一種動(dòng)力鋰電池漏液報(bào)警及滅火一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰電池漏液報(bào)警及滅火技術(shù)，具體涉及一種動(dòng)力鋰電池漏液報(bào)警及滅 火一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 新能源汽車是我國(guó)七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，2013年財(cái)政部、工信部等四部委聯(lián) 合出臺(tái)《關(guān)于繼續(xù)開展新能源汽車推廣應(yīng)用工作的通知》，在2013年~2015年對(duì)新能源汽 車進(jìn)行推廣補(bǔ)貼應(yīng)用，但是從實(shí)施效果來(lái)看，新能源汽車的關(guān)鍵問(wèn)題不在于補(bǔ)貼，而在于電 池技術(shù)的創(chuàng)新、配套設(shè)施建設(shè)和消費(fèi)者的接收程度，其中電池的安全性和可靠性尤為關(guān)鍵。
[0003] 最近幾年動(dòng)力鋰電池的安全性受到的質(zhì)疑越來(lái)越多，純電動(dòng)車以及混合動(dòng)力車的 推廣應(yīng)用導(dǎo)致車輛自燃事件增加，僅2015年以來(lái)已發(fā)生7起新能源公交車起火事件，例如 廈門公交車自燃事件導(dǎo)致十幾輛車燒毀以及1人死亡的嚴(yán)重后果，給車輛廠家和電池廠家 造成較大的損失和負(fù)面影響。
[0004] 2015年8月1日交通運(yùn)輸部實(shí)施行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325-2013《營(yíng)運(yùn)客車類型劃分及 等級(jí)評(píng)定》第1號(hào)修改單和JT/T888-2014《公共汽車類型劃分及等級(jí)評(píng)定》第1號(hào)修改單 新增純電動(dòng)公交車標(biāo)準(zhǔn)，其中要求純電動(dòng)公共汽車及混合動(dòng)力公共汽車應(yīng)配有動(dòng)力電池箱 專用滅火裝置。2015年8月6日，工信部發(fā)布《關(guān)于開展節(jié)能與新能源汽車推廣應(yīng)用安全 隱患排查治理工作的通知》，通知要求各示范城市要對(duì)2009年以來(lái)推廣應(yīng)用的節(jié)能汽車、新 能源汽車、充電基礎(chǔ)設(shè)施、車輛停放及電池箱存放場(chǎng)地及配套管理措施進(jìn)行調(diào)查。
[0005] 動(dòng)力鋰電池由多個(gè)小電池塊串并聯(lián)而成，電池塊內(nèi)部的電極在充電的活化過(guò)程中 可能會(huì)產(chǎn)生一些氣體，導(dǎo)致電池塊內(nèi)壓增大，壓力達(dá)到一定程度會(huì)導(dǎo)致外殼破裂，引起電解 液泄露；動(dòng)力鋰電池的電解液揮發(fā)性較強(qiáng)，易燃，遇水會(huì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生熱量，這個(gè)特點(diǎn)導(dǎo)致 電池在充電時(shí)容易起火，如果充電時(shí)只是漏液，在行駛過(guò)程中才起火，影響將更加惡劣。動(dòng) 力鋰電池的電池塊通過(guò)外包塑料層絕緣，塑料在受熱燃燒時(shí)會(huì)在電池箱內(nèi)產(chǎn)生大量煙霧， 因此煙霧傳感相對(duì)于溫度傳感可以獲得更早的火情警報(bào)。
[0006] 動(dòng)力鋰電池箱的滅火難點(diǎn)在于內(nèi)部空間縫隙較窄，干粉滅火器難以有效覆蓋，水 系滅火器會(huì)引發(fā)短路不適用于電池箱，而其它氣體滅火器則由于體積和安全的限制，難以 安裝在汽車上。較為理想的滅火手段是采用S型氣溶膠滅火，相比更早一代的K型氣溶膠 滅火器，S型氣溶膠滅火器適用于撲滅電氣火，氣溶膠微粒不導(dǎo)電，在電池表面無(wú)殘留，滅火 機(jī)理包括惰性氣體室息、燃燒反應(yīng)鏈阻斷和吸熱三重效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)力鋰電池漏液報(bào)警及滅火一體化裝置，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè) 動(dòng)力鋰電池箱內(nèi)電解液泄露揮發(fā)氣體、煙霧、空氣溫度，向電池管理系統(tǒng)（BMS)發(fā)送傳感數(shù) 據(jù)，同時(shí)在產(chǎn)生大量煙霧的情況下啟動(dòng)S型氣溶膠滅火器抑制動(dòng)力鋰電池火情，功耗低體 積小，適合純電動(dòng)車或混合動(dòng)力車需要對(duì)動(dòng)力鋰電池箱進(jìn)行火災(zāi)隱患預(yù)警及火災(zāi)早期抑制 的場(chǎng)合。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0009]-種動(dòng)力鋰電池漏液報(bào)警及滅火一體化裝置，包括檢測(cè)模塊和滅火模塊，所述檢 測(cè)模塊包括的氣敏傳感器、煙霧傳感器、溫度傳感器、檢測(cè)模塊電路板；所述氣敏傳感器、煙 霧傳感器、溫度傳感器、分別與檢測(cè)模塊電路板相連；所述滅火模塊包括電點(diǎn)火頭、S型氣 溶膠滅火器；所述電點(diǎn)火頭與S型氣溶膠滅火器相連；電點(diǎn)火頭與檢測(cè)模塊的檢測(cè)模塊電 路板相連；所述檢測(cè)模塊電路板與電池管理系統(tǒng)的供電模塊和傳感器CAN總線相連。
[0010] 進(jìn)一步的，所述氣敏傳感器采用基于薄膜半導(dǎo)體的氣敏傳感器，所述基于薄膜半 導(dǎo)體的氣敏傳感器是氣敏傳感器在集成叉指電極和微加熱器的MEMS基片上采用模板法微 /納結(jié)構(gòu)排列技術(shù)鍍半導(dǎo)體薄膜，然后采用貴金屬或碳材料或其復(fù)合材料對(duì)氣敏傳感器進(jìn) 行催化修飾，使得氣敏傳感器對(duì)鋰電池電解液中的易揮發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生選擇性響應(yīng)。
[0011] 進(jìn)一步的，所述滅火模塊還包括熱敏線，熱敏線與S型氣溶膠滅火器相連，熱敏線 布置在動(dòng)力鋰電池箱內(nèi)的頂部蓋板或側(cè)壁上，遇高溫或明火啟動(dòng)S型氣溶膠滅火器。
[0012] 進(jìn)一步的，所述檢測(cè)模塊還包括微型風(fēng)扇，微型風(fēng)扇與檢測(cè)模塊電路板連接，所述 檢測(cè)模塊盒體上有一個(gè)進(jìn)氣口和一個(gè)出氣口，檢測(cè)模塊電路板通電后向微型風(fēng)扇供電產(chǎn)生 盒體內(nèi)外的氣流循環(huán)，加速對(duì)漏液和煙霧的響應(yīng)。
[0013] 進(jìn)一步的，所述檢測(cè)模塊電路板與電池管理系統(tǒng)的供電模塊通過(guò)四芯屏蔽線連 接，四芯線定義分別為：接地、電源正、通訊正、通訊負(fù)，屏蔽層接地。
[0014] 進(jìn)一步的，所述檢測(cè)模塊電路板與電點(diǎn)火頭通過(guò)兩芯屏蔽電纜連接，檢測(cè)模塊電 路板輸出24V直流電可激發(fā)電點(diǎn)火頭，電點(diǎn)火頭進(jìn)而激發(fā)S型氣溶膠滅火器。
[0015] 進(jìn)一步的，所述檢測(cè)模塊的煙霧傳感器采用散射光式煙霧傳感器。
[0016] 由上述方案可知，本發(fā)明的動(dòng)力鋰電池漏液報(bào)警及滅火一體化裝置通過(guò)基于薄膜 半導(dǎo)體技術(shù)的氣敏傳感器檢測(cè)電池箱內(nèi)是否存在漏液情況，及時(shí)發(fā)出報(bào)警，在進(jìn)一步惡化 之前進(jìn)行維護(hù)處理，如果發(fā)生火災(zāi)，裝置通過(guò)煙霧傳感觸發(fā)電控以及熱敏線雙重方式啟動(dòng)S 型氣溶膠滅火器，產(chǎn)生大量惰性氣體和氣溶膠顆粒充滿電池箱，在火災(zāi)早期抑制燃燒并吸 收熱量。
[0017] 本發(fā)明動(dòng)力鋰電池漏液報(bào)警及滅火一體化裝置具有下述優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 1、本發(fā)明能夠?qū)嵤┰诰€檢測(cè)動(dòng)力鋰電池箱內(nèi)的電解液揮發(fā)氣體濃度、煙霧濃度、 空氣溫度，對(duì)漏液、煙霧、高溫發(fā)出報(bào)警，提醒駕駛員和售后維護(hù)人員排查動(dòng)力鋰電池組的 內(nèi)部隱患。
[0019]2、本發(fā)明在火災(zāi)發(fā)生的早期啟動(dòng)S型氣溶膠滅火器，抑制動(dòng)力鋰電池的燃燒蔓 延，便于進(jìn)一步處置。
[0020] 3、本發(fā)明可以在無(wú)供電情況下正常啟動(dòng)S型氣溶膠滅火器，可靠性高。
[0021] 4、本發(fā)明動(dòng)力鋰電池漏液報(bào)警及滅火一體化裝置功耗低、體積小，適用于集成在 純電動(dòng)、混合動(dòng)力的民用車輛及公交車電池箱的安全防護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明的框架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明中基于薄膜半導(dǎo)體技術(shù)的氣敏傳感器、煙霧傳感器、溫度傳感器、微 型風(fēng)扇、檢測(cè)模塊電路板的安裝示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明基于軍用煙火技術(shù)的S型氣溶膠滅火器、熱敏線、電點(diǎn)火頭的安裝示 意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明檢測(cè)模塊和滅火模塊的安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能 更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0027] 如圖1所示，本實(shí)施例的一種動(dòng)力鋰電池漏液報(bào)警及滅火一體化裝置包括檢測(cè)模 塊1和滅火模塊2 ;所述檢測(cè)模塊1包括基于薄膜半導(dǎo)體技術(shù)的氣敏傳感器11、煙霧傳感器 12、溫度傳感器13、微型風(fēng)扇14、檢測(cè)模塊電路板15 ;所述氣敏傳感器11、煙霧傳感器12、 溫度傳感器13、微型風(fēng)扇14分別與檢測(cè)模塊電路板15相連；所述檢測(cè)模塊電路板15與電 池管理系統(tǒng)（BMS)的DC24V供電和傳感器CAN總線相連；所述滅火模塊2包括熱敏線21、 電點(diǎn)火頭22、基于軍用煙火技術(shù)的S型氣溶膠滅火器23 ;所述熱敏線21、電點(diǎn)火頭22分別 與S型氣溶膠滅火器23相連，電點(diǎn)火頭22與檢測(cè)模塊電路板15相連。
[0028] 所述基于薄膜半導(dǎo)體的氣敏傳感器11是指氣敏傳感器11在集成叉指電極和微加 熱器的MEMS基片上采用模板法微/納結(jié)構(gòu)排列技術(shù)鍍半導(dǎo)體薄膜，然后采用貴金屬、碳材 料（比如石墨稀、碳納米顆粒）及其復(fù)合材料對(duì)氣敏傳感器11進(jìn)行催化修飾，使得氣敏傳 感器11對(duì)鋰電池電解液中的易揮發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生選擇性響應(yīng)；所述基于薄膜半導(dǎo)體的氣敏傳 感器11上的半導(dǎo)體敏感薄膜厚度< 2μm，與目前市場(chǎng)上通用的半導(dǎo)體氣敏傳感器（厚度> 10μm)相比，靈敏度高，響應(yīng)速度快。
[0029]MEMS基片邊長(zhǎng)3mm，其中插指電極的尺寸為150μmX150μm，插指電極表面覆蓋 經(jīng)過(guò)催化修飾的半導(dǎo)體薄膜，微