[发明专利]一种电池热失控状态检测控制装置及方法

权利要求书

1.一种电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：包括报警显示单元、1~256个检测控制单元和灭火器；所述的报警显示单元和检测控制单元通过CAN总线或RS485总线连接，每个检测控制单元连接控制独立的灭火器；所述的报警显示单元安装在有人值守的位置，显示各个检测控制单元的报警状态，当接收到检测控制单元报警报文时，有声光报警提示，并控制灭火器喷射灭火剂灭火；

所述的检测控制单元安装在电池箱内，实时采集电池箱内环境信息，包括温度传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器和火焰传感器，根据传感器数值综合判定电池热失控状态报警等级；

电池温度检测通过贴片式温度传感器实现，检测范围-50～300℃，检测精度±0.5℃；温度传感器实现安装在电池表面或电池极耳处，检测控制单元中的温度传感器实时采集电池温度，当温度超过设定的阈值或温度变化率过快时，进行系统报警；

所述可燃气体传感器采用半导体式气体传感器，检测甲烷、丙烷、一氧化碳、氢气、硫化氢气体；检测量程0～50000ppm，分辨率50ppm，精度±5%；

所述烟雾传感器采用光电式或离子式传感器检测，检测量程0.10～0.25dB/m，精度±5%；当检测到烟雾含量超过设定的阈值时，通过总线发送报警报文；

所述火焰传感器对电池箱进行不间断的监测，把火灾特征参数及时准确地检测出来并报警；火焰传感器在其他传感器不能对电池初期灭火判断起作用时，作为电池火灾最终判断依据，同时发送报警报文；

所述报警等级分为三个等级：三级报警表示电池组出现异常情况，手动喷射灭火器；二级报警表示电池组已经发生了热失控，检测控制单元将自动喷射灭火剂；一级报警最为严重，检测控制单元将自动喷射灭火剂；

当电池箱内温度异常，或有少量可燃气体或烟雾，触发三级报警，

当电池箱内电池出现发热、肿胀异常情况时，探测到电池箱内一氧化碳、甲烷、氢气气体增多，当可燃气体含量或烟雾浓度达到设定值时，触发二级报警，显示报警单元进行声光报警提示，同时启动灭火器Ⅰ、Ⅱ，喷射气体灭火剂，初爆灭火剂选用七氟丙烷，七氟丙烷灭火剂瞬间膨胀吸热，湮灭电池箱内锂电池；

当初爆发生后，火灾探测系统探测到可燃气含量和温度剧烈波动信号，则启动抑爆器Ⅲ、Ⅳ的一级报警，喷射灭火介质，对二次燃爆进行抑制；

所述灭火器安装在电池箱内；灭火器设计为多脉冲喷射灭火，具体由4个灭火弹Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组成，分为两组，Ⅰ、Ⅱ为一组，Ⅲ、Ⅳ为一组；灭火剂采用不同种类的灭火介质，灭火弹Ⅰ、Ⅱ采用储压设计，内装气体灭火剂七氟丙烷，用于抑制初爆发生和降低初爆规模，设计压力不高于2.5MPa，容积大于200ml，单发灭火弹释放，灭火剂浓度不低于20%，高于七氟丙烷最低灭火浓度；灭火弹Ⅲ、Ⅳ内装冷气溶胶灭火剂，对燃烧反应进行物理窒息、气相化学抑制、固相化学抑制，设计压力不高于0.8MPa，灭火空间不小于2m³。

2.根据权利要求1所述的一种电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：设定单体温度阈值为70℃，温度变化率为2℃/s。

3.根据权利要求1所述的一种电池热失控状态检测控制装置，其特征在于：设定烟雾含量报警阈值为0.15dB/m。

4.一种电池热失控状态检测控制方法，其特征在于，包括权利要求1-3任一所述的电池热失控状态检测控制装置，所述方法还包括如下步骤：

步骤1：检测控制单元实时采集电池箱内温度、烟雾、可燃气体和火焰传感器数据；同时，将传感器数据通过报文发送至报警显示单元；

步骤2：报警显示单元接收并解析检测控制单元发送的报文，保存传感器数据；同时，将本次采集到的传感器数据与前一次采集的传感器数据相比较，得到数据变化速率；

步骤3：报警显示单元根据传感器数值和变化速率综合判定该电池箱热失控状态，并在显示屏上显示报警状态；

步骤4：报警显示单元根据报警等级发送灭火控制报文，无报警则执行步骤2，三级报警则执行步骤5，二级报警则执行步骤6，一级报警则执行步骤7；

步骤5：报警显示单元判定是否人为按下手动灭火操作：是，则执行步骤6；否，则不动作；

步骤6：报警显示单元发送灭火弹Ⅰ、Ⅱ喷射指令；

步骤7：报警显示单元发送灭火弹Ⅲ、Ⅳ喷射指令；

步骤8：检测控制单元根据报警显示指令控制灭火器喷射。