[发明专利]一种机器人电池安全监测系统及监测方法

说明书

本发明涉及一种机器人电池安全监测系统及监测方法。设置温度检测器、电流电压检测器、压力检测器对电池的电芯进行同步的检测，主控制器根据多个参数的检测结果进行控制，提高了控制的精度，提高的电池的安全性；设置了独创性的应变检测薄膜，检测更加精准，尤其适合电池外表面的应变应力的检测，电池设置外壳、多孔支撑层、两端保护模块和电芯层，对电芯进行保护，起到防震的效果，同时阻燃发泡材料瓶、发泡剂瓶和充气瓶可以在多孔支撑层内形成阻燃防爆层，从而进一步提高电池安全性。

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，尤其涉及一种机器人电池安全监测系统及监测方法。

背景技术

当前，电池安全是影响机器人应用的重要因素，申请号CN201810649837.7公开了一种锂电池的防爆阻燃结构，包括壳体、盖板；壳体内设有用于容纳锂电池的多个容腔，容腔之间设有阻燃层，盖板与壳体能够活动的连接，盖板上设有防爆结构、电源连接部；所述防爆结构包括由上至下依次间隔设置的干燥层、针刺部、能够允许气体通过而水不通过的隔膜，所述隔膜是可变形结构。

申请号CN201822058997.2公开了包括电池外壳和置于所述电池外壳内部的电池芯，电池芯位于所述电池外壳的内部中间位置处，且所述电池外壳的顶部与底部分别安装有正极帽和负极垫片；通过在电池芯的外部设置阻燃剂层，其中阻燃剂层为硅胶制成，可以为电池芯提供降温环境，充当阻燃剂，防止火势变大，阻燃剂层的外部还包覆有牵拉层，并在电池芯的顶部设置了灭火器，当电池内部因为短路或者过热，导致的内部气体过量，则会穿透密封垫，从泄压阀导向泄压通道内将内部压力排出；

电池危险的重要来源是外部的撞击或者穿刺，现有的阻燃层在被穿刺时阻燃层自身也会被刺穿，还存在一定的安全隐患。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题，提供一种机器人电池安全监测系统，包括电池包、主控制器、温度检测器、电流电压检测器、压力检测器、阻燃发泡材料瓶、发泡剂瓶和充气瓶；

温度检测器、电流电压检测器、压力检测器、阻燃发泡材料瓶、发泡剂瓶和充气瓶都连接至主控制器；

温度检测器用于检测电池包内部电芯的温度，并将检测的温度数据发送至主控制器；

电流电压检测器用于检测电池包的对外输出电压和电流，并将检测的电压和电流数据发送给主控制器；

压力检测器包括压力检测薄膜，压力检测薄膜设置于电池包的电芯外层，用于检测电池表面的受力情况，并将受力数据发送至主控制器；

阻燃发泡材料瓶、发泡剂瓶和充气瓶用于在电池包电芯外部混合后形成阻燃层，从而防止电池燃烧和爆炸；

主控制器采集电芯的温度数据、电流电压数据和电池包的受力数据，并进行分析；根据分析结果控制阻燃发泡材料瓶、发泡剂瓶和充气瓶的阀门开闭，以及阀门开闭的开度大小。

温度传感器为均匀分布在电芯外侧的多个温度探头组成的阵列，用于同时检测电芯多个位置的温度，并将最高温度发送至主控制器。

电流电压检测器检测电池包的对外输出电压和电流，设置有过流保护和过压保护，当电池包对外输出电流大于阈值时，电流电压检测器控制保险断开，从而使得电池包中断对外输出。

压力检测器为贴附在电芯外壁上的一层应变检测薄膜，制备方法为：

步骤一、在玻璃基底上涂覆一层特氟龙，然后用磁控溅射法在玻璃基底上的特氟龙层上镀一层铜，铜膜的厚度为100μm，铜膜上生长石墨烯单层膜；

步骤二、将石墨烯单层膜表面喷涂一层P(VDF-TrFE)膜，P(VDF-TrFE)膜为P(VDF-TrFE)粉溶解于二甲基甲酰胺形成的；