CN111162340B - 一种新能源汽车用动力电池的散热装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电动汽车动力电池散热技术领域，具体涉及一种新能源汽车用动力电池的散热装置及其方法，包括冷却循环系统和散热系统，冷却循环系统的上方设有散热系统，冷却循环系统由制冷动力箱、阻尼隔声板、蜂窝板、微型空压机、回气管、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、冷却水箱、PLC控制器、蒸发器、第一循环水泵和第二循环水泵组成，通过红外线传感器和PLC控制器，能够给根据电池散热情况对电池进行自动降温，并且根据不同温度采取不同冷却防止，大大降低了能量的损耗，实现节能环保，通过设置散热风扇和冷却水，可以通过风扇和冷水的同时降温，使其可以对不同温度采取不同降温方式，加快了冷却速度，防止因电池过热对其造成损伤，进而大大延长了电池的使用寿命。

Description

一种新能源汽车用动力电池的散热装置及其方法
技术领域：
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种新能源汽车用动力电池的散热装置及其方法。
背景技术：
新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等，其中电池汽车的使用更加广泛，并且其技术相对成熟，在汽车电池工作过程，其动力电池会产生大量的热量，现有电池散热的过程中，不能够给根据电池散热情况对电池进行自动降温，并且无法根据不同温度采取不同冷却防止，无法降低能量的损耗，无法实现节能环保，不可以通过风扇和冷水的同时降温，无法使其对不同温度采取不同降温方式，无法加快了冷却速度，无法防止因电池过热对其造成损伤，无法延长电池的使用寿命。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新能源汽车用动力电池的散热装置及其方法，解决了现有技术存在的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种新能源汽车用动力电池的散热装置，包括冷却循环系统和散热系统，所述冷却循环系统的上方设有散热系统，所述冷却循环系统由制冷动力箱、阻尼隔声板、蜂窝板、微型空压机、回气管、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、冷却水箱、PLC控制器、蒸发器、第一循环水泵和第二循环水泵组成，所述制冷动力箱的内壁粘接有阻尼隔声板，所述阻尼隔声板远离制冷动力箱的一侧粘接有蜂窝板，所述制冷动力箱内壁的底部通过螺栓连接有微型空压机和冷凝器，所述微型空压机的输出端通过回气管与冷凝器连接，所述冷凝器的输出端通过回气管与干燥过滤器连接，所述干燥过滤器远离冷凝器的一端通过回气管连接有毛细管，所述制冷动力箱的顶部焊接有冷却水箱，所述冷却水箱顶部的一端通过螺栓安装有第一循环水泵，所述冷却水箱顶部远离第一循环水泵的一端通过螺栓安装有第二循环水泵。
作为优选，所述冷却水箱靠近第二循环水泵的一端安装有PLC控制器，所述PLC控制器的内部安装有蒸发器，所述蒸发器的一端与毛细管固定连接，所述蒸发器的另一端与微型空压机的输入端连接，所述散热系统由电池固定箱、冷却槽、螺旋冷却管、进水管、吸热夹层、排水管、第一电动伸缩杆、紧固压板、第二电动伸缩杆、推动滑块、第三电动伸缩杆、定位槽、支撑横梁、固定螺杆、缓冲固定板、缓冲弹簧、伺服电机、扇叶、固定支杆、散热板、温度传感器、散热孔和报警器组成，所述冷却水箱的顶部焊接有电池固定箱，所述电池固定箱的内部设有冷却槽，且所述冷却槽的内部安装有螺旋冷却管，所述第二循环水泵的输出端通过进水管与螺旋冷却管连接，所述第二循环水泵的输入端与冷却水箱连接，所述螺旋冷却管远离进水管的一端通过排水管与第一循环水泵的输入端连接，所述第一循环水泵的输出端与冷却水箱内部连接。
作为优选，所述电池固定箱外侧对应两端均固定连接有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的顶部之间固定连接有定位槽，所述定位槽的底部等距固定连接有若干个固定支杆，所述固定支杆远离定位槽的一端固定连接有散热板，所述散热板的外侧等距设有若干个散热孔，所述散热板的顶部等距固定连接有若干个第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的输出端穿过散热板且固定连接有紧固压板，所述散热板的底部固定连接有固定框架，所述固定框架内壁的两侧均固定连接有滑轨，所述滑轨内部的一端固定连接有第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆的输出端固定连接有推动滑块，所述固定框架的内壁滑动连接有电池箱，所述推动滑块均与电池箱的外侧固定连接，且所述散热板靠近定位槽的一侧安装有温度传感器，所述散热孔内壁对应两侧之间焊接有支撑横梁，所述支撑横梁的顶部等距固定连接有四个固定螺杆，所述固定螺杆的外侧滑动连接有缓冲固定板，所述固定螺杆的外侧且位于缓冲固定板与支撑横梁之间均套有缓冲弹簧，所述固定螺杆的外侧且位于缓冲固定板的顶部螺纹连接有紧固螺母，所述缓冲固定板的顶部固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端贯穿支撑横梁且固定连接有扇叶。
作为优选，所述冷却槽的内部和冷却水箱的内部均注有冷却水。
作为优选，所述固定框架内部填充有吸热夹层，所述吸热夹层内填充有相变材料。
作为优选，所述支撑横梁顶部的一端安装有报警器。
作为优选，所述报警器为SFB-55型报警器，所述温度传感器为PT100型温度传感器，所述PLC控制器为EK205-16DT型PLC控制器，所述第一循环水泵、第二循环水泵、微型空压机、报警器、温度传感器和伺服电机均与PLC控制器电性连接。
一种新能源汽车用动力电池的散热方法，所述步骤如下：
1)、通过控制所述第一电动伸缩杆升起，所述第一电动伸缩杆将定位槽顶起，所述定位槽底部的固定支杆将散热板升起，所述散热板将底部固定连接的固定框架升起，然后通过控制所述第三电动伸缩杆工作，所述第三电动伸缩杆通过推动滑块在滑轨内滑动，因所述推动滑块与电池箱固定连接，因此，所述第三电动伸缩杆将电池箱推出，此时将电池装入，控制所述第三电动伸缩杆回缩，所述电池箱滑入固定框架内，然后所述第二电动伸缩杆伸长并且通过紧固压板将电池压紧，然后第一电动伸缩杆回缩，以此将电池装入电池固定箱，安装十分便捷快速；
2)、在电池工作的过程中，当电池外侧温度声高时，所述温度传感器检测到温度信号，将信号传递给所述PLC控制器，当电池温度未达到指定高度时，所述PLC控制器控制伺服电机工作，所述伺服电机通过带动扇叶工作，以此将所述电池固定箱内部的热量排出；
3)、当电池温度达到指定高度时，所述PLC控制器控制伺服电机工作的同时控制第一循环水泵、微型空压机和第二循环水泵工作，所述微型空压机通过压缩空气，压缩后的空气经回气管依次进入冷凝器、干燥过滤器和毛细管内，最后高压气体进入所述蒸发器内，所述蒸发器将气体膨胀降压为低压气体时对周围进行吸热，以此对所述冷却水箱内部的水进行降温；
4)、然后所述第二循环水泵将低温水通过进水管排入螺旋冷却管内，因所述螺旋冷却管为螺旋结构，因此冷却水与所述冷却槽内的水充分接触，使所述冷却槽内部水温降低，以此降低电池周围温度，在所述扇叶的作用下，使电池周围温度迅速降低，以此对电池实现降低，当温度超出指定值时，所述PLC控制器控制报警器工作，以此提醒人员注意。
本发明的有益效果：本发明结构紧凑，通过设置了电池箱和滑轨，在电池安装和固定时，电池能够自动推出，为电池的安装和维护提供了极大的便捷，通过红外线传感器和PLC控制器，在电池使用的过程中，能够给根据电池散热情况对电池进行自动降温，并且根据不同温度采取不同冷却防止，大大降低了能量的损耗，实现节能环保，通过设置散热风扇和冷却水，可以通过风扇和冷水的同时降温，使其可以对不同温度采取不同降温方式，加快了冷却速度，防止因电池过热对其造成损伤，进而大大延长了电池的使用寿命。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明A处放大图；
图3为本发明定位槽的俯视图；
图4为本发明散热板的结构示意图；
图5为本发明滑轨的剖面图；
图6为本发明电池箱打开时的结构示意图。
图中：1-冷却循环系统、2-散热系统、3-制冷动力箱、4-阻尼隔声板、5-蜂窝板、6-微型空压机、7-回气管、8-冷凝器、9-干燥过滤器、10-毛细管、11-冷却水箱、12-PLC控制器、13-蒸发器、14-第一循环水泵、15-第二循环水泵、16-电池固定箱、17-冷却槽、18-螺旋冷却管、19-进水管、20-吸热夹层、21-排水管、22-第一电动伸缩杆、23-紧固压板、24-第二电动伸缩杆、25-推动滑块、26-第三电动伸缩杆、27-定位槽、28-支撑横梁、29-固定螺杆、30-缓冲固定板、31-缓冲弹簧、32-伺服电机、33-扇叶、34-固定支杆、35-散热板、36-温度传感器、37-散热孔、38-报警器、39-固定框架、40-滑轨、41-电池箱。
具体实施方式：
如图1-6所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种新能源汽车用动力电池的散热装置，包括冷却循环系统1和散热系统2，所述冷却循环系统1的上方设有散热系统2，所述冷却循环系统1由制冷动力箱 3、阻尼隔声板 4、蜂窝板 5、微型空压机 6、回气管 7、冷凝器 8、干燥过滤器 9、毛细管 10、冷却水箱11、PLC控制器 12、蒸发器 13、第一循环水泵14和第二循环水泵15组成，所述制冷动力箱3的内壁粘接有阻尼隔声板4，所述阻尼隔声板4远离制冷动力箱3的一侧粘接有蜂窝板5，所述制冷动力箱3内壁的底部通过螺栓连接有微型空压机6和冷凝器8，所述微型空压机6的输出端通过回气管7与冷凝器8连接，所述冷凝器8的输出端通过回气管7与干燥过滤器9连接，所述干燥过滤器9远离冷凝器8的一端通过回气管7连接有毛细管10，所述制冷动力箱3的顶部焊接有冷却水箱11，所述冷却水箱11顶部的一端通过螺栓安装有第一循环水泵14，所述冷却水箱11顶部远离第一循环水泵14的一端通过螺栓安装有第二循环水泵15。
其中，所述冷却水箱11靠近第二循环水泵15的一端安装有PLC控制器12，所述PLC控制器12的内部安装有蒸发器13，所述蒸发器13的一端与毛细管10固定连接，所述蒸发器13的另一端与微型空压机6的输入端连接，所述散热系统2由电池固定箱 16、冷却槽 17、螺旋冷却管 18、进水管 19、吸热夹层20、排水管 21、第一电动伸缩杆 22、紧固压板 23、第二电动伸缩杆 24、推动滑块25、第三电动伸缩杆 26、定位槽 27、支撑横梁 28、固定螺杆 29、缓冲固定板30、缓冲弹簧 31、伺服电机 32、扇叶 33、固定支杆 34、散热板 35、温度传感器36、散热孔37和报警器38组成，所述冷却水箱11的顶部焊接有电池固定箱16，所述电池固定箱16的内部设有冷却槽17，且所述冷却槽17的内部安装有螺旋冷却管18，所述第二循环水泵15的输出端通过进水管19与螺旋冷却管18连接，所述第二循环水泵15的输入端与冷却水箱11连接，所述螺旋冷却管18远离进水管19的一端通过排水管21与第一循环水泵14的输入端连接，所述第一循环水泵14的输出端与冷却水箱11内部连接。
其中，所述电池固定箱16外侧对应两端均固定连接有第一电动伸缩杆22，所述第一电动伸缩杆22的顶部之间固定连接有定位槽27，所述定位槽27的底部等距固定连接有若干个固定支杆34，所述固定支杆34远离定位槽27的一端固定连接有散热板 35，所述散热板35的外侧等距设有若干个散热孔 37，所述散热板35的顶部等距固定连接有若干个第二电动伸缩杆24，所述第二电动伸缩杆24的输出端穿过散热板35且固定连接有紧固压板23，所述散热板35的底部固定连接有固定框架39，所述固定框架39内壁的两侧均固定连接有滑轨40，所述滑轨40内部的一端固定连接有第三电动伸缩杆26，所述第三电动伸缩杆26的输出端固定连接有推动滑块25，所述固定框架39的内壁滑动连接有电池箱41，所述推动滑块25均与电池箱41的外侧固定连接，且所述散热板35靠近定位槽27的一侧安装有温度传感器36，所述散热孔37内壁对应两侧之间焊接有支撑横梁 28，所述支撑横梁28的顶部等距固定连接有四个固定螺杆 29，所述固定螺杆29的外侧滑动连接有缓冲固定板30，所述固定螺杆29的外侧且位于缓冲固定板30与支撑横梁28之间均套有缓冲弹簧31，所述固定螺杆29的外侧且位于缓冲固定板30的顶部螺纹连接有紧固螺母，所述缓冲固定板30的顶部固定连接有伺服电机32，所述伺服电机32的输出端贯穿支撑横梁28且固定连接有扇叶33。
其中，所述冷却槽17的内部和冷却水箱11的内部均注有冷却水。
其中，所述固定框架39内部填充有吸热夹层20，所述吸热夹层20内填充有相变材料。
其中，所述支撑横梁28顶部的一端安装有报警器38。
其中，所述报警器38为SFB-55型报警器38，所述温度传感器36为PT100型温度传感器36，所述PLC控制器12为EK205-16DT型PLC控制器12，所述第一循环水泵 14、第二循环水泵 15、微型空压机 6、报警器 38、温度传感器36和伺服电机32均与PLC控制器12电性连接。
一种新能源汽车用动力电池的散热方法，其特征在于：所述步骤如下：
1)、通过控制所述第一电动伸缩杆22升起，所述第一电动伸缩杆22将定位槽27顶起，所述定位槽27底部的固定支杆34将散热板35升起，所述散热板35将底部固定连接的固定框架39升起，然后通过控制所述第三电动伸缩杆26工作，所述第三电动伸缩杆26通过推动滑块25在滑轨40内滑动，因所述推动滑块25与电池箱41固定连接，因此，所述第三电动伸缩杆26将电池箱41推出，此时将电池装入，控制所述第三电动伸缩杆26回缩，所述电池箱41滑入固定框架39内，然后所述第二电动伸缩杆24伸长并且通过紧固压板23将电池压紧，然后第一电动伸缩杆22回缩，以此将电池装入电池固定箱16，安装十分便捷快速；
2)、在电池工作的过程中，当电池外侧温度声高时，所述温度传感器36检测到温度信号，将信号传递给所述PLC控制器12，当电池温度未达到指定高度时，所述PLC控制器12控制伺服电机32工作，所述伺服电机32通过带动扇叶33工作，以此将所述电池固定箱16内部的热量排出；
3、当电池温度达到指定高度时，所述PLC控制器12控制伺服电机32工作的同时控制第一循环水泵14、微型空压机6和第二循环水泵15工作，所述微型空压机6通过压缩空气，压缩后的空气经回气管7依次进入冷凝器8、干燥过滤器9和毛细管10内，最后高压气体进入所述蒸发器13内，所述蒸发器13将气体膨胀降压为低压气体时对周围进行吸热，以此对所述冷却水箱11内部的水进行降温；
4、然后所述第二循环水泵15将低温水通过进水管19排入螺旋冷却管18内，因所述螺旋冷却管18为螺旋结构，因此冷却水与所述冷却槽17内的水充分接触，使所述冷却槽17内部水温降低，以此降低电池周围温度，在所述扇叶33的作用下，使电池周围温度迅速降低，以此对电池实现降低，当温度超出指定值时，所述PLC控制器12控制报警器38工作，以此提醒人员注意。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种新能源汽车用动力电池的散热装置，包括冷却循环系统(1)和散热系统(2)，其特征在于：所述冷却循环系统(1)的上方设有散热系统(2)，所述冷却循环系统(1)由制冷动力箱(3)、阻尼隔声板(4)、蜂窝板(5)、微型空压机(6)、回气管(7)、冷凝器(8)、干燥过滤器(9)、毛细管(10)、冷却水箱(11)、PLC控制器(12)、蒸发器(13)、第一循环水泵(14)和第二循环水泵(15)组成，所述制冷动力箱(3)的内壁粘接有阻尼隔声板(4)，所述阻尼隔声板(4)远离制冷动力箱(3)的一侧粘接有蜂窝板(5)，所述制冷动力箱(3)内壁的底部通过螺栓连接有微型空压机(6)和冷凝器(8)，所述微型空压机(6)的输出端通过回气管(7)与冷凝器(8)连接，所述冷凝器(8)的输出端通过回气管(7)与干燥过滤器(9)连接，所述干燥过滤器(9)远离冷凝器(8)的一端通过回气管(7)连接有毛细管(10)，所述制冷动力箱(3)的顶部焊接有冷却水箱(11)，所述冷却水箱(11)顶部的一端通过螺栓安装有第一循环水泵(14)，所述冷却水箱(11)顶部远离第一循环水泵(14)的一端通过螺栓安装有第二循环水泵(15)；
所述冷却水箱(11)靠近第二循环水泵(15)的一端安装有PLC控制器(12)，所述PLC控制器(12)的内部安装有蒸发器(13)，所述蒸发器(13)的一端与毛细管(10)固定连接，所述蒸发器(13)的另一端与微型空压机(6)的输入端连接，所述散热系统(2)由电池固定箱(16)、冷却槽(17)、螺旋冷却管(18)、进水管(19)、吸热夹层(20)、排水管(21)、第一电动伸缩杆(22)、紧固压板(23)、第二电动伸缩杆(24)、推动滑块(25)、第三电动伸缩杆(26)、定位槽(27)、支撑横梁(28)、固定螺杆(29)、缓冲固定板(30)、缓冲弹簧(31)、伺服电机(32)、扇叶(33)、固定支杆(34)、散热板(35)、温度传感器(36)、散热孔(37)和报警器(38)组成，所述冷却水箱(11)的顶部焊接有电池固定箱(16)，所述电池固定箱(16)的内部设有冷却槽(17)，且所述冷却槽(17)的内部安装有螺旋冷却管(18)，所述第二循环水泵(15)的输出端通过进水管(19)与螺旋冷却管(18)连接，所述第二循环水泵(15)的输入端与冷却水箱(11)连接，所述螺旋冷却管(18)远离进水管(19)的一端通过排水管(21)与第一循环水泵(14)的输入端连接，所述第一循环水泵(14)的输出端与冷却水箱(11)内部连接；
所述电池固定箱(16)外侧对应两端均固定连接有第一电动伸缩杆(22)，所述第一电动伸缩杆(22)的顶部之间固定连接有定位槽(27)，所述定位槽(27)的底部等距固定连接有若干个固定支杆(34)，所述固定支杆(34)远离定位槽(27)的一端固定连接有散热板(35)，所述散热板(35)的外侧等距设有若干个散热孔(37)，所述散热板(35)的顶部等距固定连接有若干个第二电动伸缩杆(24)，所述第二电动伸缩杆(24)的输出端穿过散热板(35)且固定连接有紧固压板(23)，所述散热板(35)的底部固定连接有固定框架(39)，所述固定框架(39)内壁的两侧均固定连接有滑轨(40)，所述滑轨(40)内部的一端固定连接有第三电动伸缩杆(26)，所述第三电动伸缩杆(26)的输出端固定连接有推动滑块(25)，所述固定框架(39)的内壁滑动连接有电池箱(41)，所述推动滑块(25)均与电池箱(41)的外侧固定连接，且所述散热板(35)靠近定位槽(27)的一侧安装有温度传感器(36)，所述散热孔(37)内壁对应两侧之间焊接有支撑横梁(28)，所述支撑横梁(28)的顶部等距固定连接有四个固定螺杆(29)，所述固定螺杆(29)的外侧滑动连接有缓冲固定板(30)，所述固定螺杆(29)的外侧且位于缓冲固定板(30)与支撑横梁(28)之间均套有缓冲弹簧(31)，所述固定螺杆(29)的外侧且位于缓冲固定板(30)的顶部螺纹连接有紧固螺母，所述缓冲固定板(30)的顶部固定连接有伺服电机(32)，所述伺服电机(32)的输出端贯穿支撑横梁(28)且固定连接有扇叶(33)。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车用动力电池的散热装置，其特征在于：所述冷却槽(17)的内部和冷却水箱(11)的内部均注有冷却水。
3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车用动力电池的散热装置，其特征在于：所述固定框架(39)内部填充有吸热夹层(20)，所述吸热夹层(20)内填充有相变材料。
4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车用动力电池的散热装置，其特征在于：所述支撑横梁(28)顶部的一端安装有报警器(38)。
5.根据权利要求4所述的一种新能源汽车用动力电池的散热装置，其特征在于：所述报警器(38)为SFB-55型报警器(38)，所述温度传感器(36)为PT100型温度传感器(36)，所述PLC控制器(12)为EK205-16DT型PLC控制器(12)，所述第一循环水泵(14)、第二循环水泵(15)、微型空压机(6)、报警器(38)、温度传感器(36)和伺服电机(32)均与PLC控制器(12)电性连接。
6.一种如权利要求5所述的新能源汽车用动力电池的散热装置的散热方法，其特征在于：具体步骤如下：
1)、通过控制所述第一电动伸缩杆(22)升起，所述第一电动伸缩杆(22)将定位槽(27)顶起，所述定位槽(27)底部的固定支杆(34)将散热板(35)升起，所述散热板(35)将底部固定连接的固定框架(39)升起，然后通过控制所述第三电动伸缩杆(26)工作，所述第三电动伸缩杆(26)通过推动滑块(25)在滑轨(40)内滑动，因所述推动滑块(25)与电池箱(41)固定连接，因此，所述第三电动伸缩杆(26)将电池箱(41)推出，此时将电池装入，控制所述第三电动伸缩杆(26)回缩，所述电池箱(41)滑入固定框架(39)内，然后所述第二电动伸缩杆(24)伸长并且通过紧固压板(23)将电池压紧，然后第一电动伸缩杆(22)回缩，以此将电池装入电池固定箱(16)，安装十分便捷快速；
2)、在电池工作的过程中，当电池外侧温度声高时，所述温度传感器(36)检测到温度信号，将信号传递给所述PLC控制器(12)，当电池温度未达到指定高度时，所述PLC控制器(12)控制伺服电机(32)工作，所述伺服电机(32)通过带动扇叶(33)工作，以此将所述电池固定箱(16)内部的热量排出；
3)、当电池温度达到指定高度时，所述PLC控制器(12)控制伺服电机(32)工作的同时控制第一循环水泵(14)、微型空压机(6)和第二循环水泵(15)工作，所述微型空压机(6)通过压缩空气，压缩后的空气经回气管(7)依次进入冷凝器(8)、干燥过滤器(9)和毛细管(10)内，最后高压气体进入所述蒸发器(13)内，所述蒸发器(13)将气体膨胀降压为低压气体时对周围进行吸热，以此对所述冷却水箱(11)内部的水进行降温；
4)、然后所述第二循环水泵(15)将低温水通过进水管(19)排入螺旋冷却管(18)内，因所述螺旋冷却管(18)为螺旋结构，因此冷却水与所述冷却槽(17)内的水充分接触，使所述冷却槽(17)内部水温降低，以此降低电池周围温度，在所述扇叶(33)的作用下，使电池周围温度迅速降低，以此对电池实现降低，当温度超出指定值时，所述PLC控制器(12)控制报警器(38)工作，以此提醒人员注意。
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