[发明专利]一种适用于电动汽车动力电池的水系灭火系统及其灭火方法

说明书

本发明公开一种适用于电动汽车动力电池的水系灭火系统及其灭火方法，系统包括电池检测单元、水系灭火单元和控制单元；所述电池检测单元包括用于检测动力电池模组热失控特征气体的气体检测探头，以及用于检测动力电池模组表面温度的温度检测探头；所述水系灭火单元包括储水罐和灭火喷头，灭火喷头朝向动力电池模组设置，储水罐与灭火喷头之间通过供水管路连接，供水管路上设有泵和控制阀；控制单元根据热失控特征气体的浓度是否超出预设浓度阈值，以及动力电池模组的温度是否超出预设温度阈值，控制泵和控制阀的工作状态，从而控制灭火喷头对异常状态的模组进行喷淋。利用本发明能够对电动汽车动力电池的状态进行监测，实现动力电池热失控状态时的有效降温或灭火，减少电池模组火灾损失。

技术领域

本发明涉及储能技术领域，特别是一种适用于电动汽车动力电池的水系灭火系统及其灭火方法。

背景技术

近年来，随着“新基建”战略提出，国内电动汽车和智能化充电设施建设迎来发展新高潮。但电动汽车动力电池为能量存储设备，在不当充电工况下可能诱发存储能量的失控释放，导致火灾事故，严重影响车主和充电场站人身财产安全。2020年，我国新能源汽车全年产销分别达到136.6万辆和136.7万辆，同比分别增长7.5%和10.9%，全国新能源汽车保有量达492万辆，占汽车总量的1.75%，比2019年增加111万辆，增长29.18%。新能源汽车保有量持续增长，也使得新能源汽车自燃、起火等安全事故频发。

总体来看，新能源汽车的大容量动力电池，在过充、过热、内短路、外短路、机械触发等因素下，容易诱发热失控，而且起火后扑救难度大，复燃风险高。随着行业的快速发展，安全问题已经成为新能源汽车产业发展的关键，必须引起相关部门以及行业的重视。从起火事故发生时车辆所处的状态来看，静置状态时发生事故达到30起，占比约一半，其次是充电时发生事故，占比28%，行驶时发生事故占比23%。充电安全一直是全社会关注的焦点之一。

关于动力电池灭火的研究层出不穷，而选择有效的灭火剂和灭火方法一直是遏止火灾事故的关键点。常用灭火剂主要分为固体、液体、气体三种，目前研究人员主要研究了包括干粉、水、七氟丙烷、二氧化碳、全氟己酮等灭火剂对于扑灭动力电池火灾的效果，结果表明在灭火和降温方面，水系灭火剂性能较为优异。

现有关于水系灭火剂扑灭电池火灾的研究，往往仅采用加热至电池热失控的试验方法；针对真实电池模组环境下，电池模组火灾的预警和扑灭尚未形成有效的方案；电池火灾扑灭后可能存在复燃情况，气体灭火剂在抑制电池复燃方面效果不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于电动汽车动力电池的水系灭火系统及其灭火方法，能够对电动汽车动力电池的状态进行监测，实现动力电池热失控状态时的降温或灭火，能够对电池模组火灾有效扑灭，减少电池模组火灾损失。本发明采用的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种适用于电动汽车动力电池的水系灭火系统，包括：电池检测单元、水系灭火单元和控制单元；

所述电池检测单元包括用于检测动力电池模组热失控特征气体的气体检测探头，以及用于检测动力电池模组表面温度的温度检测探头；

所述水系灭火单元包括储水罐和灭火喷头，灭火喷头朝向动力电池模组设置，储水罐与灭火喷头之间通过供水管路连接，供水管路上设有泵和控制阀；

所述气体检测探头和温度检测探头的信号输出端分别连接控制单元；控制单元根据气体检测探头输出的气体浓度信号判断热失控特征气体的浓度是否超出预设浓度阈值，以及，根据温度检测探头输出的温度信号判断动力电池模组的温度是否超出预设温度阈值，若判断结果为浓度超出预设浓度阈值且温度超出温度阈值，则控制供水管路上的控制阀打开、泵开始运行。

可选的，动力电池模组包括壳体，壳体包括顶盖，所述灭火喷头设置于壳体内距离顶盖3cm高度处。

可选的，水系灭火系统还包括报警单元，控制单元在判断得到浓度超出预设浓度阈值和/或温度超出温度阈值时，控制报警单元输出报警信号。报警单元可采用声光报警等形式。