[發(fā)明專利]電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810840708.6
• 申請(qǐng)日: 2018-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109064701A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李偉峰;王賀武;歐陽(yáng)明高;張亞軍;李成;李建秋;盧蘭光;韓雪冰;杜玖玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G08B17/10
• 分類號(hào): G08B17/10;G08B17/06;G01D21/02
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 趙永輝

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)及方法，利用光學(xué)攝影機(jī)獲取的圖片經(jīng)過(guò)處理可以獲取多個(gè)電池單體的形狀、大小、位置、特性及其相互關(guān)系。通過(guò)攝影裝置捕捉多個(gè)電池單體出現(xiàn)變化的圖像，如電池單體膨脹、安全閥開(kāi)啟、外包裝膜破裂、電池單體噴發(fā)等現(xiàn)象。電池管理系統(tǒng)通過(guò)圖像預(yù)處理、圖像分割、特征值提取等，識(shí)別一個(gè)或多個(gè)電池單體的變化情況，并將多個(gè)所述電池單體圖像信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。從而，電池管理系統(tǒng)根據(jù)獲取的數(shù)字信號(hào)與電池單體出現(xiàn)熱失控、火災(zāi)等現(xiàn)象之間的關(guān)系判斷是否發(fā)出火災(zāi)早期預(yù)警信號(hào)。若電池管理系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)早期預(yù)警信號(hào)，可以使得駕駛?cè)藛T或者汽車本身的滅火裝置做出相應(yīng)解救措施，提高電池使用過(guò)程中的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及鋰離子電池安全，特別是涉及一種的電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，電動(dòng)汽車的市場(chǎng)份額穩(wěn)步提升。鋰離子電池具有高電壓、高比能量、長(zhǎng)循環(huán)壽命、對(duì)環(huán)境無(wú)污染等卓越性能，受到電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的高度關(guān)注，并獲得了一定應(yīng)用。然而，鋰離子電池?zé)崾Э剡^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生可燃混合氣，如H₂、CO、CH₄等，并積聚在電池內(nèi)部。在電池內(nèi)部達(dá)到一定壓力界限后，安全閥開(kāi)啟，可燃混合氣隨著電池噴發(fā)而釋放到外界環(huán)境中。

由于電池高溫表面以及火星溫度遠(yuǎn)高于氣態(tài)噴發(fā)物的著火溫度，一旦噴發(fā)物噴射在空氣中并與氧氣接觸，將極易出現(xiàn)著火現(xiàn)象，并引發(fā)火災(zāi)。電池噴發(fā)后高溫可燃物與進(jìn)入電池內(nèi)部的空氣接觸后也很容易出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。目前鋰離子電池火災(zāi)預(yù)警方法及系統(tǒng)大多基于煙霧、溫度等識(shí)別鋰離子電池火災(zāi)。由于煙霧從噴發(fā)到擴(kuò)散至傳感器周圍需要一定時(shí)間，且煙霧傳感器靈敏度受到煙霧濃度的影響，容易出現(xiàn)漏報(bào)現(xiàn)象。并且一個(gè)電池包內(nèi)電池單體數(shù)量較多，無(wú)法對(duì)每一個(gè)電池單體的溫度進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)目前的鋰離子電池火災(zāi)預(yù)警方法及系統(tǒng)的容易出現(xiàn)漏報(bào)現(xiàn)象的問(wèn)題，提供一種快速、準(zhǔn)確識(shí)別是否出現(xiàn)噴發(fā)現(xiàn)象的電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)及方法。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)包括電池模組殼體、攝影裝置以及電池管理系統(tǒng)。所述電池模組殼體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)電池單體。所述攝影裝置置于所述電池模組殼體內(nèi)壁，用以捕捉熱失控時(shí)所述多個(gè)電池單體的圖像變化。所述電池管理系統(tǒng)與所述攝影裝置連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述攝影裝置包括多個(gè)攝像頭。所述多個(gè)攝像頭設(shè)置于所述電池模組殼體內(nèi)壁，且每個(gè)所述攝像頭與所述電池管理系統(tǒng)連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述攝像頭設(shè)置于所述電池模組殼體的每個(gè)內(nèi)壁表面的幾何中心上，用以準(zhǔn)確定位所述多個(gè)電池單體的位置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電池管理系統(tǒng)包括控制單元以及檢測(cè)單元。每個(gè)所述攝像頭與所述檢測(cè)單元的輸入端連接，所述檢測(cè)單元的輸出端與所述控制單元連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)還包括滅火裝置。所述滅火裝置與所述控制單元連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)攝像頭為紅外攝像機(jī)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)攝像頭的種類不同。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，一種電池火災(zāi)預(yù)警方法，應(yīng)用于如上述所述的電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括：

S10，根據(jù)所述多個(gè)攝像頭，采集所述多個(gè)電池單體的圖像；

S20，根據(jù)所述多個(gè)電池單體的圖像，獲取所述多個(gè)電池單體變化的信號(hào)參數(shù)；以及

S30，根據(jù)所述信號(hào)參數(shù)，發(fā)出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S20包括：

S210，根據(jù)所述多個(gè)電池單體的圖像，獲取每張圖像的特征參數(shù)，

S220，根據(jù)所述特征參數(shù)，識(shí)別已經(jīng)發(fā)生熱失控的一個(gè)或多個(gè)所述電池單體并進(jìn)行定位，獲取所述多個(gè)電池單體變化的信號(hào)參數(shù)。