[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>: 201810840864.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109064702A
• 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，通過(guò)所述聲音采集裝置采集所述電池單體噴發(fā)過(guò)程中發(fā)出的聲波，將聲波信號(hào)傳輸至所述頻譜分析裝置。從而，所述頻譜分析裝置對(duì)采集到的聲波進(jìn)行傅里葉變換，并對(duì)噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、剔除等步驟，將復(fù)雜信號(hào)分離或解調(diào)為頻率和幅值不同的正弦波，并將檢測(cè)到聲波的頻率特性和振幅特性輸送至所述電池管理系統(tǒng)。所述電池管理系統(tǒng)將采集聲波的頻率特性和振幅特性與目標(biāo)聲波的頻率特性和振幅特性進(jìn)行比對(duì)。如果采集到的聲波的頻率和振幅出現(xiàn)目標(biāo)聲波的頻率分布和振幅分布，則可認(rèn)為出現(xiàn)了所述電池單體的噴發(fā)現(xiàn)象，此時(shí)所述電池管理系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)警報(bào)。

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)往往采用氣體傳感器或延誤傳感器檢測(cè)電池出現(xiàn)的噴發(fā)現(xiàn)象。但是，由于氣體或煙霧從電池內(nèi)部噴發(fā)到流至傳感器所在位置并被傳感器檢測(cè)出來(lái)需要間隔一定時(shí)間，且該時(shí)間和箱體的結(jié)構(gòu)、傳感器的安裝位置、傳感器敏感度等密切相關(guān)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)延遲甚至是誤報(bào)或漏報(bào)現(xiàn)象。

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)誤報(bào)或漏報(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、聲音采集裝置、頻譜分析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。所述聲音采集裝置設(shè)置于所述電池模組殼體內(nèi)壁，用以采集所述電池單體噴發(fā)過(guò)程中發(fā)出的聲波。所述頻譜分析裝置的輸入端與所述聲音采集裝置連接，用以對(duì)所述聲音采集裝置采集到的聲波進(jìn)行分析處理。所述頻譜分析裝置的輸出端與所述電池管理系統(tǒng)連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述聲音采集裝置包括多個(gè)噪聲傳感器，設(shè)置于所述電池模組殼體內(nèi)壁，且每個(gè)所述噪聲傳感器與所述頻譜分析裝置的輸入端連接。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)所述噪聲傳感器設(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，用以更加全面的采集所述電池單體噴發(fā)過(guò)程中發(fā)出的聲波。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)還包括多個(gè)安全閥，每個(gè)所述安全閥設(shè)置于每個(gè)所述電池單體的出氣口，多個(gè)所述安全閥與所述電池模組殼體的內(nèi)壁頂面相對(duì)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述噪聲傳感器設(shè)置于所述電池模組殼體的內(nèi)壁側(cè)面，且靠近所述內(nèi)壁頂面設(shè)置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述噪聲傳感器設(shè)置于每個(gè)所述電池單體表面，且靠近所述安全閥設(shè)置。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述噪聲傳感器設(shè)置于所述電池模組殼體的所述內(nèi)壁頂面的頂角位置。

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。所述頻譜分析裝置的輸出端與所述檢測(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，一種電池火災(zāi)預(yù)警方法，應(yīng)用于如上述任一所述的電池火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，包括：