CN112037479A - 一种锂电池热失控监测预警系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池热失控监测预警系统及方法，包括：外壳、箱体式锂电池、超声波探伤仪、超声波探头、机械丝杆传动箱、机械摇杆臂、连接件、曲柄和枷锁；所述箱体式锂电池设置所述外壳内部；所述超声波探伤仪设置在所述外壳外壁；所述机械丝杆传动箱设置在所述外壳内壁；所述机械丝杆传动箱控制所述连接件移动，所述连接件带动所述曲柄和机械摇杆臂移动，所述机械摇杆臂带动所述超声波探头在所述箱体式锂电池的一面移动；所述超声波探伤仪输出的信号传输线依次通过所述机械丝杆传动箱、连接件、曲柄和机械摇杆臂与所述超声波探头相连接。本发明能够及时检测到有损锂电池正常使用的形变，实现早期预警。
Description
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，特别涉及一种锂电池热失控监测预警系统及方法。
背景技术
锂电池热失控探测在电动汽车等新能源汽车用锂电池消防应用中是必不可少的一部分，它能对锂电池进行监视及探测，及时发现锂电池热失控的发生，一旦锂电池发生热失控，就将锂电池热失控的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号。热失控变形探测器在火灾早期预警中起着至关重要的作用，特别是在人眼无法直接观测到的区域内，探测器尤为重要。
但是目前市面上可供选择的热失控探测器大多仅只针对锂电池热失控后产生的温度、气体和辐射光强等信息进行探测，而无法对锂电池热失控的早期做出判断。且温度、气体和辐射光强探测器容易被环境所干扰，准确率不高。尤其是当锂电池发生热失控后，其体现是内部电解液的发热汽化导致锂电池单体先发生膨胀变形，然后才有可探测气体的逸出，再之后为环境温度上升，之后才是热失控导致火花产生。目前的气体探测及温度探测方式都只能对锂电池发生热失控的中期阶段做出预警，而无法对早期热失控做出预警。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种锂电池热失控监测预警系统及方法，能够及时检测到有损锂电池正常使用的形变，实现早期预警，有效预防锂电池因过充放电而起火并最终导致损毁的情况发生。
本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明一种锂电池热失控监测预警系统，包括：外壳、箱体式锂电池、探测装置；所述探测装置包括超声波探伤仪、超声波探头、机械丝杆传动箱、机械摇杆臂、连接件、曲柄和枷锁；所述箱体式锂电池设置所述外壳内部；所述超声波探伤仪设置在所述外壳外壁；所述机械丝杆传动箱设置在所述外壳内壁；所述超声波探头的连接端插入所述枷锁且与所述机械摇杆臂的一端相连接，所述超声波探头的检测端贴近所述箱体式锂电池；所述机械摇杆臂的另一端与所述曲柄的一端相连接；所述连接件的一端插入所述枷锁且与所述曲柄的另一端相连接；所述连接件的另一端与所述机械丝杆传动箱相连接；所述机械丝杆传动箱控制所述连接件移动，所述连接件带动所述曲柄和机械摇杆臂移动，所述机械摇杆臂带动所述超声波探头在所述箱体式锂电池的一面移动；所述超声波探伤仪输出的信号传输线依次通过所述机械丝杆传动箱、连接件、曲柄和机械摇杆臂与所述超声波探头相连接。
优选的，所述外壳为箱体式外壳，所述外壳内设置有硅油，所述箱体式锂电池、所述超声波探头、机械摇杆臂、连接件、曲柄和枷锁均浸没在所述硅油中。
优选的，所述机械丝杆传动箱包括一滑槽，所述机械丝杆传动箱控制所述连接件在所述滑槽中上下移动。
优选的，所述滑槽的高度等于所述箱体式锂电池的高度。
优选的，所述枷锁的长度等于所述体式锂电池的长度或宽度。
优选的，所述超声波探伤仪包括报警装置；当所述超声波探头探测到所述箱体式锂电池异常时，所述报警装置产生报警。
优选的，所述超声波探伤仪悬挂在所述外壳的外壁。
优选的，所述机械丝杆传动箱通过螺钉固定在所述外壳内壁。
优选的，所述探测装置包括两个或多个；每个探测装置的超声波探头用于探测箱体式锂电池的一个面。
另一方面，本发明一种锂电池热失控监测预警方法，基于所述的锂电池热失控监测预警系统，包括：
控制所述超声波探伤仪与所述超声波探头电连接；
控制所述箱体式锂电池充电或放电；
通过所述机械丝杆传动箱控制所述超声波探头上下左右移动以对所述箱体式锂电池进行探测；
所述超声波探头通过所述信号传输线将探测结果发送给所述超声波探伤仪；所述超声波探伤仪将所述探测结果与预设形变预警值进行比较，如果所述探测结果大于预设形变预警值，所述超声波探伤仪控制报警装置进行报警。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明采用超声波无损监测技术对锂电池过热失控进行探测，能及时监测到锂电池内部因过充电或过热放电时出现的有损锂电池正常使用的形变，可以实现早期预警，有效预防锂电池因过充放电而起火并最终导致损毁的情况发生；
(2)本发明的探测装置能够带动所述超声波探头在所述箱体式锂电池的一面上上下左右移动，保证探测到整个面，使探测更为精确；
(3)本发明的箱体式锂电池和超声波探头全部浸没在硅油里，使超声波探头能更好地接收到超声信号；
(4)本发明的探测装置能够包括多个，每个探测装置的超声波探头用于探测箱体式锂电池的一个面，使得探测结果更为准确全面。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下列举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
图1为本发明的锂电池热失控监测预警系统的整体结构示意图；
图2为本发明的外壳的结构示意图；
图3为本发明的箱体式锂电池的结构示意图；
图4为本发明的超声波探伤仪的结构示意图；
图5为本发明的超声波探头的结构示意图；
图6为本发明的机械式丝杆传动箱的结构示意图；
图7为本发明的机械摇杆臂的结构示意图；
图8为本发明的连接件的结构示意图；
图9为本发明的曲柄的结构示意图；
图10为本发明的枷锁的结构示意图；
图11为本发明的锂电池热失控监测预警方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。
参见图1至图10所示，一方面，本发明一种锂电池热失控监测预警系统，包括：外壳2、箱体式锂电池1、探测装置；所述探测装置包括超声波探伤仪9、超声波探头3、机械丝杆传动箱8、机械摇杆臂5、连接件7、曲柄4和枷锁6；所述箱体式锂电池1设置所述外壳2内部；所述超声波探伤仪9设置在所述外壳2外壁；所述机械丝杆传动箱8设置在所述外壳2内壁；所述超声波探头3的连接端31插入所述枷锁6且与所述机械摇杆臂5的一端相连接，所述超声波探头3的检测端32贴近所述箱体式锂电池1；所述机械摇杆臂5的另一端与所述曲柄4的一端相连接；所述连接件7的一端插入所述枷锁6且与所述曲柄4的另一端相连接；所述连接件7的另一端与所述机械丝杆传动箱8相连接；所述机械丝杆传动箱8控制所述连接件7移动，所述连接件7带动所述曲柄4和机械摇杆臂5移动，所述机械摇杆臂5带动所述超声波探头3在所述箱体式锂电池1的一面移动；所述超声波探伤仪9输出的信号传输线依次通过所述机械丝杆传动箱8、连接件7、曲柄4和机械摇杆臂5与所述超声波探头3相连接。
本实施例中，在所述曲柄4、连接件7、机械丝杆传动箱8、机械摇杆臂5等的配合工作下，所述超声波探头3可随机械摇杆臂5上下、左右移动，超声波探伤仪9输出的信号传输线穿过所述机械丝杆传动箱8及机械摇杆臂5连接件7到达所述超声波探头3，以降低信号传输线对超声波探头3的扰动影响。
本实施例中，所述外壳2为箱体式外壳2，所述外壳2内设置有硅油，所述箱体式锂电池1、所述超声波探头3、机械摇杆臂5、连接件7、曲柄4和枷锁6均浸没在所述硅油中，使得超声波探头3能很好地接收到超声信号。
本实施例中，所述机械丝杆传动箱8包括一滑槽81，所述机械丝杆传动箱8控制所述连接件7在所述滑槽中上下移动。
本实施例中，所述滑槽的高度等于所述箱体式锂电池1的高度。
本实施例中，所述枷锁6的长度等于所述体式锂电池的长度或宽度。
本实施例中，所述超声波探伤仪9包括报警装置；当所述超声波探头3探测到所述箱体式锂电池1异常时，所述报警装置产生报警。
本实施例中，所述超声波探伤仪9悬挂在所述外壳2的外壁。
本实施例中，所述机械丝杆传动箱8通过螺钉固定在所述外壳2内壁。
本实施例中，所述探测装置包括两个或多个，每个探测装置的超声波探头3用于探测箱体式锂电池1的一个面，使得能综合多个面的探测结果进行判断，监测结果更为准确全面。
参见图11所示，另一方面，本发明一种锂电池热失控监测预警方法，基于所述的锂电池热失控监测预警系统，包括：
S101，控制所述超声波探伤仪与所述超声波探头电连接；
S102，控制所述箱体式锂电池充电或放电；
S103，通过所述机械丝杆传动箱控制所述超声波探头上下左右移动以对所述箱体式锂电池进行探测；
S104，所述超声波探头通过所述信号传输线将探测结果发送给所述超声波探伤仪；所述超声波探伤仪将所述探测结果与预设形变预警值进行比较，如果所述探测结果大于预设形变预警值，所述超声波探伤仪控制报警装置进行报警。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (10)
1.一种锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，包括：外壳、箱体式锂电池、探测装置；所述探测装置包括超声波探伤仪、超声波探头、机械丝杆传动箱、机械摇杆臂、连接件、曲柄和枷锁；所述箱体式锂电池设置所述外壳内部；所述超声波探伤仪设置在所述外壳外壁；所述机械丝杆传动箱设置在所述外壳内壁；所述超声波探头的连接端插入所述枷锁且与所述机械摇杆臂的一端相连接，所述超声波探头的检测端贴近所述箱体式锂电池；所述机械摇杆臂的另一端与所述曲柄的一端相连接；所述连接件的一端插入所述枷锁且与所述曲柄的另一端相连接；所述连接件的另一端与所述机械丝杆传动箱相连接；所述机械丝杆传动箱控制所述连接件移动，所述连接件带动所述曲柄和机械摇杆臂移动，所述机械摇杆臂带动所述超声波探头在所述箱体式锂电池的一面移动；所述超声波探伤仪输出的信号传输线依次通过所述机械丝杆传动箱、连接件、曲柄和机械摇杆臂与所述超声波探头相连接。
2.根据权利要求1所述的锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，所述外壳为箱体式外壳，所述外壳内设置有硅油，所述箱体式锂电池、所述超声波探头、机械摇杆臂、连接件、曲柄和枷锁均浸没在所述硅油中。
3.根据权利要求1所述的锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，所述机械丝杆传动箱包括一滑槽，所述机械丝杆传动箱控制所述连接件在所述滑槽中上下移动。
4.根据权利要求3所述的锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，所述滑槽的高度等于所述箱体式锂电池的高度。
5.根据权利要求1所述的锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，所述枷锁的长度等于所述体式锂电池的长度或宽度。
6.根据权利要求1所述的锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，所述超声波探伤仪包括报警装置；当所述超声波探头探测到所述箱体式锂电池异常时，所述报警装置产生报警。
7.根据权利要求1所述的锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，所述超声波探伤仪悬挂在所述外壳的外壁。
8.根据权利要求1所述的锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，所述机械丝杆传动箱通过螺钉固定在所述外壳内壁。
9.根据权利要求1所述的锂电池热失控监测预警系统，其特征在于，所述探测装置包括两个或多个；每个探测装置的超声波探头用于探测箱体式锂电池的一个面。
10.一种锂电池热失控监测预警方法，其特征在于，基于如权利要求1至9中任意一项所述的锂电池热失控监测预警系统，包括：
控制所述超声波探伤仪与所述超声波探头电连接；
控制所述箱体式锂电池充电或放电；
通过所述机械丝杆传动箱控制所述超声波探头上下左右移动以对所述箱体式锂电池进行探测；
所述超声波探头通过所述信号传输线将探测结果发送给所述超声波探伤仪；所述超声波探伤仪将所述探测结果与预设形变预警值进行比较，如果所述探测结果大于预设形变预警值，所述超声波探伤仪控制报警装置进行报警。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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