CN215771260U

CN215771260U - 一种储能柜内电化学电池热失控探测器

Info

Publication number: CN215771260U
Application number: CN202123309943.7U
Authority: CN
Inventors: 张宾; 唐刚; 尤宗凯
Original assignee: Sichuan Innovation Research Institute Of Tianjin University
Current assignee: Sichuan Innovation Research Institute Of Tianjin University
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2031-12-27

Abstract

本实用新型公开了一种储能柜内电化学电池热失控探测器，包括中央处理器、氢气传感器、一氧化碳传感器、VOC传感器、温度传感器和报警器，氢气传感器的信号输出端、一氧化碳传感器的信号输出端、VOC传感器的信号输出端和温度传感器的信号输出端分别与中央处理器的信号输入端对应连接，中央处理器的报警信号输出端与报警器的信号输入端连接。本实用新型能够实现对氢气、一氧化碳、挥发性气体和温度的同步自动探测，在电化学电池开始出现故障的初期即能准确探测并发出警报，工作人员能够在出现严重后果如火灾之前处理故障，避免发生安全事故，整个产品小巧轻便，安装测试方便，可靠性高，便于应用和推广普及。

Description

一种储能柜内电化学电池热失控探测器

技术领域

本实用新型涉及一种探测器，尤其涉及一种储能柜内电化学电池热失控探测器。

背景技术

电化学电池是一种化学能与电能相互转换的电池，常见的如锂电池等，其充放电主要是靠化学反应来完成的，在充放电过程中不可避免的会产生热能，如果电池自身产生的热能超过了电池热量的耗散能力，电化学电池无法得到及时散热，热量就会积累导致电池过热，电池内部材料之间发生了化学反应，象SEI 膜分解、电解液分解、正负极分解等，分解中将产生大量的热量和气体使电池出现发热、鼓包现象，热量将会引起电池失控，电池温度迅速上升，导致电池材料内部燃烧，且电池液的分解就会产生可燃性气体，当可燃气体浓度达到一定程度之后，遇到明火将发生爆炸。

所以，电化学电池热失控表面现象主要有电池发热、产生气体、鼓包、烟雾、明火、燃烧，甚至爆炸，出现上述问题主要源于电池内部化学反应过快控制不住，而外界的过充、刺穿、火源、挤压、短路等外部因素都会导致上述问题的产生。

在实际应用中，常常将多个电化学电池集中安装在储能柜内，通过串联或并联的方式为其它电子设备供电，这无疑更增大了电化学电池的安全隐患，而且一旦某个电池性能不稳定发生火灾，也势必影响周边电池的安全，进一步扩大火灾范围。

目前还没有能够比较准确探测储能柜内电化学电池发生过热问题的探测器，一般依靠人为检测或简单的温度传感器来了解储能柜内是否过热，存在较大安全隐患，使储能柜的安全性和稳定性得不到保证。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能准确探测储能柜内是否过热的储能柜内电化学电池热失控探测器。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种储能柜内电化学电池热失控探测器，包括中央处理器、氢气传感器、一氧化碳传感器、VOC传感器、温度传感器和报警器，所述氢气传感器的信号输出端、所述一氧化碳传感器的信号输出端、所述VOC传感器的信号输出端和所述温度传感器的信号输出端分别与所述中央处理器的信号输入端对应连接，所述中央处理器的报警信号输出端与所述报警器的信号输入端连接。上述VOC传感器即为挥发性有机化合物传感器，VOC (volatileorganic compounds）为挥发性有机化合物的简称。

作为优选，为了便于与外部设备通信，所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括通信电路，所述通信电路包括隔离电路和通信芯片，所述中央处理器的通信端与所述隔离电路串联连接后与所述通信芯片的本地通信端连接。

作为优选，为了更好地保护通信元件，所述通信芯片的远程通信端还连接有端口保护电路。

作为优选，为了提高远程通信质量，所述通信芯片为RS485芯片。

作为优选，为了提供多种电源并增强保护效果，所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括电源电路，所述电源电路包括去耦、防反接及过流保护电路，所述去耦、防反接及过流保护电路的输入端与直流电源连接，所述去耦、防反接及过流保护电路的输出端依次与5V电源及保护电路、3.3V电源及保护电路连接，所述3.3V电源及保护电路的输出端与所述中央处理器的电源输入端连接，所述5V电源及保护电路的输出端分别与所述氢气传感器的电源输入端、所述一氧化碳传感器的电源输入端、所述VOC传感器的电源输入端、所述温度传感器的电源输入端和电源隔离电路的输入端连接，所述电源隔离电路的输出端与所述通信芯片的电源输入端连接。

作为优选，为了实现声音和灯光报警，所述报警器包括蜂鸣器和指示灯。

作为优选，为了提高产品集成度以便于应用，所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括底座和上盖，所述中央处理器、所述氢气传感器、所述一氧化碳传感器、所述VOC传感器、所述温度传感器和所述报警器分别安装在所述底座上，所述上盖与所述底座连接。

作为优选，为了便于实现对各种信号采集的功能并便于安装应用，所述上盖上设有多个通孔形成上盖格栅，所述底座的外侧设有磁铁和卡柱。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过将中央处理器、氢气传感器、一氧化碳传感器、VOC传感器、温度传感器和报警器集成在一起形成储能柜内电化学电池热失控探测器，使用时可以置于储能柜内或储能柜顶，可以使用一个或多个串联，能够实现对氢气、一氧化碳、挥发性气体和温度的同步自动探测，在电化学电池开始出现故障的初期即能准确探测并发出警报，工作人员能够在出现严重后果如火灾之前处理故障，避免发生安全事故，整个产品小巧轻便，安装测试方便，可靠性高，便于应用和推广普及。

附图说明

图1是本实用新型所述储能柜内电化学电池热失控探测器的电路原理图；

图2是本实用新型所述储能柜内电化学电池热失控探测器的主视结构示意图；

图3是本实用新型所述储能柜内电化学电池热失控探测器的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-图3所示，本实用新型所述储能柜内电化学电池热失控探测器包括中央处理器、氢气传感器、一氧化碳传感器、VOC传感器、温度传感器和报警器，所述氢气传感器的信号输出端、所述一氧化碳传感器的信号输出端、所述VOC传感器的信号输出端和所述温度传感器的信号输出端分别与所述中央处理器的信号输入端对应连接，所述中央处理器的报警信号输出端与所述报警器的信号输入端连接。作为优选，所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括通信电路，所述通信电路包括隔离电路和通信芯片，所述中央处理器的通信端与所述隔离电路串联连接后与所述通信芯片的本地通信端连接；所述通信芯片的远程通信端还连接有端口保护电路；所述通信芯片为RS485芯片，可直接与消防系统远程通信；所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括电源电路，所述电源电路包括去耦、防反接及过流保护电路，所述去耦、防反接及过流保护电路的输入端与直流电源连接，所述去耦、防反接及过流保护电路的输出端依次与5V电源及保护电路、3.3V电源及保护电路连接，所述3.3V电源及保护电路的输出端与所述中央处理器的电源输入端连接，所述5V电源及保护电路的输出端分别与所述氢气传感器的电源输入端、所述一氧化碳传感器的电源输入端、所述VOC传感器的电源输入端、所述温度传感器的电源输入端和电源隔离电路的输入端连接，所述电源隔离电路的输出端与所述通信芯片的电源输入端连接；所述报警器包括蜂鸣器和指示灯；所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括底座2和上盖1，所述中央处理器、所述氢气传感器、所述一氧化碳传感器、所述VOC传感器、所述温度传感器和所述报警器分别安装在底座2上，上盖1与底座2连接；上盖1上设有多个通孔形成上盖格栅4，底座2的外侧设有磁铁（图中未示出）和卡柱3。

如图1和图2所示，使用时，将多个本实用新型所述储能柜内电化学电池热失控探测器通过串联的方式布置在储能柜内，同时检测温度、一氧化碳、氢气、挥发性气体的参数，提前发现电化学电池如锂电池的热失控险情，在形成火灾前通过常规的综合算法进行判断，可以设置2个报警等级，根据检测到的多参量数据给出相应等级的报警，同时发出声光报警并将报警信号传递给站内消防主机，消防主机根据接收到的报警信号控制消防系统执行相对应的操作。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims

1.一种储能柜内电化学电池热失控探测器，其特征在于：包括中央处理器、氢气传感器、一氧化碳传感器、VOC传感器、温度传感器和报警器，所述氢气传感器的信号输出端、所述一氧化碳传感器的信号输出端、所述VOC传感器的信号输出端和所述温度传感器的信号输出端分别与所述中央处理器的信号输入端对应连接，所述中央处理器的报警信号输出端与所述报警器的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的储能柜内电化学电池热失控探测器，其特征在于：所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括通信电路，所述通信电路包括隔离电路和通信芯片，所述中央处理器的通信端与所述隔离电路串联连接后与所述通信芯片的本地通信端连接。

3.根据权利要求2所述的储能柜内电化学电池热失控探测器，其特征在于：所述通信芯片的远程通信端还连接有端口保护电路。

4.根据权利要求2或3所述的储能柜内电化学电池热失控探测器，其特征在于：所述通信芯片为RS485芯片。

5.根据权利要求2或3所述的储能柜内电化学电池热失控探测器，其特征在于：所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括电源电路，所述电源电路包括去耦、防反接及过流保护电路，所述去耦、防反接及过流保护电路的输入端与直流电源连接，所述去耦、防反接及过流保护电路的输出端依次与5V电源及保护电路、3.3V电源及保护电路连接，所述3.3V电源及保护电路的输出端与所述中央处理器的电源输入端连接，所述5V电源及保护电路的输出端分别与所述氢气传感器的电源输入端、所述一氧化碳传感器的电源输入端、所述VOC传感器的电源输入端、所述温度传感器的电源输入端和电源隔离电路的输入端连接，所述电源隔离电路的输出端与所述通信芯片的电源输入端连接。

6.根据权利要求1、2或3 所述的储能柜内电化学电池热失控探测器，其特征在于：所述报警器包括蜂鸣器和指示灯。

7.根据权利要求1、2或3 所述的储能柜内电化学电池热失控探测器，其特征在于：所述储能柜内电化学电池热失控探测器还包括底座和上盖，所述中央处理器、所述氢气传感器、所述一氧化碳传感器、所述VOC传感器、所述温度传感器和所述报警器分别安装在所述底座上，所述上盖与所述底座连接。

8.根据权利要求7所述的储能柜内电化学电池热失控探测器，其特征在于：所述上盖上设有多个通孔形成上盖格栅，所述底座的外侧设有磁铁和卡柱。