本发明专利技术一种电池热失控状态检测控制装置及方法，用于电池舱的热失控状态检测与控制，包括报警显示单元、1～256个检测控制单元和灭火器；所述的报警显示单元和检测控制单元通过CAN总线或RS485总线连接，每个检测控制单元连接控制独立的灭火器；所述的报警显示单元安装在有人值守的位置，显示各个检测控制单元的报警状态，当接收到检测控制单元报警报文时，有声光报警提示，并控制灭火器喷射灭火剂灭火。本发明专利技术方法灭火时机较早，可在热失控初期进行控制，实现舱内灭火，分阶段多次喷射灭火剂，灭火效果好，能够有效抑制复燃。
【技术实现步骤摘要】
一种电池热失控状态检测控制装置及方法
本专利技术涉及一种电池热失控状态检测控制装置及方法，用于电池舱(箱)的热失控状态检测与控制，属于电池安全领域。
技术介绍
随着新能源电动汽车和电池储能行业的大力发展，锂电池的应用越加广泛，在给人们带来便利的同时，电池着火事件也时有发生。锂电池发生安全事故，与电池内部构成物质和电池使用方式直接相关。电池在使用过程中，特别是电池的滥用，比如电池过充电、过放电、外部短路、挤压、碰撞和高温等可能会导致电池内部化学物质发生反应，使电池内部生成大量的热，因而造成电池热失控，若不有效制止，最终将导致电池着火或爆炸，造成严重的安全事故。锂电池热失控过程是温度由低到高的渐变过程，分为启动、加速、失控三个阶段。如何准确、快速的判定电池热失控状态是电池灭火的核心技术。目前热失控的判定多采用单一传感器信息源，如温度感应线，无法快速准确判定电池热失控状态，存在误报或漏报现象，检测时机较晚，无法在热失控早期进行干预控制。锂电池火灾不同于一般火灾，反应活泼，可自身提供氧气，且电池箱空间狭小，结构紧凑，不宜散热。目前市场上常用电池灭火多采用单一单个灭火器，如干粉灭火器，当检测到火灾时一次性喷射灭火。灭火效果差，抑制时间短，复燃概率相对较高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本专利技术提供一种电池热失控状态检测控制装置及方法，该检测控制装置由报警显示单元、检测控制单元和灭火器组成。具有检测时机早、灭火效果好、有效抑制复燃等特点。本专利技术的技术方案是：一种电池热失控状态检测控制装置，包括报警显示单元、1～256个检测控制单元和灭火器；所述的报警显示单元和检测控制单元通过CAN总线或RS485总线连接，每个检测控制单元连接控制独立的灭火器；所述的报警显示单元安装在有人值守的位置，显示各个检测控制单元的报警状态，当接收到检测控制单元报警报文时，有声光报警提示，并控制灭火器喷射灭火剂灭火。所述的检测控制单元安装在电池箱内，实时采集电池箱内环境信息，包括温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器和火焰传感器，根据传感器数值综合判定电池热失控状态报警等级。所述报警等级分为三个等级：三级报警表示电池组出现异常情况，可以手动喷射灭火器；二级报警表示电池组已经发生了热失控，检测控制单元将自动喷射灭火剂；一级报警最为严重，检测控制单元将自动喷射灭火剂。电池温度检测通过贴片式温度传感器实现，检测范围-50～300℃，检测精度±0.5℃；温度传感器实现安装在电池表面或电池极耳处，检测控制单元中的温度传感器实时采集电池温度，当温度超过设定的阈值或温度变化率过快时，进行系统报警。设定单体温度阈值为70℃，温度变化率为2℃/s。所述可燃气体传感器采用半导体式气体传感器，检测甲烷、丙烷、一氧化碳、氢气、硫化氢气体；检测量程0～50000ppm，分辨率50ppm，精度±5％。所述烟雾传感器采用光电式或离子式传感器检测，检测量程0.10～0.25dB/m，精度±5％；当检测到烟雾含量超过设定的阈值时，通过总线发送报警报文，设定烟雾含量报警阈值为0.15dB/m。所述火焰传感器对电池箱进行不间断的监测，把火灾特征参数及时准确地检测出来并报警；火焰传感器在其他传感器不能对电池初期灭火判断起作用时，作为电池火灾最终判断依据，同时发送报警报文。所述灭火器安装在电池箱内；灭火器设计为多脉冲喷射灭火，具体由4个灭火弹Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成，分为两组，Ⅰ、Ⅱ为一组，Ⅲ、Ⅳ为一组；灭火剂采用不同种类的灭火介质，灭火弹Ⅰ、Ⅱ采用储压设计，内装气体灭火剂七氟丙烷，用于抑制初爆发生和降低初爆规模，设计压力不高于2.5MPa，容积大于200ml，单发灭火弹释放，灭火剂浓度不低于20％，高于七氟丙烷最低灭火浓度；灭火弹Ⅲ、Ⅳ内装冷气溶胶灭火剂，对燃烧反应进行物理窒息、气相化学抑制、固相化学抑制，设计压力不高于0.8MPa，灭火空间不小于2m3。一种电池热失控状态检测控制方法，步骤如下：步骤1：检测控制单元实时采集电池箱内温度、烟雾、可燃气体和火焰传感器数据；同时，将传感器数据通过报文发送至报警显示单元；步骤2：报警显示单元接收并解析检测控制单元发送的报文，保存传感器数据；同时，将本次采集到的传感器数据与前一次采集的传感器数据相比较，得到数据变化速率；步骤3：报警显示单元根据传感器数值和变化速率综合判定该电池箱热失控状态，并在显示屏上显示报警状态；步骤4：报警显示单元根据报警等级发送灭火控制报文，无报警则执行步骤2，三级报警则执行步骤5，二级报警则执行步骤6，一级报警则执行步骤7；步骤5：报警显示单元判定是否人为按下手动灭火操作：是，则执行步骤6；否，则不动作；步骤6：报警显示单元发送灭火器Ⅰ、Ⅱ喷射指令；步骤7：报警显示单元发送灭火器Ⅲ、Ⅳ喷射指令；步骤8：检测控制单元根据报警显示指令控制灭火器喷射。本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术电池热失控状态检测采用多传感器融合技术，实时采集电池舱(箱)内电池的温度、烟雾、可燃气体及火焰，通过热失控分析算法进行电池安全状态评估，判定准确，减少漏报误报几率。根据判定结果，控制灭火器喷射灭火，同时进行通信报警。灭火器由多个灭火弹组成，一般至少包括4个灭火弹，分阶段独立控制，根据电池热失控状态喷射，灭火效果好，且维持时间长，可针对不同时期的火灾，提供不同灭火介质进行阻燃抑爆，效果比单一灭火介质更好，能够有效抑制复燃。可手动喷射灭火，热失控严重阶段报警自动喷射；保证系统可靠运行。附图说明图1电池热失控状态检测控制装置系统组成图；图2电池热失控状态检测控制流程图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术包括报警显示单元、检测控制单元和灭火器。所述的报警显示单元和检测控制单元通过CAN总线或RS485总线连接，一套电池热失控状态检测控制装置包括一个显示报警单元和1～256个检测控制单元，每个检测控制单元连接控制独立的灭火器。所述的报警显示单元安装在有人值守的位置，显示各个检测控制单元的报警状态，当接收到检测控制单元报警报文时，有声光报警提示。同时提供灭火器手动控制喷射按键，长按超过5秒，可人为主动控制喷射灭火剂。所述的检测控制单元安装在电池箱(舱)内，实时采集电池箱(舱)内环境信息，包括温度、烟雾、可燃气体和火焰传感器，根据传感器数值综合判定电池热失控状态报警等级。设定报警分为三个等级：三级报警表示电池组出现异常情况，可以手动喷射灭火器；二级报警表示电池组已经发生了热失控，检测控制单元将自动喷射灭火剂；一级报警最为严重，检测控制单元将自动喷射灭火剂。下面具体阐述电池热失控状态检测和控制方法。1.电池热失控状态检测电池热失控状态检测包括温度检测、烟雾检测、可燃气体检测及火焰检测，检测控制单元通过传感器将信号采集并传至报警显示单元中进行综合判断本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：包括报警显示单元、1～256个检测控制单元和灭火器；所述的报警显示单元和检测控制单元通过CAN总线或RS485总线连接，每个检测控制单元连接控制独立的灭火器；所述的报警显示单元安装在有人值守的位置，显示各个检测控制单元的报警状态，当接收到检测控制单元报警报文时，有声光报警提示，并控制灭火器喷射灭火剂灭火。/n
【技术特征摘要】
1.一种电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：包括报警显示单元、1～256个检测控制单元和灭火器；所述的报警显示单元和检测控制单元通过CAN总线或RS485总线连接，每个检测控制单元连接控制独立的灭火器；所述的报警显示单元安装在有人值守的位置，显示各个检测控制单元的报警状态，当接收到检测控制单元报警报文时，有声光报警提示，并控制灭火器喷射灭火剂灭火。
2.根据权利要求1所述的一种具有电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：所述的检测控制单元安装在电池箱内，实时采集电池箱内环境信息，包括温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器和火焰传感器，根据传感器数值综合判定电池热失控状态报警等级。
3.根据权利要求2所述的一种具有电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：所述报警等级分为三个等级：三级报警表示电池组出现异常情况，可以手动喷射灭火器；二级报警表示电池组已经发生了热失控，检测控制单元将自动喷射灭火剂；一级报警最为严重，检测控制单元将自动喷射灭火剂。
4.根据权利要求2所述的一种具有电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：电池温度检测通过贴片式温度传感器实现，检测范围-50～300℃，检测精度±0.5℃；温度传感器实现安装在电池表面或电池极耳处，检测控制单元中的温度传感器实时采集电池温度，当温度超过设定的阈值或温度变化率过快时，进行系统报警。
5.根据权利要求4所述的一种具有电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：设定单体温度阈值为70℃，温度变化率为2℃/s。
6.根据权利要求2所述的一种具有电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：所述可燃气体传感器采用半导体式气体传感器，检测甲烷、丙烷、一氧化碳、氢气、硫化氢气体；检测量程0～50000ppm，分辨率50ppm，精度±5％。
7.根据权利要求1所述的一种具有电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：所述烟雾传感器采用光电式或离子式传感器检测，检测量程0.10～0.25dB/m，精度±5％；当检测到烟雾含量超过设定的阈值时，通过总线发送报警报文。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，王开春，张益齐，徐秀华，李旭阳，郑再平，
申请(专利权)人：北京精密机电控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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