[发明专利]一种锂离子电池热失控早期预警灭火系统及方法

权利要求书

1.一种锂离子电池热失控早期预警灭火系统，锂离子电池设有布置在电池包(1)内的电池单体(2)，所述电池单体(2)上方形成有电池间隙(3)，其特征在于，锂离子电池热失控早期预警灭火系统包括灭火组件(4)、释放管道(5)、探火管(6)、传感组件(7)和控制器(8)；所述灭火组件(4)布置在所述电池包(1)的外部，灭火组件(4)经释放管道(5)连接位于电池包(1)内部的药剂喷头(9)；所述探火管(6)的一端连接所述灭火组件(4)，探火管(6)在电池包(1)的内部沿所述电池间隙(3)分布，探火管(6)的末端连接有压力表；所述传感组件(7)位于所述电池包(1)内部，传感组件(7)包括温度传感器、气体传感器和烟雾传感器；

所述控制器(8)与传感组件(7)之间电连接，温度传感器用于获取电池包(1)内部的温度，气体传感器用于监测电池包(1)内部的气体，烟雾传感器用于监测电池包(1)内部的烟雾；

所述控制器(8)还与所述压力表之间电连接，所述压力表用于监测探火管内部的压力变化。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池热失控早期预警灭火系统，其特征在于，所述探火管填充有惰性气体以使探火管(6)内部具有预设的压力；探火管从所述电池单体(2)的泄压口上方经过。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池热失控早期预警灭火系统，其特征在于，所述灭火组件(4)包括灭火容器(10)，所述灭火容器(10)的开口处连接有容器阀组(11)；所述容器阀组(11)设有第一接口(12)和第二接口(13)，所述第一接口(12)连接有单向阀(14)和常开电控阀(15)，第一接口(12)连接所述探火管(6)；所述第二接口(13)连接有常闭电控阀(16)，第二接口(13)连接所述释放管道(5)；

所述常开电控阀(15)和常闭电控阀(16)均与所述控制器(8)电连接，控制器(8)控制所述常开电控阀(15)和常闭电控阀(16)的启闭动作。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池热失控早期预警灭火系统，其特征在于，所述常开电控阀(15)采用电磁阀、电动球阀和电动蝶阀一种，所述常闭电控阀(16)采用电磁阀、电动球阀和电动蝶阀一种。

5.根据权利要求3所述的一种锂离子电池热失控早期预警灭火系统，其特征在于，所述灭火容器(10)内部的灭火剂为全氟己酮；所述气体传感器包括CO传感器、H₂传感器和VOC传感器。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池热失控早期预警灭火系统，其特征在于，所述探火管(6)还连接有配给管道(17)，所述配给管道(17)一端连接探火管(6)处于电池包(1)外的部分，配给管道(17)另外一端连接探火管(6)的末端。

7.一种锂离子电池热失控早期预警灭火方法，采用如权利要求1至6任一项的锂离子电池热失控早期预警灭火系统，其特征在于，包括通电模式和断电模式；

所述通电模式下，通过压力表获取探火管(6)内部的压力参数，并通过传感组件(7)获取电池包(1)内部的温度参数、特征气体浓度参数和烟雾浓度参数；根据所述压力参数、温度参数、特征气体浓度参数和烟雾浓度参数协同判定电池包(1)内部的电池单体(2)是否发生热失控；

通电模式下，第一接口(12)处的单向阀(14)和常开电控阀(15)均关闭，第二接口(13)处的常闭电控阀(16)关闭，当判定发生热失控后，根据火灾发展情况，单向阀(14)打开，控制器(8)控制常开电控阀(15)门打开或常关电控阀门打开，灭火剂通过探火管(6)或释放管道(5)喷射灭火，采取点对点灭火或者全淹没式灭火；

所述断电模式下，通过压力表获取探火管(6)内部的压力参数，探火管(6)置于电池单体(2)泄压口的上方，当发生某一位置的电池单体(2)热失控，温度达到探火管(6)破裂温度时，经充压的探火管(6)熔化和破裂形成一个喷口；

断电模式下，第一接口(12)处的单向阀(14)关闭，第一接口(12)处的常开电控阀(15)打开，第二接口(13)处的常闭电控阀(16)关闭，当所述探火管(6)内部的压力降低时，单向阀(14)打开，灭火剂通过探火管(6)处的喷口进行喷射灭火。