CN107942891A - 一种电池箱报警及灭火的自动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池箱报警及灭火的自动控制系统及控制方法，包括灭火主机装置，报警开关装置和检测装置；所述报警开关装置、检测装置均与灭火主机装置信号连接和电连接；所述报警开关装置安装于驾驶室；所述检测装置设置在电池箱内；所述灭火主机装置包括控制器，灭火器，总电磁阀和集流管电磁阀。本发明能够对传感器和灭火启动模块进行故障检测，避免因传感器出现故障导致该装置不起作用或局部失效；针对不同的电池箱进行局部灭火，并对灾情进行等级分析，显示报警，启动灭火装置，效率高，针对性强，有效的避免火情扩大，安全性能更强。

Description

一种电池箱报警及灭火的自动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种火灾报警及灭火系统，特别是涉及一种应用于电池箱或超级电容器箱的火灾报警和防火的自动控制系统及控制方法。

背景技术

新能源汽车是我国七大战略性新兴产业之一，其动力来源是锂离子电池或超级电容器，其中，锂离子电池、超级电容器的安全性和可靠性尤为关键。当锂离子电池或超级电容器内部发生短路、热失控、高温、受外力挤压、穿刺等容易引起电池或电容器的热膨胀而导致爆炸和燃烧。为此，现有技术出现了不少用于电池箱报警及灭火的装置，包括若干用于检测电池箱内部环境数据的传感器、控制模块等，传感器将数据传输给控制模块进行处理，并在数据达到阈值时输出报警信号或触发灭火启动模块。上述用于电池箱报警及灭火的装置普遍存在以下问题：不能对传感器进行故障检测，一旦传感器出现故障，将导致该装置不起作用或局部失效，从而不能对电池箱进行有效防护。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种可以检测电子元件故障的，用于电池箱或超级电容器箱的火灾报警和防火的自动控制系统及控制方法。

本发明的技术解决方案是这样实现的：一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，包括灭火主机装置，报警开关装置和检测装置；所述报警开关装置、检测装置均与灭火主机装置信号连接和电连接；所述报警开关装置安装于驾驶室；所述检测装置设置在电池箱内；所述灭火主机装置包括控制器，灭火器，总电磁阀和集流管电磁阀；所述灭火器，总电磁阀和集流管电磁阀与控制器电联接和信号连接；所述灭火器至少有一个；所述灭火器输出口设置有总电磁阀；所述灭火器与集流管电磁阀采用主输送管连接；所述集流管电磁阀上连接有至少一个分流管；所述灭火主机装置的分流管与电池箱采用电池箱管路连接；所述控制器包括主控模块，灭火启动模块，监测模块和输入/输出模块；所述监测模块对灭火主机装置、检测装置进行故障监测。

优选的，所述控制器还包括电源模块，通讯模块，探测线接口和存储模块。

优选的，所述灭火器上设置有瓶头阀。

优选的，所述集流管电磁阀包括集流管、安全泄压阀和电磁选择阀；所述集流管包括进气口，主流道，泄压口，分流口和出气口；所述主流道设置在集流管内部；所述主流道为至少一端贯穿集流管的通孔；所述主流道的通孔端设置有密封堵头；所述进气口和泄压口均匀主流道连通；所述安全泄压阀设置在泄压口上；所述主流道上设置至少两个分流口；所述每个分流口上设有电磁选择阀；所述每个分流口与出气口连通；所述出气口的数量和分流口一致；所述泄压口在主流道通孔的一端；所分流口分布在集流管同侧。

优选的，所述报警开关装置包括手动启动模块，显示模块，报警模块和操作模块；所述手动启动模块包括手动启动按钮；；所述显示模块包括显示屏；所述显示屏显示信息包括正常开启时的巡检状态、发生故障时的故障显示状态、火灾报警状态和火灾报警状态；所述报警模块包括声音报警模式、光报警模式、显示器显示报警模式中的一种或几种；所述操作模块包括操作按钮；所述手动启动按钮外部设置有易碎外壳；所述报警模块包括蜂鸣器。

优选的，所述检测装置包括温度传感器、气体传感器、颗粒传感器的一种或几种。

优选的，所述检测装置包括感温电缆。

一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的控制方法，具体步骤包括：

1）、开始；

2）、初始化；

3）、对检测装置进行故障检测，判断检测装置是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤4）；

4）、对感温电缆进行故障检测，判断感温电缆是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤5）；

5）、对电磁阀进行故障检测，判断颗粒传感器是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤9）；

6）、进行故障显示；

7）、上报到车辆的仪表台；

8）、关闭相应传感器；

9）、对获取的气体浓度数据、温度数据、颗粒数据、电压数据进行处理，判断是否发生火情，若是则执行步骤10），否则回到步骤3）；

10）、发出报警信号，并判断是否是一级报警，若是则执行步骤12），否则执行步骤11）；

11）、判断是否是二级报警，若是则执行步骤12）、否则为三级报警，并执行步骤10)；

12）、启动灭火启动模块进行灭火；

13）、上报到报警开关装置；

14）、报警开关装置进行报警显示；

15）、结束。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统及控制方法，能够对传感器和灭火主机装置进行故障检测，避免因传感器出现故障导致该装置不起作用或局部失效；针对不同的电池箱进行局部灭火，并对灾情进行等级分析，显示报警，启动灭火装置，效率高，针对性强，有效的避免火情扩大，安全性能更强。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的各装置间的连接关系示意图；

附图2为本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的灭火主机装置内部结构示意图；

附图3为本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的集流管电磁阀的立体结构示意图；

附图4为本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的集流管电磁阀的俯视结构示意图；

附图5为附图4中A-A面的剖视结构示意图；

附图6为本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的报警开关装置主视结构示意图；

附图7为本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的报警开关装置左视结构示意图；

附图8为本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的工作流程图；

附图9为本发明的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的电路图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明。

附图1-9为本发明所述的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，包括灭火主机装置1，报警开关装置2和检测装置3；所述报警开关装置2、检测装置3均与灭火主机装置1信号连接和电连接；所述报警开关装置2安装于驾驶室；所述检测装置3设置在电池箱5内；所述灭火主机装置1包括控制器，灭火器11，总电磁阀12和集流管电磁阀13；所述灭火器11，总电磁阀12和集流管电磁阀13与控制器电联接和信号连接；所述灭火器11至少有一个；本案以设置两个灭火器为例；所述灭火器11输出口设置有总电磁阀12；所述灭火器11与集流管电磁阀13采用主输送管14连接；所述灭火器外设置有固定架17；所述集流管电磁阀13上连接有至少一个分流管15；所述灭火主机装置1的分流管15与电池箱采用电池箱管路4连接；所述控制器包括主控模块，灭火启动模块，监测模块和输入/输出模块；所述监测模块对灭火主机装置、检测装置进行故障监测；所述控制器还包括电源模块，通讯模块，探测线接口和存储模块；所述灭火器11上设置有瓶头阀16。本案以五个电池箱，两个灭火器为例。

检测装置的输出接至主控模块的输入，主控模块连接电池箱的管理系统，所述主控模块对故障源进行故障检测，且在检测到故障时，关闭相应的故障源和输出预设的报警指令，所述故障源包括几种传感器；主控模块还连接灭火启动模块，所述主控模块对来自检测装置、电池管理系统的数据进行处理，根据灾情信息输出报警指令和/或触发灭火启动模块，所述灾情信息包括火情信息；所述电磁阀连接所述主控模块，所述主控模块对电磁阀进行故障检测，并在检测到电磁阀出现故障时，输出报警指令。具体的，控制模块是通过采集和比较电引发器中相应电阻的阻值，若该阻值大于预设值，则表示电引发器出现故障，且控制模输出报警指令；所述控制模块将报警指令输出给预设的报警装置和/或通过电池管理系统输至车辆的驾驶室中的报警开关装置，使报警开关装置和/或输出报警信号;主控模块根据分析数据，选择需要灭火的电池箱5所对应的的分管路15，启动灭火主机装置1中的总电磁阀12及集流管电磁阀13将对应的管路打开，进行针对性的灭火。

所述集流管电磁阀13包括集流管131、安全泄压阀132和电磁选择阀133；所述集流管131包括进气口134，主流道135，泄压口136，分流口137和出气口138；所述主流道135设置在集流管131内部；所述主流道135为至少一端贯穿集流管131的通孔；所述主流道135的通孔端设置有密封堵头139；所述进气口134和泄压口136均与主流道135连通；所述安全泄压阀132设置在泄压口136上；所述主流道135上设置至少两个分流口137；本例中有五个电池箱，对应五个分流口；所述每个分流口137上设有电磁选择阀133；所述每个分流口137与出气口138连通；所述出气口138的数量和分流口137一致；所述泄压口136在主流道135通孔的一端；所分流口137分布在集流管131同侧。电磁选择阀133根据主控模块的命令，选择接通对应的出气口138，针对需要的灭火的电池箱接通灭火通路。

所述报警开关装置2包括手动启动模块，显示模块，报警模块和操作模块；所述手动启动模块包括手动启动按钮21；所述手动启动按钮21外部设置有易碎外壳；所述显示模块包括显示屏22；所述显示屏显示信息包括正常开启时的巡检状态、发生故障时的故障显示状态、火灾报警状态和火灾报警状态；所述报警模块包括声音报警模式、光报警模式、显示屏显示报警模式中的一种或几种；所述操作模块包括操作按钮23。所述操作按钮设置系统的一些重要参数，如检测模块的设置、预警和火警的参数设置等；所述显示屏22可以显示整个系统的实时情况，如正常状态、故障状态、预警状态和火警状态；报警等级设为三级，分别为一级报警、二级报警、三级报警，但不局限于这三级。报警级数根据火情程度区分等级，具体可以根据在预设时间段内满足火情的数据的数量区分等级，例如可以是：当只有温度数据达到设定的阈值时，输出一级报警，当只有温度数据、气体浓度数据分别达到各自设定的阈值时，输出二级报警，当温度数据、气体浓度数据、颗粒数据分别达到各设定的阈值时，输出三级报警。当发生火情时，驾驶员可以手动按碎控制面板上的易碎外壳，按下手动启动按钮，启动灭火装置进行灭火；所述报警模块包括蜂鸣器。

所述检测装置3包括温度传感器、气体传感器、颗粒传感器的一种或几种；所述检测装置包括感温电缆31。检测装置包括温度传感器、气体传感器、颗粒传感器，分别用于检测电池箱或者超级电容器箱中的温度、可燃气体的浓度，以及锂离子颗粒数；主控模块对各个传感器进行实时故障检测：当对颗粒传感器进行上电模拟颗粒失效时，判断该颗粒传感器出现故障，当检测到气体传感器无电压输出时，判断该气体传感器出现故障，当温度传感器在预设的时间段内没有发送数据时，判断该温湿度传感器出现故障。主控模块在检测到相应的传感器出现故障时，关闭相应的传感器以及输出报警指令，使报警模块和/或输出报警信号。主控模块对各种传感器实时采集和发送的数据，以及实时获取到的电池管理系统的电压和温度数据进行处理。一种优选，各种传感器的数量分别设为五个，其中四个设在电池箱或超级电容器箱的四个角落，其余的一个设在电池箱或超级电容器箱中部。

所述一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的具体的具体步骤包括：

1）、开始；

2）、初始化；

3）、对检测装置进行故障检测，判断检测装置是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤4）；

4）、对感温电缆进行故障检测，判断感温电缆是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤5）；

5）、对电磁阀进行故障检测，判断颗粒传感器是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤9）；

6）、进行故障显示；

7）、上报到车辆的仪表台；

8）、关闭相应传感器；

9）、对获取的气体浓度数据、温度数据、颗粒数据、电压数据进行处理，判断是否发生火情，若是则执行步骤10），否则回到步骤3）；

10）、发出报警信号，并判断是否是一级报警，若是则执行步骤12），否则执行步骤11）；

11）、判断是否是二级报警，若是则执行步骤12）、否则为三级报警，并执行步骤10)；

12）、启动灭火启动模块进行灭火；

13）、上报到报警开关装置；

14）、报警开关装置进行报警显示；

15）、结束。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，其特征在于：包括灭火主机装置，报警开关装置和检测装置；所述报警开关装置、检测装置均与灭火主机装置信号连接和电连接；所述报警开关装置安装于驾驶室；所述检测装置设置在电池箱内；所述灭火主机装置包括控制器，灭火器，总电磁阀和集流管电磁阀；所述灭火器，总电磁阀和集流管电磁阀与控制器电联接和信号连接；所述灭火器至少有一个；所述灭火器输出口设置有总电磁阀；所述灭火器与集流管电磁阀采用主输送管连接；所述集流管电磁阀上连接有至少一个分流管；所述灭火主机装置的分流管与电池箱采用电池箱管路连接；所述控制器包括主控模块，灭火启动模块，监测模块和输入/输出模块；所述监测模块对灭火主机装置、检测装置进行故障监测。

2.根据权利要求1所述的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，其特征在于：所述控制器还包括电源模块，通讯模块，探测线接口和存储模块。

3.根据权利要求1所述的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，其特征在于：所述灭火器上设置有瓶头阀。

4.根据权利要求1所述的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，其特征在于：所述集流管电磁阀包括集流管、安全泄压阀和电磁选择阀；所述集流管包括进气口，主流道，泄压口，分流口和出气口；所述主流道设置在集流管内部；所述主流道为至少一端贯穿集流管的通孔；所述主流道的通孔端设置有密封堵头；所述进气口和泄压口均匀主流道连通；所述安全泄压阀设置在泄压口上；所述主流道上设置至少两个分流口；所述每个分流口上设有电磁选择阀；所述每个分流口与出气口连通；所述出气口的数量和分流口一致；所述泄压口在主流道通孔的一端；所分流口分布在集流管同侧。

5.根据权利要求1所述的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，其特征在于：所述报警开关装置包括手动启动模块，显示模块，报警模块和操作模块；所述手动启动模块包括手动启动按钮；所述显示模块包括显示屏；所述显示屏显示信息包括正常开启时的巡检状态、发生故障时的故障显示状态、火灾报警状态和火灾报警状态；所述报警模块包括声音报警模式、光报警模式、显示器显示报警模式中的一种或几种；所述操作模块包括操作按钮；所述手动启动按钮外部设置有易碎外壳；所述报警模块包括蜂鸣器。

6.根据权利要求1所述的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，其特征在于：所述检测装置包括温度传感器、气体传感器、颗粒传感器的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种电池箱报警及灭火的自动控制系统，其特征在于：所述检测装置包括感温电缆。

8.一种电池箱报警及灭火的自动控制系统的控制方法，其特征在于：具体步骤包括：

1）、开始；

2）、初始化；

3）、对检测装置进行故障检测，判断检测装置是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤4）；

4）、对感温电缆进行故障检测，判断感温电缆是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤5）；

5）、对电磁阀进行故障检测，判断颗粒传感器是否发生故障，若是则执行步骤6）、7）、8），否则执行步骤9）；

6）、进行故障显示；

7）、上报到车辆的仪表台；

8）、关闭相应传感器；

9）、对获取的气体浓度数据、温度数据、颗粒数据、电压数据进行处理，判断是否发生火情，若是则执行步骤10），否则回到步骤3）；

10）、发出报警信号，并判断是否是一级报警，若是则执行步骤12），否则执行步骤11）；

11）、判断是否是二级报警，若是则执行步骤12）、否则为三级报警，并执行步骤10)；

12）、启动灭火启动模块进行灭火；

13）、上报到报警开关装置；

14）、报警开关装置进行报警显示；

15）、结束。