[發明專利]一種基于圖像識別氣化電解液判斷電池安全預警裝置

在審

• 申請號: 202011236581.0
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112258805A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 金陽;劉昊琰;李雨珮;李心遠;韓曉蓓;張晉源;李東洋
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: G08B21/18
• 分類號: G08B21/18;H01M50/574;G06K9/62;G06N3/08
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 賴林東

本發明公開了一種基于圖像識別氣化電解液判斷電池安全預警裝置，涉及鋰電池安全檢測技術領域，本發明包括視頻采集裝置、微型計算裝置，所述微型計算裝置實時獲取檢測區域的圖像信息，所述微型計算裝置內置微處理器模塊、報警模塊、斷電保護模塊、通信模塊、電源模塊，讀取所述視頻采集裝置獲取的圖像信息，本發明利用圖像深度學習對汽化電解質液進行識別并判斷鋰電池的狀態，進行報警和斷電從而達到對鋰電池安全問題進行監控并進行防護，從而使得能夠保護人員安全和設備的正常運行。

技術領域

本發明涉及鋰電池安全檢測技術領域，更具體的涉及一種基于圖像識別氣化電解液判斷電池安全預警裝置。

背景技術

隨著可再生能源技術不斷發展，太陽能和風能發電在價格上能與化石燃料競爭，但始終因為發電間歇性而不穩定，需要電池儲存多余能量，以彌補供應的變化。

鋰離子電池憑借其高能量密度和不斷降低的成本，已成為便攜式設備、電動汽車和固定式儲能中最具競爭力的電化學儲能技術之一。然而，由于鋰離子電池內部有機電解質的易燃性以及在充放電期間較差的熱穩定性，導致鋰離子電池在過度充電或快速充電情況下安全事故頻發，難以在大規模儲能電站中投入運營。電池芯爆炸的類型可分為外部短路、內部短路、及過充三種。當電芯外部發生短路，電子組件又未能切斷回路時，電芯內部會產生高熱，造成電解液持續汽化，最后將電池外殼撐破，甚至將電池溫度提高到使燃料燃燒并發生爆炸。

因此，有必要開發一種裝置，在發生火災或爆炸等安全事故前進行預警，以保護人員安全和設備的正常運行。

發明內容

本發明的目的在于：本發明提供一種在電解液發生汽化時就準確、及時地感知安全問題并且進行預警的基于圖像深度學習的鋰電池安全預警裝置。

本發明為了實現上述目的具體采用以下技術方案：

一種基于圖像識別氣化電解液判斷電池安全預警裝置，包括視頻采集裝置、微型計算裝置，所述視頻采集裝置應包括至少一個攝像頭，實時獲取檢測區域的圖像信息，所述微型計算裝置內置微處理器模塊、報警模塊、斷電保護模塊、通信模塊、電源模塊，所述電源模塊為鋰電池安全預警裝置提供電源。

進一步的，所述微處理器模塊讀取所述視頻采集裝置獲取檢測區域的圖像信息，通過深度學習的神經網絡技術對汽化電解質液進行識別，從而判斷鋰電池的狀態。

進一步的，所述報警模塊在所述微處理器模塊識別到汽化電解液后發出警報。

進一步的，所述斷電保護模塊在所述微處理器模塊識別到汽化電解液后斷開電源。

進一步的，所述通信模塊利用無線技術進行傳輸，與物聯網連接并傳輸物聯網信息。

工作原理：電池在熱失控之前，電池內部溫度升高壓力增大，安全閥會打開，噴出氣化電解液，因此我們首先數據收集，將汽化電解液的照片進行收集，然后存儲到微型計算裝置中，然后對鋰電池進行監控，采用攝像頭對其進行監控，當出現汽化電解液時微處理器模塊將信號發送給報警模塊，然后報警模塊進行警報通過發送信號給通信模塊，通信模塊將信號發送給微處理器模塊后，進行斷電處理。

本發明的有益效果如下：

1.本發明結構簡單，電池在熱失控之前，電池內部溫度升高壓力增大，安全閥會打開，噴出氣化電解液，而在這個時期就判斷出警報并且采取措施能夠進一步有效的保護，因此本發明通過基于圖像深度學習對汽化電解液進行識別，在識別到汽化電解液后發出警報并斷開電源，有效預防安全事故的發送，保護人員安全和設備的正常運行。

2.本發明結構簡單，最小化的降低了設備的本體，有效的降低了現在的監控設備體積大，成本高的問題。

附圖說明

圖1是鋰電池安全預警裝置結構示意圖；

圖2是神經網絡搭建和部署流程圖；