CN114191745A - 基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，包括灭火机构、摄像机构和通风机构。本发明的有益效果是：本发明将电力参数监测纳入到消防监测系统，在电池异常发热时，首先发生电池充电电流和电压异常变化，进而才是温度升高，直至产生火焰和烟雾。电力参数监测模块便于最先发现火灾隐患或者火灾，在发生明火或者烟雾之前提前向服务器发出报警信号，争取宝贵的服务器和各种灭火设施反应和准备的时间，同时设有多种灭火设施，使用高位的电动喷头、低位灭火电动喷头、车底灭火剂电动喷头和瞬爆灭火球等灭火部件对车顶、车侧面、内部进行综合灭火，火灾被扑灭的概率显著提高。

Description

基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统
技术领域
本发明涉及一种火灾预警及灭火系统，具体为基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，属于电动车充放电设施技术领域。
背景技术
锂电池起火的常见原因：1、异物穿刺，锂电池内部的正负极之间有一层隔膜，隔膜的主要作用是防止正负极接触，并且允许离子透过隔膜进行转移。异物穿刺一旦导致隔膜破损，如果异物是金属材料，就会直接导致正负电极通过金属异物短路；如果异物是非金属，穿刺过程中破坏了隔膜，导致正负极接触直接引起短路。对于使用锂电池的电动汽车，行驶中如果被地面凸起的异物刺穿，会导致上面描述的情况发生，引起受损的锂电池内部发生短路发热，逐渐殃及到其它锂电池，最终导致整个电池包起火；2、外力冲击，外力冲击会导致锂电池内部结构损坏或外壳破损，严重情况下会导致锂电池的电极暴露在空气中，由于锂电池嵌锂负极具有强还原性，与金属态的锂性质接近，一旦接触空气就会发热冒烟，不及时得到控制就会起火。3、内部短路，在锂电池的使用过程中，由于环境温度、电极特性等因素会产生“锂枝晶”，锂枝晶累积会破坏隔膜导致正负极短路，热量聚集引起锂电池自燃，4、过充过放，锂电池过度充电会导致电解液发热并分解产生气体，气体在密封的电池内部形成压力，导致锂电池膨胀，膨胀过程如果隔膜破裂，正负极接触就会导致短路并起火。5、内部进水，锂电池的负极嵌锂，锂是一种非常活泼的金属，遇水会发生剧烈的化学反应，将水分解为氢气并放出大量热量引起燃烧，锂电池内部进水后会导致灾难性的后果。
基于以上5点起火原因可见，锂电池起火时一般会发生各种原因导致的短路、电流过大的情况，因此，通过监测锂电池的电流、电压等电力参数可以及时发现锂电池的起火隐患，在其内部温度异常升高、但暂未起火的瞬间发出报警信号，进而联动切断电源等动作，而现有的消防系统不具备这种通过监测电池电力参数来预警火灾的系统。
基于此，本申请提出基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，包括灭火机构、摄像机构和通风机构，所述灭火机构设置在地下车库的内部，且灭火机构包括电动喷头、灭火球释放器和移动式充注灭火剂防火单元墙，所述灭火球释放器固定安装在地下车库的上侧，且火球释放器的内部填充有瞬爆灭火球，所述移动式充注灭火剂防火单元墙设置在所述电动汽车的一侧，所述地下车库的一侧侧壁固接有充电兼受电桩，所述充电兼受电桩的一侧设置有摄像机构，且充电兼受电桩的下侧固定安装有自爆型灭火剂箱，所述充电兼受电桩的上侧固定安装有分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器，所述分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器的上表面依次固接有电源应急切断装置和电力参数监测模块，所述地下车库位于电动汽车上侧的位置还固定安装有通风机构，且电动汽车的车头内部设置有电动车蓄电池。
作为本发明再进一步的方案：所述电动喷头由高位电动喷头、低位灭火电动喷头和车底灭火剂电动喷头构成，所述高位电动喷头固定安装在充电兼受电桩靠近电动汽车的一侧，且高位电动喷头的下端通过管道与自爆型灭火剂箱进行连接，所述低位灭火电动喷头固定安装在地下车库位于充电兼受电桩下侧与电动汽车之间的位置，且低位灭火电动喷头的一侧与自爆型灭火剂箱连接，所述低位灭火电动喷头的另一侧固接有埋地灭火剂管路，所述埋地灭火剂管路设置在车底部的建筑楼板里，所述埋地灭火剂管路远离低位灭火电动喷头的一端连接有车底灭火剂电动喷头。
作为本发明再进一步的方案：所述自爆型灭火剂箱的下侧还固定连接有电控灭火剂管路，所述电控灭火剂管路远离自爆型灭火剂箱的一端与柔性灭火剂管路固接，所述柔性灭火剂管路远离电控灭火剂管路的一端与设置在电动汽车车厢侧面的车门上的电动车灭火剂接口固定连接。
作为本发明再进一步的方案：所述摄像机构由高位无线传输红外测温摄像头和车底无线传输红外测温摄像头构成，所述高位无线传输红外测温摄像头设置有两个，且分别位于电动汽车一侧的不同位置，所述车底无线传输红外测温摄像头固定设置在电动汽车的车底，且高位无线传输红外测温摄像头和车底无线传输红外测温摄像头均能够为分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器提供可见光和红外视频参数。
作为本发明再进一步的方案：所述通风机构由电动补风口、电动排烟口和空气质量监测器构成，所述电动补风口设置在地下车库的上端，且电动补风口的右侧还设置有电动排烟口，且电动补风口和电动排烟口均可接受分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器的指令进行开闭，所述电动补风口的下侧设置有空气质量监测器，所述空气质量监测器可以采集空气中的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮化物、氢气等有害气体或者火灾时产生气体的浓度，并传输到分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器。
作为本发明再进一步的方案：所述地下车库内位于电动汽车的上侧固定设置有智能疏散视觉指挥控制器。
作为本发明再进一步的方案：所述移动式充注灭火剂防火单元墙由轻质材料组成壳体，内部充注有高压非水基灭火剂，底部设有滚轮。
本发明的有益效果是：该基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统设计合理，本发明将电力参数监测纳入到消防监测系统，深入分析电动车充电火灾的机理，在电池异常发热时，会首先发生电池充电电流和电压异常变化，进而才是温度升高，直至产生火焰和烟雾。电力参数监测模块便于最先发现火灾隐患或者火灾，在发生明火或者烟雾之前提前向服务器发出报警信号，争取宝贵的服务器和各种灭火设施反应和准备的时间，同时设有多种灭火设施，相较现有顶部喷水的灭火技术，显著提升灭火成功率。使用高位的电动喷头、低位灭火电动喷头、车底灭火剂电动喷头和瞬爆灭火球等灭火部件对车顶、车侧面、内部进行综合灭火，火灾被扑灭的概率显著提高。
附图说明
图1为本发明车内外立体灭火的充放电设施消防报警和灭火系统结构示意图。
图中：1、地下车库，2、充电兼受电桩，3、自爆型灭火剂箱，4、电控灭火剂管路，5、柔性灭火剂管路，6、分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器，7、电源应急切断装置，8、电动喷头，9、电动车蓄电池， 10、无线传输红外测温摄像头，11、车底灭火剂电动喷头，12、智能疏散视觉指挥控制器，13、灭火球释放器，14、瞬爆灭火球，15、电动补风口， 16、电动排烟口，17、车底无线传输红外测温摄像头，18、埋地灭火剂管路，19、电力参数监测模块，20、电动汽车灭火剂接口，21、电动汽车， 22、低位灭火电动喷头和23、移动式充注灭火剂防火单元墙。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，包括灭火机构、摄像机构和通风机构，所述灭火机构设置在地下车库1 的内部，且灭火机构包括电动喷头、灭火球释放器13和移动式充注灭火剂防火单元墙23，所述灭火球释放器13固定安装在地下车库1的上侧，且火球释放器13的内部填充有瞬爆灭火球14，所述移动式充注灭火剂防火单元墙23设置在所述电动汽车21的一侧，所述地下车库1的一侧侧壁固接有充电兼受电桩2，所述充电兼受电桩2的一侧设置有摄像机构，且充电兼受电桩2的下侧固定安装有自爆型灭火剂箱3，所述充电兼受电桩2的上侧固定安装有分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6，所述分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6的上表面依次固接有电源应急切断装置7和电力参数监测模块19，所述地下车库1位于电动汽车21上侧的位置还固定安装有通风机构，且电动汽车21的车头内部设置有电动车蓄电池9。
在本发明实施例中，所述电动喷头由高位电动喷头8、低位灭火电动喷头22和车底灭火剂电动喷头11构成，所述高位电动喷头8固定安装在充电兼受电桩2靠近电动汽车21的一侧，且高位电动喷头8的下端通过管道与自爆型灭火剂箱3进行连接，所述低位灭火电动喷头22固定安装在地下车库1位于充电兼受电桩2下侧与电动汽车21之间的位置，且低位灭火电动喷头22的一侧与自爆型灭火剂箱3连接，所述低位灭火电动喷头22的另一侧固接有埋地灭火剂管路18，所述埋地灭火剂管路18设置在车底部的建筑楼板里，所述埋地灭火剂管路18远离低位灭火电动喷头22的一端连接有车底灭火剂电动喷头11，便于通过不同高度的喷头对火灾进行扑灭，提高灭火效率。
在本发明实施例中，所述自爆型灭火剂箱3的下侧还固定连接有电控灭火剂管路4，所述电控灭火剂管路4远离自爆型灭火剂箱3的一端与柔性灭火剂管路5固接，所述柔性灭火剂管路5远离电控灭火剂管路4的一端与设置在电动汽车21车厢侧面的车门上的电动车灭火剂接口20固定连接，便于在车厢内着火时，可将自爆型灭火剂箱3内的灭火剂通过电控灭火剂管路4 和柔性灭火剂管路5喷入电动车车厢内，扑灭电动车车厢内的火焰，降低电动车车厢内的温度。
实施例二
请参阅图1，基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，包括灭火机构、摄像机构和通风机构，所述灭火机构设置在地下车库1 的内部，所述地下车库1的一侧侧壁固接有充电兼受电桩2，所述充电兼受电桩2的一侧设置有摄像机构，所述充电兼受电桩2的上侧固定安装有分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6，所述分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6的上表面依次固接有电源应急切断装置7和电力参数监测模块19，所述地下车库1位于电动汽车21上侧的位置还固定安装有通风机构，且电动汽车21的车头内部设置有电动车蓄电池9。
进一步的，在本发明实施例中，所述摄像机构由高位无线传输红外测温摄像头10和车底无线传输红外测温摄像头17构成，所述高位无线传输红外测温摄像头10设置有两个，且分别位于电动汽车21一侧的不同位置，所述车底无线传输红外测温摄像头17固定设置在电动汽车21的车底，且高位无线传输红外测温摄像头10和车底无线传输红外测温摄像头17均能够为分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6提供可见光和红外视频参数，便于发现火灾隐患或者火灾，记录火灾发生时的影像，利于火灾后的火灾原因判断、责任划分。
在本发明实施例中，所述通风机构由电动补风口15、电动排烟口16和空气质量监测器24构成，所述电动补风口15设置在地下车库1的上端，且电动补风口15的右侧还设置有电动排烟口16，且电动补风口15和电动排烟口16均可接受分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6的指令进行开闭，所述电动补风口15的下侧设置有空气质量监测器24，所述空气质量监测器24可以采集空气中的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮化物、氢气等有害气体或者火灾时产生气体的浓度，并传输到分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6，便于对地下车库1进行通风，避免有害气体聚集产生爆燃危险。
在本发明实施例中，所述地下车库1内位于电动汽车21的上侧固定设置有智能疏散视觉指挥控制器12，便于将红外测温摄像头拍摄的图像传输到分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6，服务器内置的机器视觉算法可根据视频参数判断火灾发生，并根据预先录入的车辆入场信息车牌号、车型、颜色等确认发生火灾的车辆，通过分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6发出指令到智能疏散视觉指挥控制器12，智能疏散视觉指挥控制器12发出指令将该车辆周边未过火的车辆移走。
在本发明实施例中，所述移动式充注灭火剂防火单元墙23由轻质材料组成壳体，内部充注有高压非水基灭火剂，底部设有滚轮，便于对火灾起到抑制的作用。
工作原理：在使用该基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统时，在日常使用时，通过本发明设有的电力参数和机器视觉综合监测等监测设备对电动车的正常充电放电进行监测，当电池异常发热时，电力参数监测模块19会首先发生电池充电电流和电压异常变化，电力参数监测模块19可最先发现火灾隐患或者火灾，在发生明火或者烟雾之前提前向分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6发出火灾信号，与此同时当无线传输红外测温摄像头10发现火灾时，无线传输红外测温摄像头10拍摄的图像传输到分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6，服务器内置的机器视觉算法可根据视频参数判断火灾发生，并根据预先录入的车辆入场信息(车牌号、车型、颜色等)确认发生火灾的车辆，通过分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器6发出指令到智能疏散视觉指挥控制器12，智能疏散视觉指挥控制器12发出指令将该车辆周边未过火的车辆移走，同时电源应急切断装置7强行切断电源，停止充电，在发生火灾时，利用无线传输红外测温摄像头10定位火情位置在哪一辆车，在高位还是低位，在车辆外部还是内部，然后根据火情位置，高位的电动喷头8以及低位灭火电动喷头22均喷水，并且，如果是火情发生在底部蓄电池处，则进一步开启车底灭火剂电动喷头11喷射灭火剂；如果无线传输红外测温摄像头 10通过车前挡风玻璃发现在车厢内部有火情，则开启电控灭火剂管路4向车厢内喷射灭火剂对车厢内灭火车内有人员时不喷射，当火情严重，喷头无法控制时，灭火球释放器13释放瞬爆灭火球14到车顶灭火，自爆型灭火剂箱 3受热爆破灭火，并使用高位的电动喷头8、低位灭火电动喷头22、车底灭火剂电动喷头11、瞬爆灭火球14以及移动式充注灭火剂防火单元墙23这几种灭火部件对车顶、车侧面、内部的综合灭火，火灾被扑灭的概率显著提高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，其特征在于：包括灭火机构、摄像机构和通风机构；
所述灭火机构设置在地下车库(1)的内部，且灭火机构包括电动喷头、灭火球释放器(13)和移动式充注灭火剂防火单元墙(23)，所述灭火球释放器(13)固定安装在地下车库(1)的上侧，且火球释放器(13)的内部填充有瞬爆灭火球(14)，所述移动式充注灭火剂防火单元墙(23)设置在所述电动汽车(21)的一侧；
所述地下车库(1)的一侧侧壁固接有充电兼受电桩(2)，所述充电兼受电桩(2)的一侧设置有摄像机构，且充电兼受电桩(2)的下侧固定安装有自爆型灭火剂箱(3)，所述充电兼受电桩(2)的上侧固定安装有分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器(6)，所述分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器(6)的上表面依次固接有电源应急切断装置(7)和电力参数监测模块(19)，所述地下车库(1)位于电动汽车(21)上侧的位置还固定安装有通风机构，且电动汽车(21)的车头内部设置有电动车蓄电池(9)。
2.根据权利要求1所述的基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，其特征在于：所述电动喷头由高位电动喷头(8)、低位灭火电动喷头(22)和车底灭火剂电动喷头(11)构成，所述高位电动喷头(8)固定安装在充电兼受电桩(2)靠近电动汽车(21)的一侧，且高位电动喷头(8)的下端通过管道与自爆型灭火剂箱(3)进行连接，所述低位灭火电动喷头(22)固定安装在地下车库(1)位于充电兼受电桩(2)下侧与电动汽车(21)之间的位置，且低位灭火电动喷头(22)的一侧与自爆型灭火剂箱(3)连接，所述低位灭火电动喷头(22)的另一侧固接有埋地灭火剂管路(18)，所述埋地灭火剂管路(18)设置在车底部的建筑楼板里，所述埋地灭火剂管路(18)远离低位灭火电动喷头(22)的一端连接有车底灭火剂电动喷头(11)。
3.根据权利要求1或2所述的基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，其特征在于：所述自爆型灭火剂箱(3)的下侧还固定连接有电控灭火剂管路(4)，所述电控灭火剂管路(4)远离自爆型灭火剂箱(3)的一端与柔性灭火剂管路(5)固接，所述柔性灭火剂管路(5)远离电控灭火剂管路(4)的一端与设置在电动汽车(21)车厢侧面的车门上的电动车灭火剂接口(20)固定连接。
4.根据权利要求1所述的基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，其特征在于：所述摄像机构由高位无线传输红外测温摄像头(10)和车底无线传输红外测温摄像头(17)构成，所述高位无线传输红外测温摄像头(10)设置有两个，且分别位于电动汽车(21)一侧的不同位置，所述车底无线传输红外测温摄像头(17)固定设置在电动汽车(21)的车底，且高位无线传输红外测温摄像头(10)和车底无线传输红外测温摄像头(17)均能够为分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器(6)提供可见光和红外视频参数。
5.根据权利要求1所述的基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，其特征在于：所述通风机构由电动补风口(15)、电动排烟口(16)和空气质量监测器(24)构成，所述电动补风口(15)设置在地下车库(1)的上端，且电动补风口(15)的右侧还设置有电动排烟口(16)，且电动补风口(15)和电动排烟口(16)均可接受分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器(6)的指令进行开闭，所述电动补风口(15)的下侧设置有空气质量监测器(24)，所述空气质量监测器(24)可以采集空气中的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮化物、氢气等有害气体或者火灾时产生气体的浓度，并传输到分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器(6)。
6.根据权利要求1所述的基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，其特征在于：所述地下车库(1)内位于电动汽车(21)的上侧固定设置有智能疏散视觉指挥控制器(12)，所述智能疏散视觉指挥控制器(12)用于将摄像机构拍摄的图像传输到分布式电动车火灾风险智能评估和自动消防服务器(6)。
7.根据权利要求1所述的基于电力参数和机器视觉综合监测的火灾预警及灭火系统，其特征在于：所述移动式充注灭火剂防火单元墙(23)由轻质材料组成壳体，内部充注有高压非水基灭火剂，底部设有滚轮。
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