本发明专利技术涉及传感器技术，用于解决燃料电池组内部燃料电池热失控后引发相邻燃料电池热失控导致较大危险事故的问题，具体为一种实时监测燃料电池热失控气体传感器，包括电路板、防火组件和监测组件；本发明专利技术通过密封板打开使燃料电池掉落至下方的密封箱内部，伸缩软管将密封箱内部气体抽出，使密封箱内部氧气的含量减少，抑制密封箱内部热失控燃料电池的燃烧效果；通过监测组件对燃料电池工作过程中燃料电池的温度数据、形变数据和释放的失控气体含量数据进行监测，预测燃料电池工作过程中是否有发生燃料电池热失控的情况，并在预测到发生热失控情况的可能时，提前进行热失控危险的规避操作，降低热失控情况发生的几率。降低热失控情况发生的几率。降低热失控情况发生的几率。
【技术实现步骤摘要】
一种实时监测燃料电池热失控气体传感器
[0001]本专利技术涉及传感器技术，具体为一种实时监测燃料电池热失控气体传感器。
技术介绍
[0002]热失控是指由于锂离子液态电池在外部高温、内部短路，电池包进水或者电池在大电流充放电各种外部和内部诱因的作用下，导致电池内部的正、负极自身发热，或者直接短路，触发“热引发”，热量无法扩散，温度逐步上升，电池中负极表面的SEI膜、电解液、正负极等在高温下发生一系列热失控反应；
[0003]现有技术中，燃料电池在发生热失控情况时，释放的热量易引发该燃料电池所在的燃料电池组内的其他燃料电池的热失控情况，使热失控情况所造成的的燃烧面积和燃烧效果增大，对靠近该燃料电池组的设备和装备该燃料电池组的设备造成的损伤加剧，且易引发危险事故，给附近人员造成生命和财产的威胁；未设有相应措施对热失控情况的导致因素进行预测，进行提前预防，降低人员面临的危险性；
[0004]针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的就在于通过密封板打开使燃料电池掉落至下方的密封箱内部，伸缩软管将密封箱内部气体抽出，使密封箱内部氧气的含量减少，抑制密封箱内部热失控燃料电池的燃烧效果；通过监测组件对燃料电池工作过程中燃料电池的温度数据、形变数据和释放的失控气体含量数据进行监测，预测燃料电池工作过程中是否有发生燃料电池热失控的情况，并在预测到发生热失控情况的可能时，提前进行热失控危险的规避操作，降低热失控情况发生的几率，解决燃料电池组内部燃料电池热失控后引发相邻燃料电池热失控导致较大危险事故的问题，而提出一种实时监测燃料电池热失控气体传感器。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种实时监测燃料电池热失控气体传感器，包括电路板、防火组件和监测组件，所述电路板上安装有气体感应器本体，所述气体感应器本体内部安装有半导体气敏元器件，半导体气敏元器件与气敏探针进行连接，监测组件包括数采单元、数处单元和数执单元；
[0008]数采单元，实时监测燃料电池在使用过程中的状态，并将检测到的电池状态数据传递给数处单元；电池状态数据包括温度数据、形变数据和失控气体量数据；
[0009]数处单元，对传递来的电池状态数据和失控气体量数据进行处理，并将处理后得到的温处数据、形处数据和气处数据分别代入公式进行评分判断，根据判断评分生成失控情况信号，并将信号传递给数执单元；
[0010]数执单元，根据传递来的失控情况信号级别执行对应的操作。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，数处单元进行电池状态数据处理的步骤如下：
[0012]步骤一：将从数采单元位置处接收到的温度数据依据采集时刻进行时间排序，并以温度数据为y轴和采集时刻数据为x轴建立二元坐标系，以采集时刻数据和温度数据为坐
标点在二元坐标系里进行对应温度点的绘制，连接相邻两个温度点得到温度线，计算温度线的斜率，当斜率为正值时，记为斜率一，当斜率为负值时，记为斜率二；将所有斜率一进行求和操作，得到斜率总值一L1，将所有斜率二进行求和操作，得到斜率总值二L2，即温度的温处数据WZ＝L1*m1
‑
L2*m2，m1>m2；
[0013]步骤二：设立若干个形变异常区间，每一个形变异常区间都对应一个形异值，将数采单元传递来的形变数据与若干个形变异常区间进行匹配，当形变数据属于形变异常区间时，该形变异常区间的形异值增加，对所有形变异常区间的形异值进行求和操作，得到形处数据XZ；
[0014]步骤三：气体感应器本体通过气敏探针对燃料电池组内的各个燃料电池周围的失控气体量进行检测，并将检测到的失控气体量数据A传递至监测组件，监测组件将传递来的失控气体量数据A标记为数据A
n
，下一次检测到的数据标记为数据A
n+1
，监测组件内的数处单元获取与包括最新传递来失控气体量数据的n组数据进行气处数据QZ的计算，其中其中
[0015]步骤四：将步骤一、步骤二和步骤三得到的温处数据WZ、形处数据XZ和气处数据QZ进行归一化处理，以温处数据WZ和形处数据XZ的数值为底边和高构建三角形，再以气处数据QZ的数值在构建三角形的中心位置处作垂直线，连接三角形的三个顶点与垂直线的上端构建三棱锥，计算三棱锥的体积，将三棱锥体积的数值标记为电异值。
[0016]作为本专利技术的一种优选实施方式，数处单元对电异值的处理步骤如下：
[0017]步骤一：设立三个电池工作状态区间，电作区间一为燃料电池正常工作且未发生异常时对应的电池状态数据范围，电作区间二为燃料电池正常工作但发生异常时对应的电池状态数据范围，电作区间三为燃料电池热失控时对应的电池状态数据范围，将电异值与电作区间一、电作区间二和电作区间三进行匹配；
[0018]步骤二：当电异值属于电作区间一时，数处单元生成正常工作信号；当电异值属于电作区间二时，异常工作信号；当电异值属于电作区间三时，热失控信号。
[0019]作为本专利技术的一种优选实施方式，气体感应器本体下方设有电池包框架，所述电池包框架内部放置有燃料电池组，所述燃料电池组上端安装有连接条，所述电池包框架内侧靠近相邻两个燃料电池之间的间隙中设有减振防火结构，减振防火结构外侧壁开设有与气敏探针等大的凹槽，气敏探针安装在燃料电池两侧的减振防火结构上的凹槽内部。
[0020]作为本专利技术的一种优选实施方式，防火组件设置在电池包框架的下端，防火组件包括密封箱，所述密封箱外侧壁两侧均安装有连接架，所述连接架内部下表面一侧转动连接有往复丝杠，所述往复丝杠上端安装有传动转轮，所述连接架外侧壁对应所述往复丝杠位置处滑动连接有往复板，所述往复板下表面一侧安装有伸缩软管，所述往复板上表面对应所述伸缩软管位置处安装有排气管，所述连接架上表面对应所述传动转轮位置处开设有滑槽，滑槽内部通过滑块滑动连接有调节转轮，所述调节转轮与所述传动转轮通过传动带传动连接，所述密封箱外侧壁靠近所述连接架位置处安装有气压计。
[0021]作为本专利技术的一种优选实施方式，密封箱下表面对应燃料电池位置处开设有通
孔，通孔的尺寸大于燃料电池的尺寸，通孔内侧壁通过转轴转动连接有密封板，密封板连接转轴外侧安装有涡卷弹簧，通孔内侧壁四个方向上均设置有电磁铁，密封板对应电磁铁位置处设置有吸铁块。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]1、燃料电池发生热失控情况时，对应燃料电池下方的密封板转动打开，使燃料电池掉落至下方的密封箱内部，密封箱两侧连接架内的伸缩软管在受挤压和拉伸过程中，将密封箱内部气体向外抽出，使密封箱内部氧气的含量减少，抑制密封箱内部热失控燃料电池的燃烧效果，且使密封箱内部热失控燃料电池燃烧产生的大量烟气可快速排出之外界环境中，排出的烟气被外界空气稀释，降低发生中毒和爆炸的危险性；
[0024]2、监测组件对燃料电池工作过程中燃料电池的温度数据、形变数据和释放的失控气体含本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种实时监测燃料电池热失控气体传感器，包括电路板(4)、防火组件和监测组件(5)，所述电路板(4)上安装有气体感应器本体(3)，所述气体感应器本体(3)内部安装有半导体气敏元器件，半导体气敏元器件与气敏探针进行连接，其特征在于，监测组件(5)包括数采单元、数处单元和数执单元；所述数采单元实时监测燃料电池在使用过程中的状态，并将检测到的电池状态数据传递给数处单元；其中电池状态数据包括温度数据、形变数据和失控气体量数据；所述数处单元对传递来的电池状态数据和失控气体量数据进行处理，并将处理后得到的温处数据、形处数据和气处数据进行归一化处理，并将归一化处理后的数据代入公式进行求和运算，根据求和值生成失控预警信号，并将失控预警信号传递给数执单元；所述数执单元根据传递来的失控情况信号级别执行对应的操作。2.根据权利要求1所述的一种实时监测燃料电池热失控气体传感器，其特征在于，数处单元进行电池状态数据处理的步骤如下：步骤一：将从数采单元位置处接收到的温度数据依据采集时刻进行时间排序，并以温度数据为y轴和采集时刻数据为x轴建立二元坐标系，以采集时刻数据和温度数据为坐标点在二元坐标系里进行对应温度点的绘制，连接相邻两个温度点得到温度线，计算温度线的斜率，当斜率为正值时，记为斜率一，当斜率为负值时，记为斜率二；将所有斜率一进行求和操作，得到斜率总值一L1，将所有斜率二进行求和操作，得到斜率总值二L2，即温度的温处数据WZ＝L1*m1
‑
L2*m2，m1>m2；步骤二：设立若干个形变异常区间，每一个形变异常区间都对应一个形异值，将数采单元传递来的形变数据与若干个形变异常区间进行匹配，当形变数据属于形变异常区间时，该形变异常区间的形异值增加，对所有形变异常区间的形异值进行求和操作，得到形处数据XZ；步骤三：气体感应器本体(3)通过气敏探针对燃料电池组(11)内的各个燃料电池周围的失控气体量进行检测，并将检测到的失控气体量数据A传递至监测组件(5)，监测组件(5)将传递来的失控气体量数据A标记为数据A
n
，下一次检测到的数据标记为数据A
n+1
，监测组件(5)内的数处单元获取与包括最新传递来失控气体量数据的n组数据进行气处数据QZ的计算，其中其中步骤四：将得到的温处数据WZ、形处数据XZ和气处数据QZ进行归一化处理，以温处数据WZ和形处数据XZ的数值为底边和高构建三角形，再以气处数据QZ的数值在构建三角形的中心位置处作垂直线，连接三角形的三个顶点与垂直线的上端构建三棱锥，计算三棱锥的体积，将三...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩杨凌峰，周洋，倪立，
申请(专利权)人：扬州中氢再生资源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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