[实用新型]锂离子电池组热失控气体探测和自动报警器

说明书

本实用新型锂离子电池组热失控气体探测和自动报警器涉及的是一种针对锂离子电池组在仓库储存、充电过程中的热失控报警装置，对电池热失控时，泄放出易燃易爆气体时进行实时监测并及时报警。由收集装置、气体监测装置、控制装置和报警装置组成；其中收集装置由收集罩、阻火器、气泵组成；收集罩安装在锂离子电池组的正极上方，收集罩通过气体管道与气泵进气口相连，气体管道内装有阻火器；气体监测装置由气体收集箱、气体感应器、杜邦线组成。气泵出气口与气体收集箱相连，气体收集箱内装有气体感应器；控制装置由控制箱、单片机、气体感应器、气体感应器接口和控制电子线路组成；报警装置部分由蓝色LED报警灯、红色LED报警灯、蜂鸣器组成。

技术领域

本实用新型锂离子电池组热失控气体探测和自动报警器涉及的是一种针对锂离子电池组在仓库储存、充电过程中的热失控报警装置，对电池热失控时，泄放出易燃易爆气体时进行实时监测并及时报警。

背景技术

随着人们对高效、便捷的能量源的需求的不断增加，电池越来越被广泛地应用到生活、生产活动的方方面面。特别是锂离子电池，这种具有高容量、工作电压高、循坏寿命长、自放电低、可快速充放电等优点的电池早已被应用到人们日常生活的大部分领域，如手机、电脑、电动汽车、充电宝等领域。

在制作、储存、运输、高倍率充放电过程中，锂离子电池容易出现一些不可见的破损，使得电池内部结构发生改变，造成内短路、穿刺、挤压等致使锂离子电池发生热失控，从而引发安全事故。根据文献，锂离子电池燃烧分为两个阶段:初爆和燃爆，初爆到燃爆之间有一定的时间，锂离子电池发生初爆时，其安全阀开启将泄放出高温且易燃易爆的CO、H₂等气体，容易造成火灾爆炸中毒等安全事故。因此对锂离子电池发生初爆时释放的气体进行实时监测并及时报警，可避免因电池热失控引起安全事故。

当前，对锂离子电池的预测预警系统大多使用温度传感器进行预测，并且目前的预测预警系统大多针对单个电池，而不能对电池组这个整体进行预测预警。锂离子电池组热失控时会发生燃烧或爆炸，并释放出有毒和可燃气体，造成人员伤亡和财产损失。在电池仓库等密闭环境中，如果在某一锂离子电池发生热失控之后，进行及时预警并及时处理不仅可有效降低人员伤亡，还可避免其余电池因高温而导致其热失控所引起的次生安全事故，进一步降低财产损失。

发明内容

本实用新型目的是针对上述不足之处提供一种锂离子电池组热失控气体探测和自动报警器，是综合各种技术的不足以及事故教训，针对锂离子电池组在储存、充电等过程中的热失控设计相应的预警装置，用于锂离子电池组的充放电过程中，可以对锂离子电池在充放电过程中进行实时监测，从而为其提供一个良好的安全环境。防止锂离子电池在充电过程中发生热失控，导致锂离子电池发生火灾爆炸，造成人员伤亡和财产损失。因此，本发明通过对锂离子电池发生初爆后产生的CO和H₂进行监测，从而为锂离子电池在充放电过程中提供较高的安全性。

锂离子电池组热失控气体探测和自动报警器是采取以下技术方案实现：

锂离子电池组热失控气体探测和自动报警器由收集装置、气体监测装置、控制装置和报警装置组成；

其中收集装置由收集罩、阻火器、气泵组成；收集罩安装在锂离子电池组的正极上方，收集罩通过气体管道与气泵进气口相连，气体管道内装有阻火器。所述的阻火器分别设置在气泵的进气口和出气口端，能防止在收集气体的过程中，气体达到气体爆炸浓度，遇到火星发生火灾爆炸。

气体监测装置由气体收集箱（罐）、气体感应器、杜邦线组成。气泵出气口通过气体管道与气体收集箱（罐）相连，气体收集箱（罐）内装有气体感应器。气体收集箱（罐）上装有监视窗，能通过监视窗监视气体收集箱（罐）内气体收集状况。

控制装置由控制箱、单片机、气体感应器、气体感应器接口和控制电子线路组成；气体感应器监测到收集来的气体成分或浓度信号经与气体感应器接口，通过传输线路将信号传至单片机中执行判断程序。