本發(fā)明涉及電池安全，具體是一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的鋰離子電池在進(jìn)行使用或者存儲(chǔ)是，由于其自身的內(nèi)部缺陷或受到熱擾動(dòng)、撞擊、擠壓會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部短路，進(jìn)而發(fā)生熱失控，熱失控引發(fā)火災(zāi)或爆炸。而目前鋰離子電池本體沒(méi)有針對(duì)性的消防規(guī)范和監(jiān)管條例，這樣勢(shì)必會(huì)大大提高事故發(fā)生的可能性。無(wú)論是周?chē)扇嘉镆鸬娜紵?，還是鋰離子電池自身發(fā)生的熱自燃和燃爆，對(duì)鋰離子電池倉(cāng)庫(kù)來(lái)說(shuō),一旦鋰離子電池發(fā)生火災(zāi)，鋰離子電池倉(cāng)庫(kù)配備的滅火設(shè)備不能控制鋰離子電池的復(fù)燃，不但會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至對(duì)人員的生命安全構(gòu)成威脅。因此，開(kāi)展儲(chǔ)鋰離子電池火災(zāi)預(yù)警和滅火技術(shù)的研究對(duì)提高鋰離子電池儲(chǔ)存的安全性具有重要意義。

2、目前鋰電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)通常采用的溫度傳感器是非接觸式布置，測(cè)試的是環(huán)境溫度，而鋰電池?zé)崾Э卦缙诃h(huán)境溫度變化很小，傳感器動(dòng)作時(shí)，熱失控已不可控，靈敏度低，不能實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警；同時(shí)鋰電池在熱失控時(shí)，內(nèi)部材料反應(yīng)劇烈，釋放大量熱量及有害氣體，極易引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。現(xiàn)有技術(shù)多側(cè)重于單一參數(shù)的監(jiān)測(cè)，缺乏全面、及時(shí)的預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)中的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，包括預(yù)警子系統(tǒng)、滅火子系統(tǒng)、耗氧量檢測(cè)子系統(tǒng)和信號(hào)分析處理控制子系統(tǒng)，預(yù)警子系統(tǒng)包括溫度預(yù)警單元、電流電壓-超聲波預(yù)警單元和氣體-聲信號(hào)預(yù)警單元，分別用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池的溫度、電流電壓、超聲波信號(hào)、氣體成分和聲信號(hào)；

4、耗氧量檢測(cè)子系統(tǒng)，包括耗氧量檢測(cè)分析單元，用于檢測(cè)耗氧量，進(jìn)行熱失控?zé)崃酷尫沤y(tǒng)計(jì)，為熱失控預(yù)警參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，找到熱失控?zé)崃颗R界值，為滅火做準(zhǔn)備；

5、滅火子系統(tǒng)，包括滅火單元，用于在確認(rèn)鋰電池?zé)崾Э睾笱杆賳?dòng)滅火裝置，撲滅火災(zāi)；信號(hào)分析控制子系統(tǒng)，包括信號(hào)分析處理控制單元，用于接收并分析預(yù)警信號(hào)，根據(jù)預(yù)警信號(hào)控制滅火子系統(tǒng)滅火。

6、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述溫度預(yù)警單元包括測(cè)溫模塊，測(cè)溫模塊的信號(hào)輸出端連接溫度傳感模塊，溫度傳感模塊的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)對(duì)比模塊，數(shù)據(jù)對(duì)比模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸出端模塊連接信號(hào)分析控制子系統(tǒng)。

7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述溫度預(yù)警單元用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池的每個(gè)模塊的溫度，當(dāng)檢測(cè)到某一模塊溫度異常上升時(shí)發(fā)送故障信號(hào)，若兩個(gè)或兩個(gè)以上模塊同時(shí)出現(xiàn)溫度異常，則發(fā)送預(yù)警信號(hào)，并通過(guò)對(duì)比各模塊溫度數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)熱失控源頭。

8、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述電流電壓-超聲波預(yù)警單元包括電壓檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊以及超聲波監(jiān)測(cè)soc狀態(tài)，所述電壓檢測(cè)模塊、電流檢測(cè)模塊以及超聲波監(jiān)測(cè)soc狀態(tài)的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)對(duì)比模塊，數(shù)據(jù)對(duì)比模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸出模塊連接信號(hào)分析控制子系統(tǒng)。

9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述電流電壓-超聲波預(yù)警單元通過(guò)電流電壓監(jiān)測(cè)與超聲波檢測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的soc狀態(tài)及健康狀況，通過(guò)對(duì)比正常狀態(tài)與過(guò)充過(guò)放試驗(yàn)下的超聲波數(shù)據(jù)及電壓電流變化，綜合判斷電池健康狀態(tài)，及時(shí)發(fā)出警告及抑制信號(hào)。

10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述氣體-聲信號(hào)預(yù)警單元包括氣體檢測(cè)模塊和聲信號(hào)檢測(cè)模塊，所述氣體檢測(cè)模塊和聲信號(hào)檢測(cè)模塊的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分析模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸出模塊與信號(hào)分析控制子系統(tǒng)。

11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述氣體檢測(cè)模塊用于監(jiān)測(cè)電池放氣情況并識(shí)別特征氣體，聲信號(hào)檢測(cè)模塊用于建立聲信號(hào)分辨模型以準(zhǔn)確檢測(cè)電池氣體泄漏的聲信號(hào)，當(dāng)氣體檢測(cè)和聲信號(hào)檢測(cè)同時(shí)出現(xiàn)異常時(shí)，發(fā)送預(yù)警信號(hào)。

12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述耗氧量檢測(cè)分析單元包括耗氧量檢測(cè)模塊，耗氧量檢測(cè)模塊的信號(hào)輸出端連接熱量分析模塊，熱量分析模塊的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)對(duì)比模塊，數(shù)據(jù)對(duì)比模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸出模塊與信號(hào)分析控制子系統(tǒng)。

13、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述滅火單元包括信號(hào)接收模塊，信號(hào)接收模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)判斷模塊，信號(hào)判斷模塊連接信號(hào)發(fā)射模塊。

14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述信號(hào)分析處理控制單元信號(hào)輸出端與滅火單元的信號(hào)接收模塊連接。

15、本發(fā)明具有以下有益之處：本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全面監(jiān)測(cè)：實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋰電池?zé)崾Э氐亩嗑S度、高精度預(yù)警，提高了預(yù)警的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。通過(guò)綜合多參數(shù)監(jiān)測(cè)與分析，有效降低了誤報(bào)率和漏報(bào)率。自動(dòng)滅火系統(tǒng)的快速響應(yīng)，有效遏制了熱失控的進(jìn)一步發(fā)展，保障了電池系統(tǒng)的安全。提高了鋰電池系統(tǒng)的整體可靠性和安全性，為新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力保障。

技術(shù)特征：

1.一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，包括預(yù)警子系統(tǒng)、滅火子系統(tǒng)、耗氧量檢測(cè)子系統(tǒng)和信號(hào)分析處理控制子系統(tǒng)，其特征在于：預(yù)警子系統(tǒng)包括溫度預(yù)警單元(4)、電流電壓-超聲波預(yù)警單元(3)和氣體-聲信號(hào)預(yù)警單元(5)，分別用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池的溫度、電流電壓、超聲波信號(hào)、氣體成分和聲信號(hào)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度預(yù)警單元(4)包括測(cè)溫模塊(11)，測(cè)溫模塊(11)的信號(hào)輸出端連接溫度傳感模塊(12)，溫度傳感模塊(12)的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)對(duì)比模塊，數(shù)據(jù)對(duì)比模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸出端模塊連接信號(hào)分析控制子系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度預(yù)警單元(4)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池的每個(gè)模塊的溫度，當(dāng)檢測(cè)到某一模塊溫度異常上升時(shí)發(fā)送故障信號(hào)，若兩個(gè)或兩個(gè)以上模塊同時(shí)出現(xiàn)溫度異常，則發(fā)送預(yù)警信號(hào)，并通過(guò)對(duì)比各模塊溫度數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)熱失控源頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述電流電壓-超聲波預(yù)警單元(3)包括電壓檢測(cè)模塊(8)、電流檢測(cè)模塊(9)以及超聲波監(jiān)測(cè)soc狀態(tài)(10)，所述電壓檢測(cè)模塊(8)、電流檢測(cè)模塊(9)以及超聲波監(jiān)測(cè)soc狀態(tài)(10)的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)對(duì)比模塊，數(shù)據(jù)對(duì)比模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸出模塊連接信號(hào)分析控制子系統(tǒng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述電流電壓-超聲波預(yù)警單元(3)通過(guò)電流電壓監(jiān)測(cè)與超聲波檢測(cè)技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的soc狀態(tài)及健康狀況，通過(guò)對(duì)比正常狀態(tài)與過(guò)充過(guò)放試驗(yàn)下的超聲波數(shù)據(jù)及電壓電流變化，綜合判斷電池健康狀態(tài)，及時(shí)發(fā)出警告及抑制信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體-聲信號(hào)預(yù)警單元(5)包括氣體檢測(cè)模塊(13)和聲信號(hào)檢測(cè)模塊(14)，所述氣體檢測(cè)模塊(13)和聲信號(hào)檢測(cè)模塊(14)的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分析模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸出模塊與信號(hào)分析控制子系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體檢測(cè)模塊(13)用于監(jiān)測(cè)電池放氣情況并識(shí)別特征氣體，聲信號(hào)檢測(cè)模塊(14)用于建立聲信號(hào)分辨模型以準(zhǔn)確檢測(cè)電池氣體泄漏的聲信號(hào)，當(dāng)氣體檢測(cè)和聲信號(hào)檢測(cè)同時(shí)出現(xiàn)異常時(shí)，發(fā)送預(yù)警信號(hào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述耗氧量檢測(cè)分析單元(6)包括耗氧量檢測(cè)模塊(15)，耗氧量檢測(cè)模塊(15)的信號(hào)輸出端連接熱量分析模塊(16)，熱量分析模塊(16)的信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)對(duì)比模塊，數(shù)據(jù)對(duì)比模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)輸出模塊，信號(hào)輸出模塊與信號(hào)分析控制子系統(tǒng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述滅火單元(7)包括信號(hào)接收模塊，信號(hào)接收模塊的信號(hào)輸出端連接信號(hào)判斷模塊，信號(hào)判斷模塊連接信號(hào)發(fā)射模塊。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)分析處理控制單元(2)信號(hào)輸出端與滅火單元(7)的信號(hào)接收模塊連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火綜合系統(tǒng)，涉及電池安全技術(shù)領(lǐng)域，包括預(yù)警子系統(tǒng)、滅火子系統(tǒng)、耗氧量檢測(cè)子系統(tǒng)和信號(hào)分析處理控制子系統(tǒng)，預(yù)警子系統(tǒng)包括溫度預(yù)警單元、電流電壓?超聲波預(yù)警單元和氣體?聲信號(hào)預(yù)警單元，分別用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋰電池的溫度、電流電壓、超聲波信號(hào)、氣體成分和聲信號(hào)；耗氧量檢測(cè)子系統(tǒng)，包括耗氧量檢測(cè)分析單元，進(jìn)行熱失控?zé)崃酷尫沤y(tǒng)計(jì)，為熱失控預(yù)警參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，找到熱失控?zé)崃颗R界值，為滅火做準(zhǔn)備；滅火子系統(tǒng)，包括滅火單元，用于在確認(rèn)鋰電池?zé)崾Э睾笱杆賳?dòng)滅火裝置，撲滅火災(zāi)；信號(hào)分析控制子系統(tǒng)，包括信號(hào)分析處理控制單元，用于接收并分析預(yù)警信號(hào)，根據(jù)預(yù)警信號(hào)控制滅火子系統(tǒng)滅火。

技術(shù)研發(fā)人員：劉杭鑫,溫艷星,李偉,韓定美,王政,游承瑩,黃艷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/12