具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。

在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。

在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。

如图1所示，根据本发明具体实施方式的一种车载电池灭火保护系统，每个电池单元10上设有一组传感器20，用来检测各个电池单元10的状态参数，例如传感器20可以用来检测电池单元10的温度、形变等，本发明并不以此为限。本发明的车载电池灭火保护系统设有喷射装置30，其连接惰性气体源和灭火剂源，能够向电池单元10喷射惰性气体或灭火剂。传感器20、喷射装置30与控制器50通信连接。控制器50能够接收传感器20检测到的电池单元10的状态参数，从而控制喷射装置30的喷射，例如，喷射介质、喷射量、喷射位置等。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，传感器20包括温度传感器，能够分别检测各个电池单元10的温度。如图2所示，每一个电池单元10上可以设有一组温度传感器21，每个温度传感器21设置的位置不同。优选而非限制性地，每个电池单元10上设有两个温度传感器21，设置在电池单元10的电解质装载区11。应了解的是，温度传感器21的数量和设置位置可以根据实际情况进行选择，本发明并不以此为限。当一个电池单元10上设有多个温度传感器21时，该电池单元10的温度以这些温度传感器21检测到的最大值为准。本发明的一个或多个实施方式中，控制器50根据温度分级触发动作，以对车载电池进行保护，避免发生火灾。示例性地，控制器50预设有第一温度值和第二温度值，第一温度值小于第二温度值。当温度传感器21检测到的最大温度值大于或等于第一温度值且小于第二温度值时，控制器50触发一级保护动作并关闭二级保护动作；当最大温度值大于或等于第二温度值时，控制器50关闭一级保护动作并触发二级保护动作；当最大温度值小于第一温度值时，控制器50关闭一级保护动作和二级保护动作。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，传感器20还包括形变传感器，其能够分别检测各个电池单元10的形变量。如图2所示，每一个电池单元10上可以设有一组形变传感器22，每个形变传感器22设置的位置不同。优选而非限制性地，每个电池单元10上设有两个形变传感器22，设置在电池单元10的电解质装载区11。应了解的是，形变传感器22的数量和设置位置可以根据实际情况进行选择，本发明并不以此为限。当一个电池单元10上设有多个形变传感器22时，该电池单元10的形变量以这些形变传感器22检测到的最大值为准。多组形变传感器22与控制器50通信连接，控制器50预设有形变阈值，当多组形变传感器22中的至少一个检测到的形变量大于形变阈值时，控制器50关闭一级保护动作和二级保护动作并触发三级保护动作。当电池单元的形变量达到形变阈值时，说明险情已经发生，无法通过喷射氮气或灭火剂逆转，因此，三级保护动作一旦被触发便不会自动关闭，必须采取人为措施。

优选而非限制性地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，本发明的车载电池灭火保护系统中惰性气体为氮气，灭火剂为泡沫灭火剂。如图1所示，喷射装置30与氮气瓶41相连接，控制器50通过氮气释放阀411控制氮气的释放。示例性地，氮气瓶41的充装压力为0.8～1.2MPa，水容积为25～35L。喷射装置30与灭火剂瓶42相连接，控制器50通过灭火剂释放阀421控制灭火剂的释放。灭火剂瓶42的充装压力为0.8～1.2MPa，水容积为25～35L。喷射装置30设有多个喷嘴31，每一个喷嘴31与一个电池单元10相对应，控制器50可以通过喷射阀32来单独控制多个喷嘴31的喷射。优选而非限制性地，喷射装置30采用相同的管路33喷射惰性气体和喷射灭火剂，也就是说惰性气体和灭火剂不会同时进行喷射，一方面可以根据情况的严重程度来选择合适的喷射介质，另一方面节约了喷射装置的体积和成本。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，一级保护动作包括发送报警信号和向目标电池单元喷射惰性气体，二级保护动作包括发送报警信号和向目标电池单元喷射灭火剂，三级保护动作包括发送报警信号和向目标电池单元喷射灭火剂，目标电池单元为温度大于或等于第一温度值的电池单元10或形变量大于或等于形变阈值的电池单元10。示例性地，第一温度值为145～155℃，第二温度值为190～210℃，形变阈值为9％～12％。

优选而非限制性地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，惰性气体为氮气，灭火剂为泡沫灭火剂，第一温度值为150℃，第二温度值为200℃，形变阈值为10％。每一个电池单元10上设有两个温度传感器21和两个形变传感器22。在喷射装置30中氮气和泡沫灭火剂共用管路33喷射。一级保护动作包括发送报警信号给驾驶室和向目标电池单元10喷射氮气，二级保护动作包括发送报警信号给驾驶室和向目标电池单元10喷射灭火剂，三级保护动作包括发送报警信号给驾驶室和向目标电池单元10喷射灭火剂，目标电池单元为温度大于或等于150℃的电池单元10和形变量大于或等于形变阈值的电池单元。示例性地，本发明的车载电池灭火保护系统的工作逻辑流程如图3所示。打开本发明的系统，各个温度传感器21和形变传感器22开始检测各个电池单元10的温度和形变量，其中最大温度值记为T，最大形变量记为M。控制器50开始对数据进行逻辑运算，当M＞10％时，停止喷射氮气，触发喷射灭火剂；当M≤10％时，进行下一步判断，当T＜150℃时，停止喷射氮气和灭火剂；当150℃≤T＜200℃时，停止喷射灭火剂，触发喷射氮气；当T≥200℃时，停止喷射氮气，触发喷射灭火剂。此工作流程不断循环进行，从而对车载电池进行实时的火灾预防和保护。若通过喷射氮气或灭火剂使温度降低，则喷射可能被关闭，然而，电池单元的形变是不可逆转的，一旦达到形变阈值，报警或喷射便不会自动停止。控制器50在触发喷射的同时还可以发送声光报警信号给驾驶室，以提醒驾驶员采取措施，例如，灭火或逃生。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，一种车载电池灭火保护方法，该方法采用如上述技术方案中任意一项的车载电池灭火保护系统，该方法至少包括如下步骤：设置控制器的运行参数，运行参数包括第一温度值、第二温度值、一级保护动作和二级保护动作；检测各个电池单元的温度值；比较最大温度值与第一温度值和第二温度值；以及根据比较结果触发和/或关闭一级保护动作和二级保护动作。

进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，运行参数还包括形变阈值和三级保护动作，该方法还包括如下步骤：检测各个电池单元的形变量；比较最大形变量与形变阈值；以及根据比较结果触发三级保护动作，并关闭一级保护动作或二级保护动作。

下面以具体实施例的方式更详细的说明本发明，应了解的是，本发明并不以此为限。

实施例1

参考图1和图2所示，本实施例的车载电池灭火保护系统中，惰性气体为氮气，灭火剂为泡沫灭火剂，第一温度值为150℃，第二温度值为200℃，形变阈值为10％。车载电池共500V电压，每个电芯3.7V，共需要136个电芯，每个模组即电池单元10含6个电芯，共有23个模组(电池单元10)。每一个电池单元10上设有两个温度传感器21和两个形变传感器22。在喷射装置30中氮气和泡沫灭火剂共用管路33喷射。

在第一时刻，氮气瓶41的氮气释放阀411处于关闭状态，灭火剂瓶42的灭火剂释放阀421处于关闭状态。控制器50接收的各个电池单元的最大形变量M为5％，最大温度值T为165℃，其中两个电池单元10的温度≥150℃，即目标电池单元有两个。控制器50根据比较结果，触发一级保护动作，即保持灭火剂释放阀421关闭，并打开氮气释放阀411和目标电池单元对应的喷射阀32喷射氮气，并向驾驶室报警。本实施例中，在车载电池未发生严重事故时便检测出温度异常，并自动采取一级保护动作，以尽量避免异常进一步恶化导致事故发生。

实施例2

本实施例为实施1的系统在第二时刻(第二时刻在第一时刻之后)的工作情况。

在第二时刻，氮气瓶41的氮气释放阀411处于打开状态，灭火剂瓶42的灭火剂释放阀421处于关闭状态。控制器50接收的各个电池单元的最大形变量M为5％，最大温度值T为130℃。通过实施例1中氮气的喷射，最大温度值恢复至低于150℃。控制器50根据比较结果，保持灭火剂释放阀421关闭，并关闭氮气释放阀411，停止向实施例1中的目标电池单元喷射氮气。系统自动恢复正常工作，减少不必要的停机，避免电池单元的损坏。

实施例3

本实施例为实施1的系统在第三时刻(第三时刻在第一时刻之后)的工作情况。

在第三时刻，氮气瓶41的氮气释放阀411处于打开状态，灭火剂瓶42的灭火剂释放阀421处于关闭状态。控制器50接收的各个电池单元的最大形变量M为5％，最大温度值T为190℃，其中三个电池单元的温度≥150℃，即目标电池单元有三个。控制器50根据比较结果，保持灭火剂释放阀421关闭，保持氮气释放阀411打开，并打开目标电池单元(此时目标电池单元的数量已增至三个)对应的喷射阀32喷射氮气，并向驾驶室报警。本实施例的最大温度值较实施例1有所升高，并且目标电池单元的数量增加，氮气的喷射点也相应自动增加了，应急效率更高。

实施例4

本实施例为实施1的系统在第四时刻(第三时刻在第一时刻之后)的工作情况。

在第四时刻，氮气瓶41的氮气释放阀411处于打开状态，灭火剂瓶42的灭火剂释放阀421处于关闭状态。控制器50接收的各个电池单元的最大形变量M为5％，最大温度值T为210℃，其中三个电池单元的温度≥150℃，即目标电池单元有三个。控制器50根据比较结果，触发二级保护动作，即关闭氮气释放阀411，打开灭火剂释放阀421和目标电池单元对应的喷射阀32喷射灭火剂，并向驾驶室报警。通过实施例1的氮气喷射没有能够使车载电池恢复正常温度，因此，本系统采取了二级保护动作，以避免更加严重的事故发生。

实施例5

本实施例为实施1的系统在第五时刻(第五时刻在第四时刻之后)的工作情况。

在第五时刻，氮气瓶41的氮气释放阀411处于关闭状态，灭火剂瓶42的灭火剂释放阀421处于打开状态。控制器50接收的各个电池单元的最大形变量M为5％，最大温度值T为185℃，其中三个电池单元的温度≥150℃，即目标电池单元有三个。控制器50根据比较结果，触发一级保护动作，即关闭灭火剂释放阀421，打开氮气释放阀411和目标电池单元对应的喷射阀32喷射氮气，并向驾驶室报警。通过实施例3的灭火剂喷射事故的危险等级已经降低，因此，本系统的保护降至一级保护动作，以减少保护动作对车载电池的损坏程度。

实施例6

本实施例为实施1的系统在第六时刻的工作情况。

在第六时刻，氮气瓶41的氮气释放阀411处于关闭状态，灭火剂瓶42的灭火剂释放阀421处于关闭状态。控制器50接收的各个电池单元的最大形变量M为12％，各个电池单元中仅有一个形变量≥10％，即目标电池单元有一个。控制器50根据比较结果，触发三级保护动作，即保持氮气释放阀411关闭，并打开灭火剂释放阀421和目标电池单元对应的喷射阀32喷射灭火剂，并向驾驶室报警。本实施例中，电池单元的最大形变量大于10％，车载电池已经发生较严重事故，因此，驾驶室在接收到三级保护动作的报警时应立即采取措施或撤离。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本发明的保护范围。