CN112947268A - 动力电池试验安全防护系统、方法及监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池试验安全防护系统、方法及监控系统。该防护系统包括：试验室防护装置、设备防护装置及动力电池样品防护装置；所述试验室防护装置包括外墙和特殊门窗单元、第一温度传感器、第二烟雾传感器、闭式高压细水雾喷射单元、消防排风单元及第一视频监控单元；所述设备防护装置包括泄压安全阀、第二温度传感器、第二烟雾传感器、开式高压细水雾喷射单元、辅助通道监控单元；所述动力电池样品防护装置电流电压检测单元、第三温度传感器、第三烟雾传感器、湿度调节单元、声光报警单元、第二视频监控单元及试验后样本存储防爆箱。可以实现对动力电池试验的安全防护，提高动力电视试验的安全性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及动力电池试验保护技术领域，尤其涉及一种动力电池试验安全防护系统、方法及监控系统。
背景技术
电池在搁置和试验过程中，由于电池内部材料的分解和外部诱因而导致危险情况发生，产生各类事故，电池从热失控到燃烧和爆炸的时间很短，人工干预的及时性较差，可能会错过最佳灭火时机，造成严重后果。所以，需要开发和设计一套自动化程度高、安全可靠、易于实现的安全防护体系。
发明内容
本发明实施例提供一种动力电池试验安全防护系统、方法及监控系统，以实现对动力电池试验的安全防护，提高动力电视试验的安全性。
第一方面，本发明实施例提供了一种动力电池试验安全防护系统，包括：试验室防护装置、设备防护装置及动力电池样品防护装置；
所述试验室防护装置包括外墙和特殊门窗单元、第一温度传感器、第一烟雾传感器、闭式高压细水雾喷射单元、消防排风单元及第一视频监控单元；
所述设备防护装置包括泄压安全阀、第二温度传感器、第二烟雾传感器、开式高压细水雾喷射单元、辅助通道监控单元；
所述动力电池样品防护装置电流电压检测单元、第三温度传感器、第三烟雾传感器、湿度调节单元、声光报警单元、第二视频监控单元及试验后样本存储防爆箱。
进一步地，所述外墙和特殊门窗单元用于阻隔火势设定时长，以启动消防联动；当温度大于设定温度时，启动所述闭式高压细水雾喷射单元及消防排风单元。
进一步地，所述设备防护装置用于启动压缩空气强制排气、启动急停按钮及切断设备电源、启动仓内高压细水雾、打开泄压阀。
第二方面，本发明实施例还提供了一种动力电池试验安全防护方法，包括：
根据监控数据确定危险等级；
根据所述危险等级确定防护措施；
根据所述防护措施控制相应的装置工作。
进一步地，根据监控数据确定危险等级，包括：
若出现动力电池样品电压超过第一电压阈值、动力电池样品电压小于第二电压阈值、动力电池样品电流超过电流阈值或者自动化控制系统故障中的至少一项，则危险等级为第0级；
若动力电池样品温度超过温度阈值，则危险等级为第1级；
若动力电池样品升温速率超过设定速率阈值，则危险等级为第2级；
若气体传感器报警，则危险等级为第3级；
若温度传感器报警，则危险等级为第4级；
若烟雾传感器报警，则危险等级为第5级；
若湿度传感器报警，则危险等级为第6级。
进一步地，根据所述危险等级确定防护措施，包括：
若危险等级为第0级，则防护措施为逐步关闭温度调节单元、点亮报警灯、激活气体传感器、温度传感器及烟雾传感器；
若危险等级为第1级、第2级或者第3级，则防护措施为减小或者关闭充放电电流电压、点亮报警灯、关闭温度调节单元及环境仓电源、激活气体传感器、温度传感器及烟雾传感器；
若危险等级为第4级或第5级，则防护措施为关闭测试电源、关闭环境仓电源、关闭报警灯、开启急停按钮、开启消防排风单元、开启排气单元、开启高压细水雾喷射单元；
若危险等级为第6级，则防护措施为关闭测试电源、关闭环境仓电源、关闭报警灯、开启急停按钮、开启泄压阀、开启消防排风单元、开启排气单元、开启高压细水雾喷射单元。
第三方面，本发明实施例还提供了一种动力电池试验安全监控系统，包括显示屏、处理器及本发明实施例所述的动力电池试验安全防护系统；
所述处理器用于对所述动力电池试验安全防护系统获取的监控数据进行分析，获得分析结果；所述显示屏用于显示所述分析结果。
进一步地，所述处理器还用于判断所述分析结果是否超出设定报警阈值，若超过，则启动声光报警单元，向预设人员发送报警信息，以及控制显示屏显示异常区域的图像信息。
本发明实施例公开了一种动力电池试验安全防护系统、方法及监控系统。该防护系统包括：试验室防护装置、设备防护装置及动力电池样品防护装置；所述试验室防护装置包括外墙和特殊门窗单元、第一温度传感器、第二烟雾传感器、闭式高压细水雾喷射单元、消防排风单元及第一视频监控单元；所述设备防护装置包括泄压安全阀、第二温度传感器、第二烟雾传感器、开式高压细水雾喷射单元、辅助通道监控单元；所述动力电池样品防护装置电流电压检测单元、第三温度传感器、第三烟雾传感器、湿度调节单元、声光报警单元、第二视频监控单元及试验后样本存储防爆箱。可以实现对动力电池试验的安全防护，提高动力电视试验的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种动力电池试验安全防护系统的结构框图；
图2是本发明实施例一中的闭式高压细水雾喷射单元的结构示意图；
图3是本发明实施例一中的动力电池试验安全防护系统的结构示意图；
图4是本发明实施例二中的一种动力电池试验安全防护方法的流程图；
图5是本发明实施例二中的动力电池试验安全防护的原理示意图；
图6是本发明实施例三中的一种动力电池试验安全监控系统的结构意图；
图7是本发明实施例三中的动力电池试验安全监控系统的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种动力电池试验安全防护系统的结构框图，如图1所示，该防护系统包括：试验室防护装置、设备防护装置及动力电池样品防护装置。
试验室防护装置包括外墙和特殊门窗单元、第一温度传感器、第二烟雾传感器、闭式高压细水雾喷射单元、消防排风单元及第一视频监控单元。设备防护装置包括泄压安全阀、第二温度传感器、第二烟雾传感器、开式高压细水雾喷射单元、辅助通道监控单元。动力电池样品防护装置电流电压检测单元、第三温度传感器、第三烟雾传感器、湿度调节单元、声光报警单元、第二视频监控单元及试验后样本存储防爆箱。
其中，外墙和特殊门窗单元用于阻隔火势设定时长，以启动消防联动；当温度大于设定温度时，启动闭式高压细水雾喷射单元及消防排风单元。设备防护装置用于启动压缩空气强制排气、启动急停按钮及切断设备电源、启动仓内高压细水雾、打开泄压阀。
本实施例中，验室防护装置中的闭式高压细水雾喷射单元采用网格化设计。示例性的，图2是本实施例中的闭式高压细水雾喷射单元的结构示意图。另外，还设计了氢气、一氧化碳传感器，与消防排风单元联动，以保证试验室和试验人员的安全。
本实施例中，通过短距离高压水雾喷嘴将高压水雾引入电池环境舱中，设计开式高压细水雾、烟雾探测器、温度探测器信号，分别连接继电器，烟雾探测器控制高压细水雾区域阀箱的电源正极，温度探测器控制电源负极，当两个探测器同时报警时，接通DC24V电源的正负极。开启区域控制阀，系统管道的压力下降，稳压泵启动，稳压泵运行10s后压力仍达不到设定的1.2MPa时，主泵启动同时稳压泵停止运行，主泵向高压水雾喷头供水，喷出的高压细水雾在瞬间吸收大量热量降低电池的温度，并且在电池附近迅速降低氧气含量，最终达到对电池的灭火功能，有效避免与锂发生化学反应，起到快速降温和隔绝空气作用，从源头上对试验样品进行了有效的保护。表1为本实施例中的高压细水雾分析表。
表1
这样做的好处是：覆盖面积大，有效冷却；隔绝氧气，阻断热辐射；降烟洗尘，减少次生灾害；对设备和人员无害，对火灾区域无密闭要求，火灾后现场无需清理。
本实施例中，根据电池容量的差异，在环境舱上部设计了不同面积的泄爆口，使其能快速泻放内部能量，以降低爆炸事故发生后的危害。
本实施例中，对于动力电池样品防护装置，增加和配置了一定比例的辅助电压、温度通道对单体和模块进行独立监控，并将其作为设备运行的安全阀值，从而提升了试验安全系数。示例性的，图3为本实施例中的动力电池试验安全防护系统的结构示意图。增设若干附加温度传感器作为设备安全控制输入，及时发现单体热失控等隐患。
本发明实施例公开的动力电池试验安全防护系统，包括：试验室防护装置、设备防护装置及动力电池样品防护装置；所述试验室防护装置包括外墙和特殊门窗单元、第一温度传感器、第二烟雾传感器、闭式高压细水雾喷射单元、消防排风单元及第一视频监控单元；所述设备防护装置包括泄压安全阀、第二温度传感器、第二烟雾传感器、开式高压细水雾喷射单元、辅助通道监控单元；所述动力电池样品防护装置电流电压检测单元、第三温度传感器、第三烟雾传感器、湿度调节单元、声光报警单元、第二视频监控单元及试验后样本存储防爆箱。可以实现对动力电池试验的安全防护，提高动力电视试验的安全性。
实施例二
图4是本发明实施例二提供的一种动力电池试验安全防护方法的流程图。如图4所示，该方法包括：
步骤410，根据监控数据确定危险等级。
其中，监控数据可以包括动力电池样品电压、动力电池样品电流、自动化控制系统故障信号、电池样品温度、池样品升温速率、气体传感器报警信号、温度传感器报警信号、烟雾传感器报警信号及湿度传感器报警信号等。危险等级可以包括第0级-第6级。
本实施例中，根据监控数据确定危险等级的方式可以是：若出现动力电池样品电压超过第一电压阈值、动力电池样品电压小于第二电压阈值、动力电池样品电流超过电流阈值或者自动化控制系统故障中的至少一项，则危险等级为第0级；若动力电池样品温度超过温度阈值，则危险等级为第1级；若动力电池样品升温速率超过设定速率阈值，则危险等级为第2级；若气体传感器报警，则危险等级为第3级；若温度传感器报警，则危险等级为第4级；若烟雾传感器报警，则危险等级为第5级；若湿度传感器报警，则危险等级为第6级。
步骤420，根据危险等级确定防护措施。
图5是本发明实施例中的动力电池试验安全防护的原理示意图。如图5所示，根据危险等级确定防护措施的方式可以是：若危险等级为第0级，则防护措施为逐步关闭温度调节单元、点亮报警灯、激活气体传感器、温度传感器及烟雾传感器；若危险等级为第1级、第2级或者第3级，则防护措施为减小或者关闭充放电电流电压、点亮报警灯、关闭温度调节单元及环境仓电源、激活气体传感器、温度传感器及烟雾传感器；若危险等级为第4级或第5级，则防护措施为关闭测试电源、关闭环境仓电源、关闭报警灯、开启急停按钮、开启消防排风单元、开启排气单元、开启高压细水雾喷射单元；若危险等级为第6级，则防护措施为关闭测试电源、关闭环境仓电源、关闭报警灯、开启急停按钮、开启泄压阀、开启消防排风单元、开启排气单元、开启高压细水雾喷射单元。
步骤430，根据防护措施控制相应的装置工作。
本实施例的技术方案，根据监控数据确定危险等级；根据危险等级确定防护措施；根据防护措施控制相应的装置工作。可以实现对动力电池试验的安全防护，提高动力电视试验的安全性。
实施例三
图6是本发明实施例三提供的一种动力电池试验安全监控系统的结构意图。如图6所示，该系统包括：显示屏、处理器及上述实施例的动力电池试验安全防护系统。处理器用于对动力电池试验安全防护系统获取的监控数据进行分析，获得分析结果；显示屏用于显示分析结果。
其中，处理器还用于判断分析结果是否超出设定报警阈值，若超过，则启动声光报警单元，向预设人员发送报警信息，以及控制显示屏显示异常区域的图像信息。
图7为本实施例中动力电池试验安全监控系统的工作原理图，如图7所示，通过大屏和移动端将采集的稳态数据、监视数据、结果数据结合事前搭建的仿真模型进行实时远程监控，并相应的监视大屏查看物理量的变化情况。被监测参数设定上下报警阈值。监测数据超过预设阈值并进行异常状态判读，系统自动启动声光报警器，并向系统中预置人员发送短信和邮件通知，同时应在监视屏幕上突出显示报警区域对应的摄像头图像信息。
上述装置可执行本发明前述所有实施例所提供的方法，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明前述所有实施例所提供的方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.一种动力电池试验安全防护系统，其特征在于，包括：试验室防护装置、设备防护装置及动力电池样品防护装置；
所述试验室防护装置包括外墙和特殊门窗单元、第一温度传感器、第一烟雾传感器、闭式高压细水雾喷射单元、消防排风单元及第一视频监控单元；
所述设备防护装置包括泄压安全阀、第二温度传感器、第二烟雾传感器、开式高压细水雾喷射单元、辅助通道监控单元；
所述动力电池样品防护装置电流电压检测单元、第三温度传感器、第三烟雾传感器、湿度调节单元、声光报警单元、第二视频监控单元及试验后样本存储防爆箱。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外墙和特殊门窗单元用于阻隔火势设定时长，以启动消防联动；当温度大于设定温度时，启动所述闭式高压细水雾喷射单元及消防排风单元。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备防护装置用于启动压缩空气强制排气、启动急停按钮及切断设备电源、启动仓内高压细水雾、打开泄压阀。
4.一种动力电池试验安全防护方法，其特征在于，包括：
根据监控数据确定危险等级；
根据所述危险等级确定防护措施；
根据所述防护措施控制相应的装置工作。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据监控数据确定危险等级，包括：
若出现动力电池样品电压超过第一电压阈值、动力电池样品电压小于第二电压阈值、动力电池样品电流超过电流阈值或者自动化控制系统故障中的至少一项，则危险等级为第0级；
若动力电池样品温度超过温度阈值，则危险等级为第1级；
若动力电池样品升温速率超过设定速率阈值，则危险等级为第2级；
若气体传感器报警，则危险等级为第3级；
若温度传感器报警，则危险等级为第4级；
若烟雾传感器报警，则危险等级为第5级；
若湿度传感器报警，则危险等级为第6级。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述危险等级确定防护措施，包括：
若危险等级为第0级，则防护措施为逐步关闭温度调节单元、点亮报警灯、激活气体传感器、温度传感器及烟雾传感器；
若危险等级为第1级、第2级或者第3级，则防护措施为减小或者关闭充放电电流电压、点亮报警灯、关闭温度调节单元及环境仓电源、激活气体传感器、温度传感器及烟雾传感器；
若危险等级为第4级或第5级，则防护措施为关闭测试电源、关闭环境仓电源、关闭报警灯、开启急停按钮、开启消防排风单元、开启排气单元、开启高压细水雾喷射单元；
若危险等级为第6级，则防护措施为关闭测试电源、关闭环境仓电源、关闭报警灯、开启急停按钮、开启泄压阀、开启消防排风单元、开启排气单元、开启高压细水雾喷射单元。
7.一种动力电池试验安全监控系统，其特征在于，包括显示屏、处理器及权利要求1-3任一所述的动力电池试验安全防护系统；
所述处理器用于对所述动力电池试验安全防护系统获取的监控数据进行分析，获得分析结果；所述显示屏用于显示所述分析结果。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于；所述处理器还用于判断所述分析结果是否超出设定报警阈值，若超过，则启动声光报警单元，向预设人员发送报警信息，以及控制显示屏显示异常区域的图像信息。
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