本發(fā)明涉及電動車車載電池管理系統(tǒng)，尤其涉及一種車載動力電池火災(zāi)預(yù)防及應(yīng)急處置系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球環(huán)保理念的推廣和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，電動汽車（ev）在近年來得到了快速發(fā)展。電動汽車的動力電池作為其核心部件，在提高車輛續(xù)航、性能和環(huán)保性方面起到了重要作用。然而，隨著電動汽車保有量的不斷增加，電池起火事故的頻發(fā)也成為了制約電動汽車產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。

2、動力電池的起火通常是由于電池包在充電、放電或使用過程中發(fā)生故障，導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)生熱失控、短路或電解液泄漏等現(xiàn)象，進而引發(fā)火災(zāi)。現(xiàn)有技術(shù)中，電池包起火的常見原因包括以下幾種：

3、電池內(nèi)部短路：電池內(nèi)部因生產(chǎn)缺陷、老化、碰撞損傷等原因出現(xiàn)正負極接觸，從而導(dǎo)致短路并產(chǎn)生大量熱量，引發(fā)火災(zāi)。

4、外部碰撞：在發(fā)生碰撞或劇烈震動時，電池包的結(jié)構(gòu)可能被破壞，導(dǎo)致電池短路或電解液泄漏，進而發(fā)生起火。

5、過度充電或過放電：不合理的充電方式，尤其是使用不合適的充電設(shè)備或忽略電池的充電規(guī)范，可能導(dǎo)致電池過充、過放電，進而引發(fā)過熱和火災(zāi)。

6、電池?zé)崾Э兀寒?dāng)電池的溫度過高，單個電池單元可能會發(fā)生熱失控，這種熱失控會引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致整個電池包著火。

7、散熱系統(tǒng)故障：如果電池包的散熱系統(tǒng)工作不正常，電池的溫度將無法有效降低，最終可能導(dǎo)致起火。

8、現(xiàn)有的電池管理系統(tǒng)（bms）可以實時監(jiān)控電池包的電壓、溫度和電流等參數(shù)，但由于其監(jiān)控的局限性，無法全面、精確地判斷電池是否存在起火風(fēng)險，且缺乏及時的應(yīng)急響應(yīng)措施。

9、當(dāng)前的電池火災(zāi)預(yù)防措施大多依賴電池管理系統(tǒng)（bms）來進行監(jiān)控。這些系統(tǒng)通常只監(jiān)測電池的電壓、溫度、電流等基本數(shù)據(jù)，但無法全面掌握電池的內(nèi)部狀態(tài)，例如電池包內(nèi)可能發(fā)生的氣體泄漏（如一氧化碳），或者細微的溫度變化和短路問題。這導(dǎo)致在電池發(fā)生隱患時，bms系統(tǒng)可能未能及時識別并發(fā)出預(yù)警，從而錯失最佳的預(yù)防時機。

10、現(xiàn)有的火災(zāi)應(yīng)急處置方案多依賴傳統(tǒng)滅火器、水基滅火劑等手動設(shè)備，但這些滅火手段在車載環(huán)境下效果有限，且無法在火災(zāi)初期迅速控制火勢。電池起火時，火勢蔓延迅速，傳統(tǒng)滅火器無法有效撲滅電池火災(zāi)，特別是在電池包內(nèi)發(fā)生熱失控的情況下，火災(zāi)可能迅速蔓延到整個電池組。

11、目前市場上的電池火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)多為單一的檢測與報警系統(tǒng)，缺乏智能化的處理能力。電動汽車在不同的使用場景下（如停車、充電、行駛等）對火災(zāi)的應(yīng)急處置需求不同，而現(xiàn)有的系統(tǒng)缺乏根據(jù)實際情況智能選擇最優(yōu)處置方案的能力。大多數(shù)應(yīng)急措施仍然依賴人為判斷和反應(yīng)，缺乏自動化和智能化的響應(yīng)機制，無法快速有效地應(yīng)對復(fù)雜的火災(zāi)事故。

12、當(dāng)前的火災(zāi)預(yù)防系統(tǒng)與電動汽車的電驅(qū)系統(tǒng)、動力電池管理系統(tǒng)等缺乏深度的系統(tǒng)集成，大多數(shù)情況下僅作為獨立模塊存在，難以與其他車輛系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享與協(xié)同工作。不同系統(tǒng)之間的信息流通滯后，導(dǎo)致預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)無法達到最佳協(xié)同效果，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和操作難度。

13、傳統(tǒng)滅火手段（如干粉滅火劑）不僅存在滅火效果差的問題，還可能對車輛和周圍環(huán)境造成二次污染。水基滅火劑雖然能有效控制電池火災(zāi)，但現(xiàn)有技術(shù)中大多無法做到自動化噴射，且無法精確控制滅火劑的噴射量，存在浪費和污染問題。

14、現(xiàn)有技術(shù)的不足之處表現(xiàn)在：

15、監(jiān)測手段不全面，無法實時準確判斷電池的火災(zāi)隱患；

16、滅火措施不徹底，不能在火災(zāi)初期有效控制火勢；

17、應(yīng)急響應(yīng)缺乏智能化，無法在不同場景下自動選擇合適的應(yīng)急處置方案；

18、系統(tǒng)集成度低，多種功能無法協(xié)同工作，影響應(yīng)急效率；

19、傳統(tǒng)滅火方式對環(huán)境造成負面影響，無法做到高效、精確滅火。

20、因此，亟需一種新型的、智能化的車載動力電池火災(zāi)預(yù)防及應(yīng)急處置系統(tǒng)，能夠通過多傳感器監(jiān)測、智能分析、系統(tǒng)協(xié)同工作以及自動化應(yīng)急響應(yīng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提高電動汽車的安全性，并有效減少因電池火災(zāi)造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、一種車載動力電池火災(zāi)預(yù)防及應(yīng)急處置系統(tǒng)，包括：

2、電池火災(zāi)預(yù)防及應(yīng)急控制器，能夠從車輛主控系統(tǒng)獲取電池包的電壓、電流、溫度、內(nèi)阻等數(shù)據(jù)；

3、多個傳感器用于實時監(jiān)測電池包內(nèi)部的溫度、一氧化碳濃度、腔體溫度，車輛外部的溫度、涉水開關(guān)等信息；

4、數(shù)據(jù)分析模塊，用于分析采集的傳感器數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)趨勢判斷電池包的狀態(tài)，包括正常、隱患或已起火；

5、數(shù)據(jù)分析模塊與車輛主控系統(tǒng)的can總線連接，通過數(shù)據(jù)交換與主控系統(tǒng)協(xié)同工作，控制應(yīng)急處置方案的執(zhí)行。

6、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述傳感器包括：

7、一氧化碳傳感器，用于檢測電池包內(nèi)部一氧化碳濃度；

8、溫度傳感器，用于檢測電池包腔體內(nèi)及車輛外部的溫度；

9、涉水開關(guān)，用于檢測車輛是否遇水，防止因涉水引發(fā)的火災(zāi)。

10、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)通過智能預(yù)警機制，能夠基于實時數(shù)據(jù)分析與趨勢預(yù)測，提前識別火災(zāi)隱患，并通過聲音、燈光、電話、短信等多種方式進行報警。

11、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)根據(jù)車輛所在的使用場景和火災(zāi)狀態(tài)，自動選擇并執(zhí)行不同的應(yīng)急處置方案，包括但不限于：

12、彈射電池包，將電池包彈射出去保障車體安全；

13、注入水基滅火劑，防止電池燃燒污染空氣；

14、自動駕駛功能啟用，尋找空曠位置進行停車；

15、高頻監(jiān)測分析，防止誤判。

16、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電池包采用模塊化設(shè)計，電池包由多個小型電池包組成，每個模塊均配置有快接接口和脫落機構(gòu)，能夠在緊急情況下快速分離，降低火災(zāi)對整車的影響。

17、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電池包外殼設(shè)計為具有電控水基滅火器輸入接口的結(jié)構(gòu)，當(dāng)系統(tǒng)檢測到火災(zāi)隱患或火災(zāi)發(fā)生時，能夠自動開啟水基滅火器并噴射滅火劑進行滅火。

18、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述應(yīng)急控制器具有冗余設(shè)計，能在關(guān)鍵部件失效時維持系統(tǒng)正常工作，包括備用電路切換及超級電容組并聯(lián)增加放電能力，使得緊急情況下的應(yīng)急處理能力。

19、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)根據(jù)不同的車輛使用場景，如行駛、停車、充電、碰撞情況，動態(tài)選擇不同的處置方案，使得火災(zāi)發(fā)生時的最優(yōu)應(yīng)急響應(yīng)。

20、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)通過與車輛主控系統(tǒng)的集成，能夠在發(fā)生火災(zāi)或隱患時，快速執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)急處置措施，如停止充電、啟動備用電源、發(fā)送報警信息等。

21、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述系統(tǒng)具有人機交互功能，在需要人工確認的場景下，系統(tǒng)通過聲光報警、提示信息等方式引導(dǎo)用戶進行確認操作，從而提高應(yīng)急處置的準確性和效率。

22、有益效果

23、本發(fā)明的車載動力電池火災(zāi)預(yù)防及應(yīng)急處置系統(tǒng)，具有顯著的有益效果，能夠有效提升電動汽車的安全性、降低火災(zāi)事故發(fā)生的風(fēng)險，并優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)的不足。通過全面集成的監(jiān)測、預(yù)警與處置方案，該系統(tǒng)能夠在電池發(fā)生火災(zāi)隱患的初期階段及時做出響應(yīng)，顯著減少火災(zāi)對人員和財產(chǎn)的威脅。

24、首先，本系統(tǒng)采用多傳感器監(jiān)測技術(shù)，全面采集電池包內(nèi)外的關(guān)鍵參數(shù)，如溫度、一氧化碳濃度、腔體溫度等數(shù)據(jù)，避免了現(xiàn)有技術(shù)中僅依賴電池管理系統(tǒng)（bms）電壓和電流數(shù)據(jù)的不足。通過實時數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)能夠早期識別火災(zāi)隱患，提供比傳統(tǒng)方法更精準的風(fēng)險預(yù)警，使得在火災(zāi)蔓延之前采取有效預(yù)防措施，從而大大提高了安全性。

25、其次，本發(fā)明通過創(chuàng)新的應(yīng)急處置方案，結(jié)合智能化、自動化技術(shù)，在發(fā)生火災(zāi)隱患時能夠自動選擇最優(yōu)的處置方案并迅速執(zhí)行。例如，系統(tǒng)可以在車輛發(fā)生碰撞或充電時通過自動駕駛功能尋找空曠區(qū)域停車，彈射電池包至安全位置，或注入水基滅火劑進行滅火。這種智能化的應(yīng)急響應(yīng)，不僅提高了應(yīng)對火災(zāi)的效率，也減少了人為疏忽或延誤的風(fēng)險，使得了乘員和周圍人員的安全。

26、最后，本發(fā)明的系統(tǒng)能夠與現(xiàn)有電動汽車的電驅(qū)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)及車輛主控系統(tǒng)深度集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與協(xié)調(diào)操作。通過系統(tǒng)化的協(xié)同工作，車輛能夠在不同使用場景下（如行駛、停車、充電、碰撞等）自動切換并執(zhí)行不同的應(yīng)急措施，使得系統(tǒng)的高效運作與安全性。此外，系統(tǒng)中使用的水基滅火劑具備較好的環(huán)保性能，能夠有效防止傳統(tǒng)滅火劑對環(huán)境的污染，減少了對車輛及周圍環(huán)境的二次損害，符合現(xiàn)代綠色環(huán)保需求。

27、總的來說，本發(fā)明的車載動力電池火災(zāi)預(yù)防及應(yīng)急處置系統(tǒng)，通過多維度的監(jiān)控與智能化響應(yīng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中電池火災(zāi)隱患識別不及時、應(yīng)急處置手段不足、系統(tǒng)集成性差等問題，具有廣泛的應(yīng)用前景，能夠為電動汽車提供更為安全可靠的火災(zāi)預(yù)防和應(yīng)急響應(yīng)解決方案。