CN117318204A - 一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，包括电池监测单元、控制与执行单元以及气溶胶灭火单元三个功能单元，电池监测单元包括单电池监测模块、蓄电池监测收敛模块、组压电流温度监测模块、可燃气体监测模块，其中，所述单电池监测模块可同时测量单体蓄电池的单体电压、单体内阻及单体极柱温度，实现蓄电池的均衡充电功能，本专利通过对蓄电池的电压、电流、内阻等参数的监测，构建蓄电池内阻模型，实现蓄电池健康状态诊断与跟踪功能，通过对蓄电池运行参数及可燃气体的监测，构建蓄电池热失控模型，通过对电池热失控的正常状态跟踪、一般异常预警、危急异常断电保护实现蓄电池热失控异常的多层次管理。

Description

一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统
技术领域
本发明属于智能在线监测防火保护系统相关技术领域，具体涉及一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统。
背景技术
电动自行车能耗低成本低的特点已经一跃成为市场新宠，但随着使用量增长，电动自行车动力电池安全问题也渐渐出现，由动力电池自燃产生的火灾事故层不出穷，并且动力电池燃烧后，会产生大量有毒气体，如氟化氢、氰化氢等，对人身安全威胁性极大，所以对电动自行车电池进行实时监测和预警保护以及初期自动灭火，防止相关火灾事故的发生非常有必要，所以需要一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，但现有的电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统仅通过检测电池的电压、电流及温度来实现电池运行状态监测与充、放电管理，不具备蓄电池健康状态诊断功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，以解决上述背景技术中提出的现有的电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统仅通过检测电池的电压、电流及温度来实现电池运行状态监测与充、放电管理，不具备蓄电池健康状态诊断功能问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，包括电池监测单元、控制与执行单元以及气溶胶灭火单元三个功能单元；
电池监测单元包括单电池监测模块、蓄电池监测收敛模块、组压电流温度监测模块、可燃气体监测模块；
其中，所述单电池监测模块可同时测量单体蓄电池的单体电压、单体内阻及单体极柱温度，实现蓄电池的均衡充电功能，并自带UART通信接口，级联后可同步采集整体电池组的状态参数并接入至所述蓄电池监测收敛模块；
所述组压电流温度监测模块用于测量电池组端电压、电流及环境温度，电池组电流采样采用霍尔传感器，其安装方向与电池组充电电流方向保持一致；
所述蓄电池监测收敛模块用于将单电池监测模块采集的电池组电压、温度、内阻、均衡充电状态等参数及组压电流温度监测模块采集的电池组端电压、电流及环境温度等参数，经过规约转换后通过RS485接口上传到中控模块；
所述可燃气体监测模块用于监测电池热失控时产生的H2、CO、CH4、C2H4等气体，及时发现电池热失控状态；
所述气溶胶灭火单元包括烟感火灾探测器、感温火灾探测器、气溶胶储存及启动装置；
其中，所述烟感火灾探测器、感温火灾探测器用于检测火灾发生时产生的烟雾及高温，用以启动灭火装置进行灭火；
所述气溶胶储存及启动装置安装在电池组中间侧，当气溶胶打开可四周扩散型灭火达到最小死角；
所述气溶胶储存及启动装置可选择自动/手动两种工作模式，当采取自动模式时，所述气溶胶储存及启动装置接收到来自烟感火灾探测器、感温火灾探测器同时发出的火灾信号后，发出声光告警并自动延时释放气溶胶灭火；
当采取手动模式时，所述气溶胶储存及启动装置接收来自中控模块的启动电信号后释放气溶胶灭火；
所述控制与执行单元包括中控模块、电路通断控制模块、远程监控模块；
其中，所述中控模块采用单片机为核心的控制电路，实现电池状态监测、充放电管理、健康诊断功能、电池热失控预警功能、火灾告警及气溶胶灭火控制功能；
所述电路通断控制模块用于控制电池组充放电开关及气溶胶灭火装置的启动与停止；
所述远程监控模块通过GPRS/4G网络实现对电池状态、气溶胶灭火装置状态等的远程监控，并可通过手机APP进行实时监控及控制。
优选的，所述气溶胶灭火单元还包括气体压力监测模块，用于检测气溶胶灭火装置中的压力值，以确保气溶胶灭火装置在灭火时有足够的压力输出灭火剂。
优选的，所述电路通断控制模块还包括电路保护模块，用于监测电路异常情况，如短路、过流等，及时切断电路避免发生火灾。
优选的，所述远程监控模块还包括数据存储模块，用于存储电池状态、气溶胶灭火装置状态等数据，以备后续分析和处理。
优选的，还包括温度监测模块，用于实时监测电池、气溶胶灭火装置等设备的温度，以及环境温度，确保设备在正常工作温度范围内，避免因温度过高引发火灾。
优选的，还包括声光报警模块，用于在电池、气溶胶灭火装置等设备出现异常时发出声光报警，提醒用户及时处理。
优选的，还包括智能控制模块，通过对电池充放电状态、气溶胶灭火装置状态、温度等参数进行分析，实现智能控制，提高系统的安全性和稳定性。
与现有技术相比，本发明提供了一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，具备以下有益效果：
1、本专利通过对蓄电池的电压、电流、内阻等参数的监测，构建蓄电池内阻模型，实现蓄电池健康状态诊断与跟踪功能。
2、本专利通过对蓄电池运行参数及可燃气体的监测，构建蓄电池热失控模型，通过对电池热失控的正常状态跟踪、一般异常预警、危急异常断电保护实现蓄电池热失控异常的多层次管理。
3、本专利通过对电池组热失控状态的预警与处置实现蓄电池火灾的预警级保护；通过气溶胶灭火监测与灭火单元实现蓄电池火灾的灭火级保护，从而实现了电动自行车电池组两级防火保护。
4、本专利通过基于物联网SIM卡的无线网络通讯实现BMS远程集中管理平台、远程手持终端等与电动车监测控制器可靠全方位远程交互。
附图说明
图1为本发明的系统方框结构示意图。
图2为本发明的灭火单元功能流程结构示意图。
图3为本发明的主要功能流程结构示意图。
图中：1、电池监测单元；2、控制与执行单元；3、气溶胶灭火单元；4、组压电流温度监测模块；5、单电池监测模块；6、蓄电池监测收敛模块；7、可燃气体监测模块；8、电路通断控制模块；9、远程控制模块；10、中控模块；11、烟感火灾探测器；12、感温火灾探测器；13、气溶胶储存及启动装置。
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。
本发明提供了如图1-3所示的一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，包括电池监测单元1、控制与执行单元2以及气溶胶灭火单元3三个功能单元；
电池监测单元1包括单电池监测模块5、蓄电池监测收敛模块6、组压电流温度监测模块4、可燃气体监测模块7；
其中，单电池监测模块5可同时测量单体蓄电池的单体电压、单体内阻及单体极柱温度，实现蓄电池的均衡充电功能，并自带UART通信接口，级联后可同步采集整体电池组的状态参数并接入至蓄电池监测收敛模块6；
组压电流温度监测模块4用于测量电池组端电压、电流及环境温度，电池组电流采样采用霍尔传感器，其安装方向与电池组充电电流方向保持一致；
蓄电池监测收敛模块6用于将单电池监测模块5采集的电池组电压、温度、内阻、均衡充电状态等参数及组压电流温度监测模块4采集的电池组端电压、电流及环境温度等参数，经过规约转换后通过RS485接口上传到中控模块10；
可燃气体监测模块7用于监测电池热失控时产生的H2、CO、CH4、C2H4等气体，及时发现电池热失控状态；
气溶胶灭火单元3包括烟感火灾探测器11、感温火灾探测器12、气溶胶储存及启动装置13；
其中，烟感火灾探测器11、感温火灾探测器12用于检测火灾发生时产生的烟雾及高温，用以启动灭火装置进行灭火；
气溶胶储存及启动装置13安装在电池组中间侧，当气溶胶打开可四周扩散型灭火达到最小死角；
气溶胶储存及启动装置13可选择自动/手动两种工作模式，当采取自动模式时，气溶胶储存及启动装置13接收到来自烟感火灾探测器11、感温火灾探测器12同时发出的火灾信号后，发出声光告警并自动延时释放气溶胶灭火；
当采取手动模式时，气溶胶储存及启动装置13接收来自中控模块10的启动电信号后释放气溶胶灭火；
控制与执行单元2包括中控模块10、电路通断控制模块8、远程监控模块9；
其中，中控模块10采用单片机为核心的控制电路，实现电池状态监测、充放电管理、健康诊断功能、电池热失控预警功能、火灾告警及气溶胶灭火控制功能；
电路通断控制模块8用于控制电池组充放电开关及气溶胶灭火装置的启动与停止；
远程监控模块9通过GPRS/4G网络实现对电池状态、气溶胶灭火装置状态等的远程监控，并可通过手机APP进行实时监控及控制。
如图1-3所示，气溶胶灭火单元3还包括气体压力监测模块，用于检测气溶胶灭火装置中的压力值，以确保气溶胶灭火装置在灭火时有足够的压力输出灭火剂，电路通断控制模块8还包括电路保护模块，用于监测电路异常情况，如短路、过流等，及时切断电路避免发生火灾，远程监控模块9还包括数据存储模块，用于存储电池状态、气溶胶灭火装置状态等数据，以备后续分析和处理，还包括温度监测模块，用于实时监测电池、气溶胶灭火装置等设备的温度，以及环境温度，确保设备在正常工作温度范围内，避免因温度过高引发火灾，还包括声光报警模块，用于在电池、气溶胶灭火装置等设备出现异常时发出声光报警，提醒用户及时处理，还包括智能控制模块，通过对电池充放电状态、气溶胶灭火装置状态、温度等参数进行分析，实现智能控制，提高系统的安全性和稳定性。
优选的，电路通断控制模块8采用电动空开，安装于电池充、放电回路中，可实现电路过流故障跳闸保护，也可由中控模块10发出指令控制电路通断。
远程监控模块9包括BMS远程集中管理平台、远程手持终端等，通过基于物联网SIM卡的无线网络通讯实现与中控模块10的远程连接；
远程监控模块9接受来自中控模块10的蓄电池运行信息参数、健康诊断(内阻)告警、热失控告警、火灾告警及电动空开、灭火系统动作反馈信号，可形成蓄电池状态分析报告并展示在远程平台界面；
远程监控模块9在接收到火灾告警信号时，可向中控系统发出灭火指令，实现远程启动灭火。
本发明提供了一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统。本系统主要由电池监测单元1、控制与执行单元2、气溶胶灭火单元3以及声光报警模块等组成。
首先，电池监测单元1用于实时监测电池的充放电状态，一旦出现异常情况，如过充、过放等，就会发出报警信号以及切断电路，以保证电池的安全运行。
其次，气溶胶灭火单元3不仅可以通过气溶胶灭火控制功能进行灭火，还包括气体压力监测模块，用于检测气溶胶灭火装置中的压力值，以确保气溶胶灭火装置在灭火时有足够的压力输出灭火剂。
第三，电路通断控制模块8不仅可以控制电池组充放电开关，还包括电路保护模块，用于监测电路异常情况，如短路、过流等，及时切断电路避免发生火灾。
第四，远程监控模块9可以通过GPRS/4G网络实现对电池状态、气溶胶灭火装置状态等的远程监控，并可通过手机APP进行实时监控及控制，同时还包括数据存储模块，用于存储电池状态、气溶胶灭火装置状态等数据，以备后续分析和处理。
第五，组压电流温度监测模块5用于实时监测电池、气溶胶灭火装置等设备的温度，以及环境温度，确保设备在正常工作温度范围内，避免因温度过高引发火灾。
最后，声光报警模块用于在电池、气溶胶灭火装置等设备出现异常时发出声光报警，提醒用户及时处理。此外，本系统还包括智能控制模块，通过对电池充放电状态、气溶胶灭火装置状态、温度等参数进行分析，实现智能控制，提高系统的安全性和稳定性。
综上所述，本发明提供的电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统可以有效避免因电池故障、气溶胶灭火装置故障等原因引发的火灾事故，具有实用性和经济性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，包括电池监测单元(1)、控制与执行单元(2)以及气溶胶灭火单元(3)三个功能单元；
其特征在于：电池监测单元(1)包括单电池监测模块(5)、蓄电池监测收敛模块(6)、组压电流温度监测模块(4)、可燃气体监测模块(7)；
其中，所述单电池监测模块(5)可同时测量单体蓄电池的单体电压、单体内阻及单体极柱温度，实现蓄电池的均衡充电功能，并自带UART通信接口，级联后可同步采集整体电池组的状态参数并接入至所述蓄电池监测收敛模块(6)；
所述组压电流温度监测模块(4)用于测量电池组端电压、电流及环境温度，电池组电流采样采用霍尔传感器，其安装方向与电池组充电电流方向保持一致；
所述蓄电池监测收敛模块(6)用于将单电池监测模块(5)采集的电池组电压、温度、内阻、均衡充电状态等参数及组压电流温度监测模块(4)采集的电池组端电压、电流及环境温度等参数，经过规约转换后通过RS485接口上传到中控模块(10)；
所述可燃气体监测模块(7)用于监测电池热失控时产生的H2、CO、CH4、C2H4等气体，及时发现电池热失控状态；
所述气溶胶灭火单元(3)包括烟感火灾探测器(11)、感温火灾探测器(12)、气溶胶储存及启动装置(13)；
其中，所述烟感火灾探测器(11)、感温火灾探测器(12)用于检测火灾发生时产生的烟雾及高温，用以启动灭火装置进行灭火；
所述气溶胶储存及启动装置(13)安装在电池组中间侧，当气溶胶打开可四周扩散型灭火达到最小死角；
所述气溶胶储存及启动装置(13)可选择自动/手动两种工作模式，当采取自动模式时，所述气溶胶储存及启动装置(13)接收到来自烟感火灾探测器(11)、感温火灾探测器(12)同时发出的火灾信号后，发出声光告警并自动延时释放气溶胶灭火；
当采取手动模式时，所述气溶胶储存及启动装置(13)接收来自中控模块(10)的启动电信号后释放气溶胶灭火；
所述控制与执行单元(2)包括中控模块(10)、电路通断控制模块(8)、远程监控模块(9)；
其中，所述中控模块(10)采用单片机为核心的控制电路，实现电池状态监测、充放电管理、健康诊断功能、电池热失控预警功能、火灾告警及气溶胶灭火控制功能；
所述电路通断控制模块(8)用于控制电池组充放电开关及气溶胶灭火装置的启动与停止；
所述远程监控模块(9)通过GPRS/4G网络实现对电池状态、气溶胶灭火装置状态等的远程监控，并可通过手机APP进行实时监控及控制。
2.根据权利要求1所述的一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，其特征在于：所述气溶胶灭火单元(3)还包括气体压力监测模块，用于检测气溶胶灭火装置中的压力值，以确保气溶胶灭火装置在灭火时有足够的压力输出灭火剂。
3.根据权利要求1至2所述的一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，其特征在于：所述电路通断控制模块(8)还包括电路保护模块，用于监测电路异常情况，如短路、过流等，及时切断电路避免发生火灾。
4.根据权利要求1、2至3所述的一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，其特征在于：所述远程监控模块(9)还包括数据存储模块，用于存储电池状态、气溶胶灭火装置状态等数据，以备后续分析和处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，其特征在于：还包括温度监测模块，用于实时监测电池、气溶胶灭火装置等设备的温度，以及环境温度，确保设备在正常工作温度范围内，避免因温度过高引发火灾。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，其特征在于：还包括声光报警模块，用于在电池、气溶胶灭火装置等设备出现异常时发出声光报警，提醒用户及时处理。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种电动自行车电池充放电状态智能在线监测防火保护系统，其特征在于：还包括智能控制模块，通过对电池充放电状态、气溶胶灭火装置状态、温度等参数进行分析，实现智能控制，提高系统的安全性和稳定性。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117523809A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 四川千页科技股份有限公司 一种锂离子电池储能站火灾监控评价管理方法
CN117639184A (zh) * 2024-01-25 2024-03-01 广州鑫虹兴电子有限公司 一种电池智能管理方法及系统
CN117799498A (zh) * 2024-03-01 2024-04-02 湘潭南方电机车制造有限公司 一种用于防爆蓄电池电机车的综合保护系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117523809A (zh) * 2024-01-08 2024-02-06 四川千页科技股份有限公司 一种锂离子电池储能站火灾监控评价管理方法
CN117523809B (zh) * 2024-01-08 2024-03-12 四川千页科技股份有限公司 一种锂离子电池储能站火灾监控评价管理方法
CN117639184A (zh) * 2024-01-25 2024-03-01 广州鑫虹兴电子有限公司 一种电池智能管理方法及系统
CN117639184B (zh) * 2024-01-25 2024-04-05 广州鑫虹兴电子有限公司 一种电池智能管理方法及系统
CN117799498A (zh) * 2024-03-01 2024-04-02 湘潭南方电机车制造有限公司 一种用于防爆蓄电池电机车的综合保护系统
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