CN210956782U - 一种具有火情自动监测功能的锂电池箱 - Google Patents

Abstract

一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，包括电池箱箱体、水冷装置、气体灭火装置、干粉灭火装置、火情监测处理系统，所述火情监测处理系统包括主处理器、温度传感器、烟雾传感器、电流传感器、电压传感器、通信模块、供电模块和报警器；本实用新型结构简单、操作方便、可靠性强，可以实时监测电池箱内部状态并确保监测装置的长期正常运行，有效地降低了火情的误判率，根据火情不同情况采用不同的灭火方式，在灭火同时尽可能保证锂电池的正常使用。

Description

一种具有火情自动监测功能的锂电池箱

技术领域

本实用新型涉及锂电池安防技术领域，尤其是涉及了一种具有火情自动监测功能的锂电池箱。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，锂电池储存能量密度高，是铅酸电池的约6-7倍，使用寿命可达到6年以上，自放电率很低，整体重量轻，使用便捷，因此其在生活、生产的各种设备中已经得到广泛应用。

在实际使用过程中通常将多块锂电池串联和并联组成电池组，封装在电池箱内作为动力电池整体使用；锂电池的能量密度高，当锂电池受到短路、高热等异常因素的影响时，会产生火花，造成燃烧，造成严重的安全事故，因此在锂电池工作过程中需要进行火情的自动监测和处理；现有技术中，对锂电池火情的监测处理，大部分利用惰性气体或干粉等单一形式进行灭火，不能根据火情状况采取相应的灭火措施，没有考虑到火情对监测器件的影响，易导致在发现火情后因监测器件失效而导致灭火失败。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，利用自带的火情监测处理系统，可以实时监测锂电池箱内部状态，在发现火情时快速采取灭火措施，降低安全隐患。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，包括电池箱箱体、水冷装置、气体灭火装置、干粉灭火装置、火情监测处理系统；所述电池箱箱体分为锂电池存放区和气体灭火装置存放区两个区域，两区域通过隔板隔开；锂电池放置于锂电池存放区，相邻两块锂电池间以及锂电池与锂电池存放区侧壁间均设置水冷装置，多个干粉灭火装置均匀设置于锂电池存放区顶部，气体灭火装置设置于气体灭火装置存放区内，并通过胶管穿过隔板向锂电池存放区释放灭火气体。

优选的，所述火情监测处理系统包括主处理器、温度传感器、烟雾传感器、电流传感器、电压传感器、通信模块、供电模块和报警器； 所述温度传感器、烟雾传感器、电流传感器、电压传感器、通信模块和报警器分别与主处理器相连；所述供电模块分别与温度传感器、烟雾传感器、电流传感器、电压传感器和通信模块相连，为其提供工作电源；所述主处理器分别与水冷装置、气体灭火装置、干粉灭火装置的电磁阀和锂电池供电开关相连。

优选的，所述主处理器和供电模块设置于气体灭火装置存放区内壁，温度传感器和烟雾传感器设置于锂电池存放区内壁，通信模块和报警器设置于电池箱箱体外壁，电流传感器和电压传感器设置于锂电池供电主电路上。

优选的，所述供电模块包括电池和备用电池。

优选的，锂电池存放区和气体灭火装置存放区之间的隔板靠气体灭火装置一侧设置有隔热垫。

优选的，所述水冷装置为内部镶嵌有水管的水冷板。

由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：结构简单、操作方便、实用性强，利用自带的火情监测处理系统可以实时监测锂电池箱内部状态，并根据火情不同情况采用不同的灭火方式，在灭火同时尽可能保证锂电池的正常使用；在锂电池箱内加装隔热垫，在出现火情时，确保火情监测处理系统的正常运行；火情监测处理系统自带备用电池，可以保证系统的长期正常运行，避免因失电造成火情漏判。

附图说明

图1为本实用新型锂电池箱结构示意图；

图2为本实用新型锂电池箱中火情监测处理系统结构示意图。

图中：1、电池箱箱体；2、水冷装置；3、气体灭火装置；4、干粉灭火装置；5、火情监测处理系统；6、隔热垫；5-1、主处理器；5-2、温度传感器；5-3、烟雾传感器；5-4、电流传感器；5-5、电压传感器；5-6、通信模块；5-7、供电模块；5-8、报警器。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切技术改进，本实用新型并不局限于下面的实施例。

如图1-2所示，本实用新型一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，包括电池箱箱体1、水冷装置2、气体灭火装置3、干粉灭火装置4、火情监测处理系统5。

所述电池箱箱体1分为锂电池存放区和气体灭火装置存放区两个区域，两区域通过隔板隔开；锂电池放置于锂电池存放区，相邻两块锂电池间以及锂电池与锂电池存放区侧壁间均设置水冷装置2，水冷装置2为内部镶嵌有水管的水冷板，在没有火情发生但锂电池存放区的温度已经高于第一温度阈值时，启动水冷装置2，水冷板中的水管中循环流入冷水，可以有效降低锂电池存放区温度，避免因温度的进一步升高引发火情；气体灭火装置3设置于气体灭火装置存放区内，并通过胶管穿过隔板向锂电池存放区释放灭火气体，气体灭火装置3里存放有七氟丙烷灭火剂，当锂电池存放区的温度高于第二温度阈值且已经检测到有烟雾产生，说明已经发生火情，需启动气体灭火装置3进行灭火，利用七氟丙烷进行灭火，灭火效率高，不会对锂电池造成污染，破坏其工作性能，若在灭火后，检测锂电池工作性能良好，可以使用锂电池继续供电；在锂电池存放区顶部，还均匀设置了若干个干粉灭火装置4，由于七氟丙烷在灭火过程中会分解少量有害气体，因此其喷放时间不能过长，若在喷放时间内，火情没有得到控制，锂电池存放区的温度高于第三温度阈值且继续检测到有烟雾产生，需启动干粉灭火装置4进行灭火，利用干粉灭火装置4进行灭火，会对锂电池造成污染，因此灭火后需要专业人员检测锂电池是否能继续使用。

所述火情监测处理系统5包括主处理器5-1、温度传感器5-2、烟雾传感器5-3、电流传感器5-4、电压传感器5-5、通信模块5-6、供电模块5-7和报警器5-8；温度传感器5-2、烟雾传感器5-3、电流传感器5-4、电压传感器5-5、通信模块5-6和报警器5-8分别与主处理器5-1相连。

温度传感器5-5和烟雾传感器5-3设置于锂电池存放区内壁，用于实时监测锂电池存放区内的温度和烟雾产生情况，并将采集数据传送到主处理器5-1中。

电流传感器5-4和电压传感器5-5设置于锂电池供电主电路上，用于检测锂电池供电电压和电流，并将采集数据传送到主处理器5-1中。

通信模块5-6和报警器5-8设置于电池箱箱体1外壁；通信模块5-6为CC2530芯片自带的无线收发模块，并配合射频模块CC2591，提高了输出功率和接收增益，用户可以利用终端设备通过无线网络与火情监测处理系统5进行通信，实时查看锂电池工作状态及锂电池箱内温度情况，用户也可以通过终端设备修改火情监测处理系统5中各种检测阈值等参数；在主处理器5-1判定出现火情时，向报警器5-8发送电信号，报警器5-8发出报警音，可以及时提醒用户发生火情。

主处理器5-1和供电模块5-7设置于气体灭火装置存放区内壁；在出现火情时，锂电池存放区的温度迅速升高，会导致气体灭火装置存放区的温度也相应升高，过高的温度将影响到主处理器5-1芯片的正常使用，因此在锂电池存放区和气体灭火装置存放区之间的隔板靠气体灭火装置一侧设置有隔热垫6，防止气体灭火装置存放区温度过高；主处理器5-1采用TI公司CC2530芯片，用于接收各种采集数据及阈值判断；供电模块5-7分别与温度传感器5-2、烟雾传感器5-3、电流传感器5-4、电压传感器5-5和通信模块5-6相连，为其提供工作电源，供电模块5-7包括电池和备用电池，正常情况下使用电池为火情监测处理系统5各模块供电，若电池出现故障或电量低，则启用备用电池供电，同时主处理器5-1向用户的终端设备发送信号，以提醒用户及时进行电池更换，避免因断电造成火情漏判。

所述主处理器5-1分别与水冷装置2、气体灭火装置3、干粉灭火装置4的电磁阀和锂电池供电开关相连；主处理器5-1根据温度传感器5-2和烟雾传感器5-3采集的相关数据，进行火情判断，进而开启相应装置的电磁阀进行灭火；主处理器5-1根据电流传感器5-4和电压传感器5-5采集的相关数据，在没有火情发生但锂电池存放区的温度已经高于第一温度阈值时，检测锂电池工作状态；在主处理器5-1判定发生火情时，需要及时关闭锂电池供电开关，以防止事故进一步加大。

实施本实用新型所述系统时，火情监测处理系统5通过温度传感器5-2和烟雾传感器5-3时刻监测锂电池存放区状态，若烟雾传感器5-3没有检测到烟雾产生，但温度传感器5-2检测的温度值已经超出第一温度阈值，火情监测处理系统5判定锂电池过热，启动水冷装置2进行降温处理，同时火情监测处理系统5根据电流传感器5-4和电压传感器5-5采集电压、电流数据判断锂电池是否正常工作，若判定锂电池工作状态异常，火情监测处理系统5及时断开锂电池供电开关，并向用户终端设备发送锂电池工作异常信号。

若烟雾传感器5-3检测到烟雾产生，且温度传感器5-2检测的温度值已经超出第二温度阈值，火情监测处理系统5判定产生火情，启动气体灭火装置3进行灭火，同时火情监测处理系统5及时断开锂电池供电开关；若利用气体灭火装置3灭火成功，温度传感器5-2和烟雾传感器5-3检测值达到正常，火情监测处理系统5闭合锂电池供电开关，并根据电流传感器5-4和电压传感器5-5采集电压、电流数据判断锂电池是否能正常工作，如判定锂电池不能正常工作，火情监测处理系统5重新关闭锂电池供电开关，并向用户终端设备发送锂电池工作异常信号。

若烟雾传感器5-3继续检测到有烟雾产生，且温度传感器5-2检测到温度值持续升高并已经超出第三温度阈值，火情监测处理系统5判定火情没有得到控制，启动干粉灭火装置4进行灭火。

在火情监测处理系统5判定火情产生后，通过报警器5-8进行报警，并向用户终端设备发送火情等级信号。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims (6)

1.一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，其特征是：包括电池箱箱体（1）、水冷装置（2）、气体灭火装置（3）、干粉灭火装置（4）、火情监测处理系统（5）；所述电池箱箱体（1）分为锂电池存放区和气体灭火装置存放区两个区域，两区域通过隔板隔开；锂电池放置于锂电池存放区，相邻两块锂电池间以及锂电池与锂电池存放区侧壁间均设置水冷装置（2），多个干粉灭火装置（4）均匀设置于锂电池存放区顶部，气体灭火装置（3）设置于气体灭火装置存放区内，并通过胶管穿过隔板向锂电池存放区释放灭火气体。

2.如权利要求1所述的一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，其特征是：所述火情监测处理系统（5）包括主处理器（5-1）、温度传感器（5-2）、烟雾传感器（5-3）、电流传感器（5-4）、电压传感器（5-5）、通信模块（5-6）、供电模块（5-7）和报警器（5-8）； 所述温度传感器（5-2）、烟雾传感器（5-3）、电流传感器（5-4）、电压传感器（5-5）、通信模块（5-6）和报警器（5-8）分别与主处理器（5-1）相连；所述供电模块（5-7）分别与温度传感器（5-2）、烟雾传感器（5-3）、电流传感器（5-4）、电压传感器（5-5）和通信模块（5-6）相连，为其提供工作电源；所述主处理器（5-1）分别与水冷装置（2）、气体灭火装置（3）、干粉灭火装置（4）的电磁阀和锂电池供电开关相连。

3.如权利要求2所述的一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，其特征是：所述主处理器（5-1）和供电模块（5-7）设置于气体灭火装置存放区内壁，温度传感器（5-2）和烟雾传感器（5-3）设置于锂电池存放区内壁，通信模块（5-6）和报警器（5-8）设置于电池箱箱体（1）外壁，电流传感器（5-4）和电压传感器（5-5）设置于锂电池供电主电路上。

4.如权利要求3所述的一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，其特征是：所述供电模块（5-7）包括电池和备用电池。

5.如权利要求1所述的一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，其特征是：锂电池存放区和气体灭火装置存放区之间的隔板靠气体灭火装置一侧设置有隔热垫（6）。

6.如权利要求1所述的一种具有火情自动监测功能的锂电池箱，其特征是：所述水冷装置（2）为内部镶嵌有水管的水冷板。

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