CN215097036U - 一种低功耗电池箱火灾报警控制器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种低功耗电池箱火灾报警控制器，包括：电源单元，包括备用电源，当车载电源亏电时，启动备用电源为火灾报警控制器供电；通讯单元，其包括控制器局域网络收发器，且具有正常模式以及静默模式；控制单元，根据电池箱状态，判断是否进行灭火处理；灭火单元，发生火情时对电池箱进行灭火处理；所述电源单元和通讯单元分别与所述控制单元、灭火单元连接，所述控制单元与所述灭火单元连接。

Description

一种低功耗电池箱火灾报警控制器

技术领域

本实用新型涉及汽车电池技术领域，尤其涉及一种低功耗控制方法的电池箱火灾报警控制器。

背景技术

关于新能源车辆火灾检测，现有多种规定，例如国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会发布的GB38032-2020《电动客车安全要求》规定：“可充电储能系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5min，应提供一个热失控报警信号”。

交通部GB7258《机动车运行安全技术条件》的第12.10.3节规定了：“车长大于或等于6m的纯电动客车、插电式混合动力客车，应能监测动力电池工作状态并在发现异常情形时报警，且报警后5min内电池箱外部不能起火爆炸。”应急管理部消防产品合格评定中心CCCF/XFJJ-01《电动客车动力锂离子电池箱火灾防控装置通用技术要求》规定了：“除车辆保养外，车辆运行情况下及停车3日内，火灾防控装置应能正常工作。”

也就是说，新能源客车必须安装针对锂离子电池热失控报警的火灾报警系统，当锂离子电池发生异常时应向驾驶人员发出声光报警提示；按照相关规定，即使停车3日内，整车掉电情况下，火灾报警系统也应处于监测状态。因此，电池箱火灾报警系统需要安装备用电池，整车上电时由整车电源供电，且备用电源欠压时自动充电，在整车掉电情况下，由备用电源对火灾报警系统供电，整车重新上电应能自动唤醒报警系统。因此火灾报警系统的低功耗方法问题显得十分重要。

专利申请号CN111028459A涉及低功耗探测电池箱火灾的方法和装置。本申请的一个实施例记载了一种低功耗探测电池箱火灾的方法，其包括：在低功耗模式中，实时时钟以第一时间周期发生一次中断；当所述实时时钟达到第二时间周期时，微控制单元进入正常工作模式，将低压差稳压芯片输出使能，并检测电解液是否泄漏；当未检测到电解液泄漏时，所述微控制单元再次进入所述低功耗模式；以及当检测到电解液泄漏时，所述微控制单元保持所述正常工作模式。

专利号CN208809369U提供了一种锂电池箱火灾报警和防护系统，包括：带有容器的火灾报警和防护装置，所述火灾报警和防护装置连接有至少一个火情探测器，其中所述火情探测器适于监测锂电池箱内环境数据；当锂电池箱内环境数据超过设定阈值后，火灾报警和防护装置启动容器对该电池箱进行灭火。此种锂电池箱火灾报警和防护系统，通过火情探测器实时监测锂电池箱内的环境数据，而当该环境数据超过了设定阈值以后，火灾报警和防护装置被触发启动，通过容器对该电池箱进行灭火。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种低功耗电池箱火灾报警控制器，包括：

电源单元，包括备用电源，当车载电源亏电时，启动备用电源为火灾报警控制器供电；

通讯单元，其包括控制器局域网络收发器，且具有正常模式以及静默模式；

控制单元，根据根据电池箱内状态，判断是否进行灭火处理；

灭火单元，发生火情时对电池箱进行灭火处理；

所述电源单元和通讯单元分别与所述控制单元、灭火单元连接，所述控制单元与所述灭火单元连接。

优选地，通讯单元包括，

CAN1模块，连接电动客车各个电池箱内的火灾探测器，接收所有探测器发送的传感器信息和预警报文；

CAN2模块，连接整车CAN网络。

优选地，控制单元为控制器，控制器包括，

ACC唤醒模块，ACC电路对外连接整车电源，如果整车电源掉电， ACC检测到低电平信号，则控制器则进入休眠状态，如果整车上电ACC 检测到高电平信号，控制器先唤醒，再唤醒整个火灾报警系统；

报警开关检测驱动模块，为报警开关，由3路MCU的I/O口和MOS 组成3路驱动输出电路，1路I/O口和分压电阻组成输入检测电路；

时钟模块，用于整个系统断电之后时间信息正常运行；

存储模块，存储探测器发送的传感器信息，故障信息以及预警信息；

灭火输出模块，为1路灭火输出电路；

液位检测模块，实时采集安装在灭火药剂罐内液位传感器信号，发现液态药剂泄漏时通过报警开关驱动发出故障报警；

电源切断模块，用于切断报警系统供电，防止备用电池过放电。

编码进出线模块，可对电池箱内探测器按物理地址顺序重新编码。

所述ACC唤醒模块、报警开关检测驱动模块、时钟模块、存储模块、灭火输出模块、液位检测模块、电源切断模块、编码进出线模块分别与 MCU连接。

优选地，灭火单元包括灭火药剂罐和管路，灭火药剂罐与灭火输出模块电连接，灭火药剂罐通过管路与电池箱连接

优选地，时钟模块采用DS1302时钟芯片。

优选地，灭火输出电路，其中地信号采用光耦隔离设计。

优选地，存储模块采用16G SD卡设计，采用Fat32文件系统。

优选地，管路上设置有分控阀。

优选地，本实用新型实施例还提供了一种低功耗火灾报警控制器，包括主控芯片MCU，电源模块，存储模块，时钟模块，报警开关检测驱动模块，ACC检测模块，电源切换模块，编码进出线模块，灭火输出模块，液位检测模块，CAN1和CAN2通信模块。电源切换模块，在整车断电时自动切换到备用电池电源上，整车上电时切换到整车电源，备用电池电量不足时自动充电，控制器低功耗工作3天后自动切断电源防止备用电池过放；ACC 检测模块在检测到整车断电时，控制器则进入休眠状态；但控制器休眠时监测外部有无唤醒信号，当控制器检测到报警开关被按下，或者整车上电 ACC高电平信号，或者探测器因为检测到异常数据被唤醒，通过CAN2向控制器发送CAN报文唤醒控制器；时钟模块可在整个系统断电后继续维持时钟正常运行，存储模块存储传感器数据信息，灭火模块在遇到火情时通过手动/自动方式启动灭火释放药剂，液位检测模块在灭火药剂发生泄漏时发出故障报警，编码进出线模块可对电池箱内探测器按照物理地址顺序重新编码。

实用新型实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型所提出的低功耗控制器，在整车断电且电池箱没有火情情况下，进入低功耗休眠状态，最大限度节省了工作电流，保证整车断电 3日内系统能正常监测电池箱火情的国家法规要求；同时，由支持多种唤醒模式，例如探测器探测到火情唤醒，整车上电唤醒，报警开关按下也可以唤醒，确保遇到紧急情况系统能正常工作。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据示例性实施例示出的一种低功耗电池箱火灾报警控制器各单元联系图；

图2是根据示例性实施例示出的一种低功耗电池箱火灾报警控制器的各模块连接图。

具体实施方式

以下描述和附图充分展示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步描述：

如图1所示的一种低功耗电池箱火灾报警控制器，包括：

电源单元，包括备用电源，当车载电源亏电时，启动备用电源为火灾报警控制器供电；

通讯单元，其包括控制器局域网络收发器，且具有正常模式以及静默模式；

控制单元，根据电池箱内状态，判断是否进行灭火处理；

灭火单元，发生火情时对电池箱进行灭火处理；

所述电源单元和通讯单元分别与控制单元、灭火单元连接，控制单元与灭火单元连接。

根据上述方案，进一步，通讯单元包括，

CAN1模块，连接电动客车各个电池箱内的火灾探测器，接收所有探测器发送的传感器信息和预警报文；

CAN2模块，连接整车CAN网络。

根据上述方案，进一步，控制单元为控制器，控制器包括，

ACC唤醒模块，ACC电路对外连接整车电源，如果整车电源掉电， ACC检测到低电平信号，则控制器则进入休眠状态，如果整车上电ACC 检测到高电平信号，控制器先唤醒，再唤醒整个火灾报警系统；

报警开关检测驱动模块，为报警开关，由3路MCU的I/O口和MOS 组成3路驱动输出电路，1路I/O口和分压电阻组成输入检测电路；

时钟模块，用于整个系统断电之后时间信息正常运行；

存储模块，存储探测器发送的传感器信息，故障信息以及预警信息；

灭火输出模块，为1路灭火输出电路；

液位检测模块，实时采集安装在灭火药剂罐内液位传感器信号，发现液态药剂泄漏时通过报警开关驱动发出故障报警；

电源切断模块，用于切断报警系统供电，防止备用电池过放电。

编码进出线模块，可对电池箱内探测器按物理地址顺序重新编码。

所述ACC唤醒模块、报警开关检测驱动模块、时钟模块、存储模块、灭火输出模块、液位检测模块、电源切断模块、编码进出线模块分别与 MCU连接。

根据上述方案，进一步，灭火单元包括灭火药剂罐和管路，灭火药剂罐与灭火输出模块电连接，灭火药剂罐通过所述管路与电池箱连接

根据上述方案，进一步，时钟模块采用DS1302时钟芯片。

根据上述方案，进一步，灭火输出电路，其中地信号采用光耦隔离设计。

根据上述方案，进一步，存储模块采用16G SD卡设计，采用Fat32 文件系统。

根据上述方案，进一步，管路上设置有分控阀。

下面结合图2对本方案做进一步说明：

电池箱火灾报警控制器有多个功能模块组成。其中CAN1功能模块采用光耦隔离设计，连接电动客车各个电池箱内的火灾探测器，接收所有探测器发送的传感器信息和预警报文；报警系统休眠时电池发生异常情形时，探测器自动唤醒，通过CAN报文唤醒控制器和其它探测器，根据火情级别决定是否手动/自动启动灭火。

存储模块采用16G SD卡设计，采用Fat32文件系统。存储探测器发送的传感器信息，故障信息以及预警信息。

其中CAN2功能模块采用光耦隔离设计，连接整车CAN网络。周期性向整车CAN发送火灾报警系统的故障及预警信息，也用于接收整车校时报文，可将传感器信息按照时间顺序存储。

时钟模块，采用DS1302时钟芯片，用于整个系统断电后时间信息正常运行。

自动编码进线和出线电路接口，控制器通过CAN1接收到上位机自动编码指令后，编码出线电路由MCU引脚通过MOS管输出高电平信号，探测器通过高电平信号依次传递进行编号，最后一个探测器编码输出高电平至控制器编码进线电路，控制器检测到高电平后通过 CAN1向上位机发送编码完成报文。

报警开关接口电路，由3路MCU的I/O口和MOS组成3路驱动输出电路，1路I/O口和分压电阻组成输入检测电路；3路驱动输出电路分别对应报警开关3种工作状态，即正常工作绿灯常亮，备用电池欠压绿灯闪烁，设备故障黄灯闪烁，有二级以上火灾报警时红灯闪烁，且火灾等级越高红灯闪烁频率越高；当手动按下报警开关输入检测电路检测到高电平信号，即向探测器发送灭火器开启指令。此外，若在报警系统休眠时，按下报警开关，控制器输入检测电路检测到高电平唤醒控制器进而唤醒整个报警系统，可防止发生热失控时探测器没有自动唤醒。

ACC唤醒电路模块。ACC电路对外连接整车电源，如果整车电源掉电，ACC检测到低电平信号，则控制器则进入休眠状态，如果整车上电ACC检测到高电平信号，控制器先唤醒，再唤醒整个火灾报警系统。

电源切断模块。整车断电后备用电池供电，控制器进入休眠之后通过RTC计时，达到72小时后，控制器MCU的I/O输出高电平信号，电源切断模块收到信号后切断报警系统供电，防止备用电池过放电。

灭火驱动输出模块。具有1路灭火输出电路，其中地信号采用光耦隔离设计。手动/自动启动时，打开灭火器，灭火药剂通过分控阀管路进入发生火情的电池箱。

液位检测模块。控制器具有液位仪信号采集电路接口，实时采集安装在灭火药剂罐内液位传感器信号，发现液态药剂泄漏时通过报警开关发出故障报警。

本实用新型提供了一种低功耗电池箱火灾报警控制器，能够实时监控电池箱内部状态，并及时做出处置反应。同时，由于安装备用电池，整车上电时由整车电源供电，且备用电源欠压时自动充电，在整车掉电情况下，由备用电源对火灾报警系统供电，整车重新上电应能自动唤醒报警系统。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种低功耗电池箱火灾报警控制器，其特征在于，包括：

电源单元，包括备用电源，当车载电源亏电时，启动备用电源为火灾报警控制器供电；

通讯单元，其包括控制器局域网络收发器，且具有正常模式以及静默模式；

控制单元，根据电池箱内状态，判断是否进行灭火处理；

灭火单元，发生火情时对电池箱进行灭火处理；

所述电源单元和通讯单元分别与所述控制单元、灭火单元连接，所述控制单元与所述灭火单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗电池箱火灾报警控制器，其特征在于，所述通讯单元包括，

CAN1模块，连接电动客车各个电池箱内的火灾探测器，接收所有探测器发送的传感器信息和预警报文；

CAN2模块，连接整车CAN网络。

3.根据权利要求1所述的一种低功耗电池箱火灾报警控制器，其特征在于，所述控制单元为控制器，所述控制器包括，

ACC唤醒模块，ACC电路对外连接整车电源，如果整车电源掉电，ACC检测到低电平信号，则控制器则进入休眠状态，如果整车上电ACC检测到高电平信号，控制器先唤醒，再唤醒整个火灾报警系统；

报警开关检测驱动模块，为报警开关，由3路MCU的I/O口和MOS组成3路驱动输出电路，1路I/O口和分压电阻组成输入检测电路；

时钟模块，用于整个系统断电之后时间信息正常运行；

存储模块，存储探测器发送的传感器信息，故障信息以及预警信息；

灭火输出模块，为1路灭火输出电路；

液位检测模块，实时采集安装在灭火药剂罐内液位传感器信号，发现液态药剂泄漏时通过报警开关驱动发出故障报警；

电源切断模块，用于切断报警系统供电，防止备用电池过放电；

编码进出线模块，可对电池箱内探测器按物理地址顺序重新编码；

所述ACC唤醒模块、报警开关检测驱动模块、时钟模块、存储模块、灭火输出模块、液位检测模块、电源切断模块、编码进出线模块分别与MCU连接。

4.根据权利要求1所述的一种低功耗电池箱火灾报警控制器，其特征在于，所述灭火单元包括灭火药剂罐和管路，所述灭火药剂罐与灭火输出模块电连接，所述灭火药剂罐通过所述管路与电池箱连接。

5.根据权利要求3所述的一种低功耗电池箱火灾报警控制器，其特征在于，所述时钟模块采用DS1302时钟芯片。

6.根据权利要求3所述的一种低功耗电池箱火灾报警控制器，其特征在于，所述灭火输出电路，其中地信号采用光耦隔离设计。

7.根据权利要求3所述的一种低功耗电池箱火灾报警控制器，其特征在于，所述存储模块采用16G SD卡设计，采用Fat32文件系统。

8.根据权利要求4所述的一种低功耗电池箱火灾报警控制器，其特征在于，所述管路上设置有分控阀。

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