一种船舶锂电池充放电热失控防护系统的制作方法

1.本发明涉及锂电池防护技术领域，特别涉及一种船舶锂电池充放电热失控防护系统。

背景技术：

2.近年来，随着锂电池技术的不断发展，锂电池在船舶上应用越来越广泛，但由于近年来电力推进船舶火灾时有发生，锂电池的安全性及预防措施仍是船舶设计和检验的关注点，也是锂电池动力船舶设计的难点。锂电池在充放电过程中过冲、过放电、短路均会产生高温，在高温或热失控情况下，均会导致锂电池燃烧火灾，锂电池火灾具有着火速度快、持续时间长、燃烧温度高、扑灭困难、长时间自燃甚至爆炸，火灾危险性极大，因此，在锂电池充放电过程中予以超早期探测、预警和火灾防护具有重要意义。
3.分析锂电池发生热失控内部状态变化特点可知，锂电池充放电过程中过冲、过放电、短路首先内部会极速发热产生高温，进而引发热失控，直至燃爆前都只冒烟不产生明火，起火突然，单体电池发生爆燃后产生的热量会快速蔓延至相邻电池，以连锁反应方式相继发生爆燃，起火8min左右就可能发生爆炸。分析以上因素，锂电池发生热失控会产生高温、大量烟雾，因此，通过温度、烟雾、压力等探测可以实现锂电池火灾的超早期探测和预警。
4.卤代烷1301属于烷烃类有机化合物，是哈龙灭火剂的一种，其分子式为cf3br，名称为三氟一溴甲烷。卤代烷1301是一种无无味的气体，属于易液化气体型灭火剂，其灭火原理主要通过破坏链式反应，且在灭火剂汽化过程中可以吸收周围温度，达到物理降温效果，卤代烷灭火装置具有灭火效率高、灭火无残留、毒性低等特点，非常适用于锂电池火灾防护，虽卤代烷1301灭火剂在国际上禁止使用，但在海面舰船上仍作为主要灭火手段。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种具备超早期探测、自动灭火防护、防爆隔绝功能的船舶锂电池充放电热失控防护系统。当锂电池需要充放电时，将其置于防爆箱内，可以隔绝锂电池火灾，防止火灾蔓延，同时，通过实时监测防爆箱内温度、烟雾、压力等信号，并设置阈值，当任意一种信号达到阈值时，进行火灾预警，当任意两种信号达到阈值时，自动启动卤代烷灭火装置，扑灭火灾，从而实现锂电池在充放电过程中热失控的超早期探测、预警和灭火防护。
6.为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种船舶锂电池充放电热失控防护系统，包括卤代烷灭火装置、用于隔绝火灾和数据监测的防爆箱、锂电池模组、卤代烷灭火控制箱、充放电箱。
7.该锂电池充放电热失控防护系统，锂电池模组需充放电时，置于防爆箱内，用于隔绝火灾，防爆箱内置温度传感器、感烟传感器、压力传感器，用于监测防爆箱内温度、烟雾、压力的信号，防爆箱通过航空插芯与充放电箱和卤代烷灭火控制箱连接。
8.系统配置卤代烷灭火装置，包含1301气瓶组装、氮气气瓶组装、安全泄压装置、吹洗测压阀、电动施放阀、压力信号发送器等部件，通过管路延伸至防爆箱内对锂电池模组进行热失控防护，灭火控制箱用于处理防爆箱内温度、烟雾、压力反馈信号和控制卤代烷灭火装置启动，实现卤代烷灭火装置自动灭火、手动灭火、机械应急启动灭火。
9.进一步的，防爆箱内温度、烟雾、压力中任意一组信号达到阈值时，卤代烷灭火控制箱发出预警信号，当任意两组信号达到阈值时，卤代烷灭火控制箱启动自动灭火程序，扑灭火灾，从而实现锂电池模组充当电过程中热失控的超早期探测和灭火防护功能。
10.本发明的有益效果是：本系统安全可靠、功能齐全，防爆箱可以隔绝锂电池火灾，防止火灾蔓延；卤代烷灭火装置灭火效率高、环境友好、灭火后不复燃；采集防爆箱内温度、烟雾、压力等信号并设置阈值，通过逻辑判断实现充放电热失控超早期探测和预警；系统性能稳定可靠，安全性高，设置防爆箱、卤代烷卤代烷灭火装置双重防护，适用于船舶，尤其是舰船锂电池模组充放电过程防护。
附图说明
11.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
12.图1是本发明系统原理图。
13.图中，1-卤代烷灭火装置；2-防爆箱；3-锂电池模组；4-卤代烷灭火控制箱；5-充放电箱；101-1301气瓶组装； 102-氮气气瓶组装；103-安全泄压装置；104-吹洗测压阀；105-电动施放阀；106-压力信号发送器。
具体实施方式
14.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
15.参照图1，本发明的优选实施例，一种船舶锂电池充放电热失控防护系统，包括卤代烷灭火装置1、用于隔绝火灾和数据监测的防爆箱2、锂电池模组3、卤代烷灭火控制箱4、充放电箱5。充放电箱5用于为锂电池模组3提供充放电电源，防爆箱2用于锂电池模组3充放电时存放锂电池，并具有隔绝火灾和数据监测的功能，通过航空插芯与充当电箱5和卤代烷灭火控制箱4连接，卤代烷灭火控制箱4用于防爆箱内温度、烟雾、压力数据收集、逻辑判断，控制卤代烷灭火装置1自动启动，卤代烷灭火装置1用于扑灭防爆箱2内锂电池火灾，并在火灾扑灭后进行管路吹扫。
16.参照图1，本发明的优选实施例，防爆箱2内置锂电池模组3，防爆箱2具有较高耐压强度，可用于隔绝火灾。
17.参照图1，本发明的优选实施例，防爆箱2内不同位置布置温度传感器、感烟传感器、压力传感器用于实时监测防爆箱2内各点温度、烟雾、压力的信号，并将数据实时传递给卤代烷灭火控制箱4。
18.参照图1，本发明的优选实施例，卤代烷灭火控制箱4用于处理防爆箱内温度、烟雾、压力反馈信号和控制卤代烷灭火装置1启动，实现卤代烷灭火装置自动灭火、手动灭火、机械应急启动灭火。
19.参照图1，本发明的优选实施例，卤代烷灭火控制箱4接收防爆箱内温度、烟雾、压
力反馈信号，当其中任一信号达到阈值时，卤代烷灭火控制箱4发出火灾预警信号，当其中任意两个信号达到阈值时，卤代烷灭火控制箱4启动自动灭火程序，控制卤代烷灭火装置1开启并将灭火剂释放至防爆箱2内，实现灭火保护。
20.参照图1，本发明的优选实施例，卤代烷灭火装置1包括1301气瓶组装101、氮气气瓶组装102、安全泄压装置103、吹洗测压阀104、电动施放阀105、压力信号发送器106等部件，通过管路延伸至防爆箱2内对锂电池模组3进行热失控防护。
21.参照图1，本发明的优选实施例，卤代烷灭火控制箱4通过控制电动施放阀105和1301气瓶组装101上电磁启动器实现自动灭火、手动灭火，当需要机械应急启动卤代烷灭火装置时，可首先手动打开电动施放阀105，再拍下1301气瓶组装101上手动启动器释放灭火剂，通过管路喷放至防爆箱内实现灭火保护。
22.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

1.一种船舶锂电池充放电热失控防护系统，其特征在于，包括卤代烷灭火装置（1）、用于隔绝火灾和数据监测的防爆箱（2）、锂电池模组（3）、卤代烷灭火控制箱（4）、充放电箱（5）, 所述防爆箱(2)内置锂电池模组（3）。2.根据权利要求1所述的一种船舶锂电池充放电热失控防护系统，其特征在于，所述防爆箱（2）内置温度传感器、感烟传感器、压力传感器用于监测防爆箱（2）内温度、烟雾、压力的信号。3.根据权利要求1所述的一种船舶锂电池充放电热失控防护系统，其特征在于，所述卤代烷灭火装置（1）包含1301气瓶组装（101）、氮气气瓶组装（102）、安全泄压装置（103）、吹洗测压阀（104）、电动施放阀（105）、压力信号发送器（106），通过管路延伸至防爆箱（2）内对锂电池模组（3）进行热失控防护。4.根据权利要求1所述的一种船舶锂电池充放电热失控防护系统，其特征在于，所述卤代烷灭火控制箱（4）用于处理防爆箱（2）内温度、烟雾、压力反馈信号和控制卤代烷灭火装置（1）启动，实现卤代烷灭火装置（1）自动灭火、手动灭火、机械应急启动灭火。5.根据权利要求4所述的一种船舶锂电池充放电热失控防护系统，其特征在于，所述卤代烷灭火控制箱（4）接受的防爆箱（2）内温度、烟雾、压力中任意一组信号达到阈值时，卤代烷灭火控制箱（4）发出预警信号，当任意两组信号达到阈值时，卤代烷灭火控制箱（4）启动自动灭火程序，扑灭火灾，从而实现锂电池模组（3）充当电过程中热失控的超早期探测和灭火防护功能。

技术总结

本发明公开一种船舶锂电池充放电热失控防护系统，包括卤代烷灭火装置、用于隔绝火灾和数据监测的防爆箱、锂电池模组、卤代烷灭火控制箱、充放电箱。该锂电池充放电热失控防护系统，锂电池模组需充放电时，置于防爆箱内，用于隔绝火灾。本发明安全可靠、功能齐全，防爆箱可以隔绝锂电池火灾，防止火灾蔓延；卤代烷灭火装置灭火效率高、环境友好、灭火后不复燃；采集防爆箱内温度、烟雾、压力等信号并设置阈值，通过逻辑判断实现充放电热失控超早期探测和预警；系统性能稳定可靠，安全性高，设置防爆箱、卤代烷卤代烷灭火装置双重防护，适用于船舶，尤其是舰船锂电池模组充放电过程防护。尤其是舰船锂电池模组充放电过程防护。尤其是舰船锂电池模组充放电过程防护。