1.本发明涉及锂电池灭火设备相关技术领域，具体为一种锂电池用自动灭火、抑火装置及其工作方法。


背景技术：

2.锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一种电池。锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着微电子技术的不断发展，小型用电设备日益增多，对电源也提出了更高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。
3.锂电池组在充放电、存放以及使用过程中都存在着电池热失控的隐患，而且锂电池组中一个电池热失控后会产生并释放大量的热能，如没有及时采取有效措施，会引发临近电池相继热失控，从而导致火灾的发生。
4.申请号为201720102919.0的一种七氟丙烷感温自启动灭火装置，其中容器阀采用直通设计，虹吸管与容器阀的阀孔直接连通，贮存容器内分层充装有液态的七氟丙烷灭火剂和具有一定压强的氮气，当探火管探测火灾情况并破裂，氮气将七氟丙烷灭火剂挤出而迅速气化进行灭火。需要注意的是，在实际应用中，锂电池热失控时会释放大量热能，不仅会产生明火，还容易引发临近电池相继热失控，所以在考虑如何扑灭明火的同时，如何抑制连续热失控的现象发生也是不可或缺的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种锂电池用自动灭火、抑火装置及其工作方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种锂电池用自动灭火、抑火装置，固定装配于充放电柜上，包括：灭火剂储罐，其通过底座与所述充放电柜相装配，其内部充装有位于下层的液态灭火剂和位于上层的增压气体；容器阀，其装配于所述灭火剂储罐的顶端；虹吸管，其一端与所述容器阀相连，另一端延伸至所述灭火剂储罐的底部，所述虹吸管位于所述灭火剂储罐底部的一端设有主出液孔；所述虹吸管的上部还开设有增出液孔，所述增出液孔位于灭火剂液面下方；释放组件，其设于所述充放电柜的内部，并通过输送管道与所述容器阀相连，用于及时探测锂电池热失控并处理。
7.进一步的，所述增出液孔与主出液孔的孔径比是1：3。
8.进一步的，所述增出液孔的位置范围是在灭火剂液面下方的8mm~12mm。
9.进一步的，所述虹吸管的通径大于或等于所述输送管道。
10.进一步的，所述充放电柜包括若干个充放电仓，每个充放电仓配套设有一组释放
组件，所述输送管道背离所述容器阀的一端形成若干分支，并对应与每一组释放组件连接。
11.进一步的，所述释放组件包括：喷头体，其固定于所述充放电仓的侧壁上，且其出口端朝向充放电仓仓内；温控阀，其装配于所述喷头体的进口端，且与对应所述输送管道的分支相连。
12.进一步的，所述容器阀上安装有压力表。
13.进一步的，基于上述锂电池用自动灭火、抑火装置的工作方法，包括以下步骤：步骤一、容器阀始终处于开启状态，通过各个温控阀的感温元件探测、感知锂电池组的热失控状况，当其中一个充放电仓仓内温度达到设定值时判断为锂电池热失控，同时反馈信号至该充放电仓内温控阀的控制单元；步骤二、控制单元控制打开温控阀，以连通对应喷头体与输送管道之间的管路，灭火剂由喷头体喷出，以迅速扑灭明火；此时灭火剂是由主出液孔和增出液孔同时输入虹吸管并到达容器阀，再通过输送管道向喷头体输送；步骤三、随灭火剂不断输出，增压气体随体积增大而压力降低；当灭火剂液面低于增出液孔时，增出液孔停止作用，灭火剂仅可由主出液孔向喷头体流动，速度由此减慢，得以延长持续喷放灭火剂的时间，抑制连续热失控的现象发生。
14.进一步的，在温控阀开启之前，所述虹吸管内、输送管道及其分支内、喷头体内均充满灭火剂；所述灭火剂为全氟已酮，所述增压气体为氮气。
15.进一步的，所述灭火剂的持续喷放时间在60s~90s。
16.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明一种锂电池用自动灭火、抑火装置，1、通过虹吸管上设有主出液孔和增出液孔，结合增压氮气的压力变化，使得起初阶段能喷出较大量灭火剂以快速扑灭明火，继而陆续减小灭火剂喷放量并连续喷放灭火剂，以实现对热失控电池组的持续冷却，达到抑制电池组连续热失控的目的；2、采用全氟已酮灭火剂，除了具有灭火效果外，还具有良好的吸热效果，可通过吸收电池热失控产生的大量热能，来抑制住锂电池的持续热失控；3、释放组件能准确、及时地感知到锂电池的热失控，并瞬时启动温控阀，来迅速扑灭明火。
附图说明
17.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明锂电池用自动灭火、抑火装置的整体结构示意图；图2是图1中的局部结构放大图；图3是本发明锂电池用自动灭火、抑火装置的连接关系示意图；图4是本发明锂电池用自动灭火、抑火装置的工作状态示意图图一；图5是本发明锂电池用自动灭火、抑火装置的工作状态示意图图二；图中：1、充放电柜，1-1充放电仓；2、灭火剂储罐；3、容器阀；4、虹吸管，4-1、主出液
孔，4-2、增出液孔；5、释放组件，5-1、喷头体，5-2、温控阀；6、输送管道；7、压力表。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1-5，本发明提供技术方案：实施例1：一种锂电池用自动灭火、抑火装置，包括：灭火剂储罐2，其通过底座与所述充放电柜1相装配，其内部充装有位于下层的液态灭火剂和位于上层的增压气体；容器阀3，其装配于所述灭火剂储罐2的顶端；虹吸管4，其一端与所述容器阀3相连，另一端延伸至所述灭火剂储罐2的底部，所述虹吸管4位于所述灭火剂储罐2底部的一端设有主出液孔4-1；所述虹吸管4的上部还开设有增出液孔4-2，所述增出液孔4-2位于灭火剂液面下方，并靠近所述容器阀3；释放组件5，其设于所述充放电柜1的内部，并通过输送管道6与所述容器阀3相连，用于及时探测锂电池热失控并处理。
20.参见图1-4，在该实施例中，容器阀3始终处于开启状态，由释放组件5探测、感知锂电池组的热失控状况，当充放电柜1内温度达到设定值时，灭火剂瞬时由释放组件5喷放，以迅速扑灭明火；起初阶段，灭火剂同时由主出液孔4-1和增出液孔4-2输入虹吸管4到达容器阀3，再通过输送管道6输送至释放组件5，而随灭火剂不断输出，增压氮气随体积增大而压力降低，当灭火剂液面低于增出液孔4-2时，灭火剂仅可由主出液孔4-1输送，速度由此减慢，得以延长持续喷放灭火剂的时间，抑制连续热失控的现象发生。
21.实施例2：所述增出液孔4-2与主出液孔4-1的孔径比是1：3。
22.参见图1-2，该实施例是在上述实施例的基础上成立的，对增出液孔4-2和主出液孔4-1之间孔径的大小关系作进一步限定，孔径比设置的目的在于：一是控制灭火剂的消耗率；二是控制灭火剂的喷放时长，抑制连续热失控的现象发生。
23.实施例3：所述增出液孔4-2的位置范围是在灭火剂液面下方的8mm~12mm。
24.参见图2，该实施例是在上述实施例的基础上成立的，对增出液孔4-2相对于灭火剂液面的位置作进一步限定，目的在于控制灭火剂喷放量由大调整到小的时间差，以此配合达到最佳的灭火和抑火效果，避免出现锂电池组连续热失控的现象。
25.实施例4：所述虹吸管4的通径大于或等于所述输送管道6。
26.参见图1，该实施例是在上述实施例的基础上成立的，对虹吸管4和输送管道6之间通径的大小关系作进一步限定，目的在于确保灭火剂不间断地输送进程，使得释放组件5的
工作效率保持稳定。
27.实施例5：所述充放电柜1包括若干个充放电仓1-1，每个充放电仓1-1配套设有一组释放组件5，所述输送管道6背离所述容器阀3的一端形成若干分支，并对应与每一组释放组件5连接。
28.所述释放组件5包括：喷头体5-1，其固定于所述充放电仓1-1的侧壁上，且其出口端朝向充放电仓1-1仓内；温控阀5-2，其装配于所述喷头体5-1的进口端，且与对应所述输送管道6的分支相连。
29.参见图1、3-4，该实施例是在上述实施例的基础上成立的，对释放组件5的特征作进一步限定，每一组释放组件5对应一个充放电仓1-1，及时感知到热失控锂电池组的准确位置，并瞬时开启温控阀5-2作出灭火措施，避免热失控电池组释放热能而对周边充放电仓1-1内的锂电池组造成不良影响。
30.实施例6：所述容器阀3上安装有压力表7。
31.参见图1，该实施例是在上述实施例的基础上成立的，对容器阀3的特征作进一步限定，用于对灭火剂储罐2内部的压力进行实时监控。
32.基于上述锂电池用自动灭火、抑火装置的工作方法，包括以下步骤：步骤一、容器阀3始终处于开启状态，通过各个温控阀5-2的感温元件探测、感知锂电池组的热失控状况，当其中一个充放电仓1-1仓内温度达到设定值时判断为锂电池热失控，同时反馈信号至该充放电仓1-1内温控阀5-2的控制单元；步骤二、控制单元控制打开温控阀5-2，以连通对应喷头体5-1与输送管道6之间的管路，灭火剂由喷头体5-1喷出，以迅速扑灭明火；此时灭火剂是由主出液孔4-1和增出液孔4-2同时输入虹吸管4并到达容器阀3，再通过输送管道6向喷头体5-1输送；步骤三、随灭火剂不断输出，增压气体随体积增大而压力降低；当灭火剂液面低于增出液孔4-2时，增出液孔4-2停止作用，灭火剂仅可由主出液孔4-1向喷头体5-1流动，速度由此减慢，得以延长持续喷放灭火剂的时间，抑制连续热失控的现象发生。
33.在温控阀5-2开启之前，所述虹吸管4内、输送管道6及其分支内、喷头体5-1内均充满灭火剂，作用在于，在释放组件5探测到锂电池组热失控状况的瞬时，灭火剂即以最快速度喷放至指定位，以达到最佳的灭火效果。
34.所述灭火剂为全氟已酮，所述增压气体为氮气。增压气体随体积增大而压力降低，以此改变灭火剂的输出速度，来延长时间喷放时间。
35.所述灭火剂的持续喷放时间在60s~90s，作用在于，灭火剂喷放时间内利用全氟已酮灭火剂来充分吸收锂电池组热失控产生的热能，确保灭火和抑火效果，避免锂电池组连续热失控的现象。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
37.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。