[发明专利]一种基于红外热成像仪探测锂电池热失控的方法

说明书

本发明公开了一种基于红外热成像仪探测锂电池热失控的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)通过红外热成像仪运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形；(2)将图像和图像进行图形预处理，利用中值滤波法进行去噪，并框出候选区域；(3)对候选区域进行非极大值抑制NMS处理得到温度最高的运动区域，计算运动区域最高温度，并判断所述最高温度是否超过预设阈值，以是否执行报警。本发明具有如下有益效果：(1)本发明缩短报警时间；(2)本发明可直观地观测到报警区域，为救援争取时间；(3)本发明可通过调整设定的报警阈值来适应于不同的锂电池运输和存储环境，提高火灾监控效率。

技术领域

本发明涉及锂电池热失控的检测技术领域，尤其涉及一种基于红外热成像仪探测锂电池热失控的方法。

背景技术

随着新能源汽车的市场规模逐步增长和储能电池的需求扩大，2015-2020年我国锂电池的产量不断增加。2020年，我国锂离子电池产量达188.45亿只，同2019年相比增长19.87％。伴随着锂电池总出货量的逐年增加，我国锂电池的运输量也呈指数倍增长，据调查每年锂电池占所有危险品运输总量的75％以上。而众所周知，锂电池一旦发生热失控具有爆炸能量大、喷射气体温度高、波及范围广等特点。因此，安全无小事，对锂电池运输途中的安全监控是防止发生事故的第一步也是最重要的一步。

锂电池作为第九类危险品，根据《锂电池运输规范》7.8.3章节规定，锂电池电芯的额定能量不超过20Wh，锂电池的额定能量不超过100Wh，而锂电池的最佳存储SOC为满荷电状态的三分之一到一半之间，因此为了保持锂电池良好的性能，运输的锂电池都会具有40％左右的电量。据相关实验研究表明：一节SOC为30％的21700型锂电池发生热失控时会产生超过100℃的高温，60％的锂电池会产生超过500℃的高温，而一节满荷电状态的锂电池会产生超过1000℃的高温，同时都还会从电池正极处喷射出大量的高温物质和气体以及萘、苯、戊二烯、苯乙烯等毒性有机物，影响人们的身体健康。

目前，在运输行业包括锂电池运输使用最广泛的是烟雾探测器，烟雾探测器又分为离子感烟和光电感烟。离子感烟火灾探测器是利用火灾发生时产生的烟雾能改变空气的导电性这一原理制成的，但由于离子感烟探测器受温度、湿度和杂尘等因素的影响较大，容易诱发假报、误报的现象，该报警器不适用于有大量粉尘、蒸气、烟雾、油雾、水雾等滞留的场所，因为一旦干扰颗粒改变探测室中空气的电离情况，探测器就会反馈假信号。同时，探测器中存在放射性物质，对人身安全和生态环境都会产生威胁。光电感烟火灾探测器是典型的烟雾探测器，它是利用烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质研制而成，但由于光电感烟探测器本质上是粒子探测器且对黑烟灵敏度较低，经常产生虚假信号，而且运输舱易产生干扰颗粒，一旦这些干扰物飘入探测室，当探测器红外光线产生足够的反射和散射时，就会导致光电管中光电流的增加，产生假火警报。由于该探测器只能检测到粒径大于0.4μm的粒子，本身又无法分辨出进入传感器探测室的物质属性，在正常情况和火灾情况的典型差别仅有0.09％前提下，较小的信号变化会使探测器极易受到干扰因素的影响，并且该类火灾报警器无法检测一氧化碳等可燃气体的存在，导致误报情况频频发生。

另外，烟雾探测器在货舱空间足够大的情况下，必须等到烟雾颗粒进入探测器探测室时才会报警，这会导致报警时间过长，错过最佳灭火时机。

发明内容

本发明提供的一种基于红外热成像仪探测锂电池热失控的方法，其主要解决在货舱空间足够大的情况下，必须要等到烟雾颗粒进入探测器探测室时才可报警的问题，而红外热成像仪可以直观地从图像上进行甄别，无需等待烟雾颗粒进入探测器探测室，缩短了报警时间，将经济损失与社会危害降到了最低。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于红外热成像仪探测锂电池热失控的方法，包括如下步骤：

S1：通过红外热成像仪运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号，将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形；