系統，其包括控制單元1、存儲單元2、第一電磁閥3、第二電磁閥4、第一滅火裝置5、第二滅火裝置6、第一輸送管道7、第二輸送管道8、操作按鈕9、煙霧傳感器11、溫度傳感器12。

其中，所述第一滅火裝置5中裝有冷卻劑，其通過第一輸送管道7連接到所述電池包旁，所述第一輸送管道7上設置有用於開閉管路的第一電磁閥3。所述第二滅火裝置6中裝有滅火劑，其通過第二輸送管道8連接到所述電池包旁，所述第二輸送管道8上設置有用於開閉管路的第二電磁閥4。

所述存儲單元2用於存儲電池工作時長、溫度信息、電流、電壓等，以供所述控制單元1查詢。所述控制單元1分別與所述煙霧傳感器11和溫度傳感器12連接，並接收其傳送的數據，進而控制後續所述滅火裝置5、6的操作。

進一步的，所述新能源汽車動力電池安全系統可安裝在任意合理空間內，其滅火裝置5、6通過輸送管道7、8連接至電池包旁，並在電池包附近布置合理的滅火點。所述控制單元1通過控制設置在所述輸送管道7、8上的電磁閥3、4，來控制所述滅火裝置5、6通過管路向所述電池包輸送冷卻劑和滅火劑。

所述控制單元1還與所在新能源汽車的BMS系統和通訊單元10通訊連接。對於前者，其可接收來自前者的報警信息，進而控制所述滅火裝置5、6進行電池包環境降溫處理。對於後者，其可以向其傳遞預警信息，以便通過其提醒車內人員，預先做好準備，可以認為這是一種預警功能。具體來講，當所述控制單元1發現電池包溫度上升過快時，可通過所在電動車輛的CAN總線向所述通訊單元10發出預警信息。

當本發明涉及的所述滅火裝置被觸發後，在一個具體實施方式中，其中所述第一滅火裝置5會通過管道向異常電池包全範圍的釋放冷卻劑，使異常電池包的環境溫度迅速下降至電化學反應所需溫度以下。所述第二滅火裝置6也會通過管道向異常電池包全範圍的釋放滅火劑，讓阻燃材料覆蓋在異常電池包的表面，將電池包燃燒範圍與外界隔絕，起到阻燃及延長電池包升溫時間、延緩電池包連鎖反應的作用。

對於上述涉及的所述本發明涉及的滅火裝置的觸發條件，可以但不限於以下幾種方式：

(1)當電池包附近的溫度傳感器12檢測到環境溫度超過設定值時或者當所述煙霧傳感器11探測到環境內有煙霧時，其會將感應到的過溫信號A發給所述控制單元1，所述控制單元1觸發滅火裝置5、6；

(2)、如果由於某種原因導致了電池包的擠壓、短路等情況，電池包單體溫度升高，被所在車輛的BMS系統檢測到，則所述BMS系統發出過溫信號B給所述控制單元1，觸發所述滅火裝置5、6；

(3)、當車內人員意識到某種原因導致車內著火，而所述溫度傳感器12或煙霧傳感器11失靈時，則可按動操作按鈕9，從而發送過溫信號C給所述控制單元1，觸發所述滅火裝置5、6；

(4)、當所述控制單元1自身檢測到電池包溫度上升趨勢過快時，儘管溫度未超過安全溫度值，其會觸發所述第一滅火裝置5，由所述第一滅火裝置5釋放部分冷卻材料，降低異常電池包的溫度。

本發明涉及的一種新能源汽車動力電池安全系統，其能夠及時的發現所在電動車輛的電池包的溫度異常情況，並能夠對其進行降溫處理，即使在已然發生燃燒的情況下，也能進行快速的滅火處理，有效的解決了人工從發現新能源汽車突發著火到實施滅火過程存在的時間滯後問題，降低安全隱患。並且，還能提供電池包溫度異常的預警播報，給操作人更多的時間反應，進一步的提升了安全係數。

進一步的，其包括的滅火裝置涉及使用的冷卻材料，能夠使得電池溫度降至電化學反應溫度條件以下，使得電池電化學反應停止，從而減少電池材料的浪費，延長電池壽命，更加環保。且，所述滅火裝置噴放材料具有強絕緣性，不會對電池產生二次損害，且易揮發少殘留，環保無毒。

需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。