[发明专利]一种储能系统锂离子电池火灾预警方法

权利要求书

1.一种储能系统锂离子电池火灾预警方法，其特征在于：采用储能系统锂离子电池火灾预警系统，系统包括储能构件和预警系统，储能构件包括储能箱体(2)和锂离子电池，预警系统包括激光器(1)、光隔离器(3)、光耦合器(4)、AOM(5)、光纤放大器(6)、消偏器(7)、第一环形器(9)、第二环形器(8)、光纤布拉格光栅FBG(10)、光纤控制器(11)、EOM(12)、扫频器(13)、光电探测器(14)、数据采集器(15)、计算机(16)，

激光器(1)依次与光隔离器(3)、光耦合器(4)连接，光耦合器(4)的输出端分别与光纤控制器(11)的接收端和AOM(5)的接收端连接，AOM(5)的输出端与光纤放大器(6)的接收端连接，光纤放大器(6)的输出端与消偏器(7)的接收端连接，消偏器(7)的输出端与第二环形器(8)的接收端连接；

储能箱体(2)内分隔设置有若干个平行的电池单元(24)，电池单元(24)内设置有锂离子电池，电池单元(24)外壁设置有传感光纤(29)，第二环形器(8)的输出端与储能箱体(2)的传感光纤(29)的光入口连接，传感光纤(29)的光出口与第一环形器(9)的第一接收端连接，第一环形器(9)的第一输出端与光纤布拉格光栅FBG(10)的接收端连接，光纤布拉格光栅FBG(10)的输出端与第一环形器(9)的第二接收端连接，第一环形器(9)的第二输出端与EOM(12)的输入端连接，EOM(12)的输出端与扫频器(13)的接收端连接，扫频器(13)的输出端与光电探测器(14)的接收端连接，光电探测器(14)的输出端与数据采集器(15)连接，数据采集器(15)与计算机(16)连接；

预警方法的具体步骤如下：

(1)激光器发射激光光波，激光光波经光隔离器隔离反射光源，再经光耦合器耦合成两路光波，即光波A和光波B；

(2)光波A经AOM调制器调制成脉冲光，脉冲光经光纤放大器放大至布里渊散射所需的泵浦光功率，经消偏器消偏以消除光纤放大器的偏振损耗，再经第二环形器处理使光路的偏振方向与通过EOM的光相匹配，然后进入储能箱体的传感光纤初始端，光经传感光纤输出端进入第一环形器使光路的偏振方向与通过EOM的光相匹配，光再经光纤布拉格光栅FBG滤除使频率上移的边带光作为探测光返回第一环形器中，再传输至EOM中；

(3)光波B通过光纤控制器调节控制偏振方向，使光波B的偏振方向与第一环形器调整后的光信号的偏振方向一致，光传输至EOM中；

(4)光波A和光波B的两路光经EOM频移后作为两束有相位差的连续探测光，连续探测光由EOM输出到扫频器中，扫频器对连续光进行连续的循环扫描，将两组光波循环信号输出到光电探测器中，光电探测器将光信号转化为电信号并将电信号传输到数据采集器中，数据采集器再将电信号数据传输至计算机，计算机通过数字平均算法从噪声中分辨出布里渊信号，实现布里渊散射频移量、强度值的提取，利用布里渊散射频量、强度值与温度应变关系式得到锂离子电池表面的温度与应变。

2.根据权利要求1所述储能系统锂离子电池火灾预警方法，其特征在于：布里渊散射频量、强度值与温度应变关系式为

v_B(T₀,ε)＝v_B(T₀,0)(1+4.48ε)

式中，v_B为布里渊频移，ρ为介质密度，E为介质的杨氏弹性模量，ε为应变，T为温度，其中T₀为初始温度，u为泊松比，C为光速，n为光纤材料折射率。