[實(shí)用新型]一種基于單片機(jī)的鋰離子電池火災(zāi)預(yù)警裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920451164.4
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN209895466U
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王青松;劉同宇;劉昱君;段強(qiáng)領(lǐng);孫金華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G08B17/06
• 分類號: G08B17/06;G08B17/10;H01M10/48
• 代理公司: 11251 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 楊學(xué)明;賈玉忠

本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的鋰離子電池火災(zāi)預(yù)警裝置，主要由火災(zāi)信號監(jiān)控系統(tǒng)和通訊預(yù)警系統(tǒng)組成?；馂?zāi)信號監(jiān)控系統(tǒng)主要包括紅外溫度傳感器，一氧化碳?xì)怏w傳感器和煙霧氣敏傳感器等。通訊預(yù)警系統(tǒng)主要包括Arduino單片機(jī)電路板，液晶顯示屏(LCD)，預(yù)警蜂鳴器和預(yù)警指示燈等?；馂?zāi)信號監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)鋰離子電池的工作狀態(tài)，并將信號傳輸至單片機(jī)控制中心，單片機(jī)做出相應(yīng)判斷后，得到目標(biāo)鋰離子電池的實(shí)際工作狀態(tài)，并決定是否發(fā)出預(yù)警聲光信號和采取后續(xù)消防聯(lián)動措施?；馂?zāi)信號監(jiān)控系統(tǒng)和通訊預(yù)警系統(tǒng)相互配合，協(xié)同工作，可以在鋰離子電池發(fā)生熱失控的早期發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，采取應(yīng)對措施。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鋰離子電池的監(jiān)測預(yù)警的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)的鋰離子電池火災(zāi)預(yù)警裝置，其為可實(shí)時(shí)監(jiān)測目標(biāo)鋰離子電池工作狀態(tài)并在發(fā)生熱失控前發(fā)出聲光預(yù)警信號的火災(zāi)預(yù)警裝置。

背景技術(shù)

隨著我國對于新興清潔能源日益增大的市場需求，鋰離子電池因其高比能量儲能、高循環(huán)比、環(huán)境友好、應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)而得到了大力發(fā)展。尤其在近幾年，我國從政策層面上極力推進(jìn)新能源汽車的普及，新能源汽車的產(chǎn)銷量爆發(fā)性增長，市場呈現(xiàn)出明顯的政策性傾向。但是，鋰離子電池本身仍存在一些技術(shù)問題亟待解決，鋰離子電池的熱安全性是最重要的問題之一。鋰離子電池在熱濫用的外部條件下發(fā)生熱失控可達(dá)到使鋁集流體熔化的溫度，從而導(dǎo)致電池釋放大量煙氣、發(fā)生著火爆炸等情況。因此，鋰離子電池的安全問題是其大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。

本實(shí)用新型旨在設(shè)計(jì)一種以鋰離子電池為應(yīng)用對象的安全預(yù)警裝置，可以在目標(biāo)鋰離子電池發(fā)生熱失控前發(fā)出三級聲光預(yù)警信號，提醒相關(guān)人員電池出現(xiàn)危險(xiǎn)征兆，從而保證足夠的反應(yīng)時(shí)間來采取緊急措施。因?yàn)殇囯x子電池在發(fā)生熱失控之前電池表面會伴隨明顯的升溫過程，直至達(dá)到一個(gè)較高的溫度，發(fā)生熱失控，同時(shí)伴隨煙霧及特征氣體的釋放，所以本實(shí)用新型選用了電池表面溫度、煙霧濃度及一氧化碳?xì)怏w濃度作為測量信號，設(shè)定相應(yīng)的閾值進(jìn)行報(bào)警判斷，實(shí)現(xiàn)了在鋰離子電池?zé)崾Э卦缙诎l(fā)現(xiàn)問題并發(fā)出三級聲光預(yù)警信號的目標(biāo)，增大了鋰離子電池系統(tǒng)的整體安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于，提供一種專門針對鋰離子電池的新型火災(zāi)預(yù)警裝置，提高鋰離子電池的使用安全性。本實(shí)用新型要解決的問題是：設(shè)計(jì)一種鋰離子電池火災(zāi)信號監(jiān)控裝置，可以在目標(biāo)鋰離子電池發(fā)生熱失控前檢測到相應(yīng)的異常信號，并發(fā)出聲光預(yù)警信號以聯(lián)動后續(xù)消防措施。從而應(yīng)對鋰離子電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生與傳播，有效提高以鋰離子電池為動力源的系統(tǒng)的整體安全性能。

為了解決上述問題并實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種基于單片機(jī)的鋰離子電池火災(zāi)預(yù)警裝置，主要由火災(zāi)信號監(jiān)控系統(tǒng)和通訊預(yù)警系統(tǒng)組成?；馂?zāi)信號監(jiān)控系統(tǒng)主要包括紅外溫度傳感器、煙霧氣敏傳感器、一氧化碳特征氣體傳感器和通訊線路等；通訊預(yù)警系統(tǒng)主要包括Arduino單片機(jī)電路板、預(yù)警發(fā)光二極管(LED)燈、蜂鳴器、液晶顯示屏(LCD)和通訊線路等。

其中，火災(zāi)信號監(jiān)控系統(tǒng)布置在目標(biāo)鋰離子電池附近，可實(shí)時(shí)采集電池的工作狀態(tài)信號。

進(jìn)一步的，紅外溫度傳感器選用非接觸式紅外測溫傳感器，金屬封筒里同時(shí)集成安裝了紅外感應(yīng)熱電堆探測器芯片以及信號處理專用集成芯片，同時(shí)集成了低噪聲放大器、17位模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理單元。可以長時(shí)測量-70～380℃的物體表面溫度，相應(yīng)的探測溫度分辨率為0.02℃，測溫精度為0.5℃，該傳感器適宜工作環(huán)境溫度為-40～125℃。所需的電源直接由Arduino單片機(jī)電路板提供。

進(jìn)一步的，煙霧氣敏傳感器選用煙霧氣敏傳感器，監(jiān)測濃度范圍50～10000ppm，工作環(huán)境為常溫常濕。所需的電源直接由Arduino單片機(jī)電路板提供。

進(jìn)一步的，一氧化碳特征氣體傳感器選用一氧化碳可燃?xì)怏w傳感器，監(jiān)測CO濃度范圍為10～1000ppm，工作環(huán)境為常溫常濕。所需的電源直接由Arduino單片機(jī)電路板提供。