一种电动自行车自动灭火系统及其灭火方法与流程

本发明属于电动自行车消防技术领域，涉及一种电动自行车自动灭火系统及其灭火方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，环保和可持续的发展的重要性就日渐突显。随着新能源的需求越来越高，由此引发了以电能为主要动力源的电动车行业的迅速发展，而电动自行车和电动摩托车以其价格低、绿色环保、使用安全方便等优点更受到消费者的喜爱。2017年底，我国已拥有电动自行车2.5亿辆，而且每年同比增长9.2％左右。

但在电动车保有量持续增长的同时，由于市场监管不到位、技术标准不健全等原因，近年来，我国电动车起火事件频繁发生。据不完全统计，从2009年-2012年，全国电动车火灾的年均增长率为50％。因此，随着电动车在社会上的占有量逐渐提高，电动车火灾发生的数量必进一步上升。因此，需要一款适用电动自行车的智能消防系统来解决以上问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动自行车自动灭火系统及其灭火方法，该系统采用一体化、小型化设计、模块化组装，既可单套使用，也可多组集成使用，易安装、免维护，抗震、抗干扰能力强、高压绝缘等特点，尤其是系统装置动作后对电子设备和电气系统无任何影响，适用于新能源电池、新能源车辆等场景火情保护。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电动自行车自动灭火系统，包括灭火装置,灭火装置安装在电动自行车内部车架上，并安装在被保护蓄电池的周围；

灭火装置包括安装固定在电动自行车内部车架上的罐体，罐体的顶部设有上端盖组件，下部设有喷嘴安装座，喷嘴安装座上安装有与罐体连通的喷嘴；

上端盖组件上设有灌水口和发生器连接口，灌水口处设有灌水塞子，发生器连接口处设有发生器塞子，同时罐体中位于发生器连接口的正下方设有动力装置，动力装置的动力输出端位于发生器连接口正下方，罐体内部一端设有控制盒，控制盒连接动力装置。

进一步地，电动自行车自动灭火系统还包括探测装置、报警装置和控制系统；

探测装置安装在蓄电池两极和蓄电池表面上；

控制系统包括单片机、充电保护电路和灭火保护电路，单片机的1引脚连接灭火保护电路，灭火保护电路连接灭火装置和蓄电池，单片机的3引脚和7引脚分别连接探测装置和报警装置，充电保护电路连接单片机的6引脚和蓄电池；同时充电器通过充电保护电路连接蓄电池。

进一步地，蓄电池和充电保护电路连接电源转换单元。

进一步地，充电保护电路包括与单片机的6引脚相连接的电阻r3，电阻r3一端连接电阻r5和三极管q1的基极，电阻r5和三极管q1的发射极均接地，三极管q1的集电极连接二极管d1的正极和继电器k1的5引脚，继电器k1的4引脚与二极管d1的负极相连接，继电器k1的4引脚连接蓄电池和con1端口的1引脚，继电器k1的1引脚连接con1端口的4引脚，con1端口连接充电器。

进一步地，灭火保护电路包括与单片机1引脚相连的电阻r7,电阻r7的一端连接电阻r8和三极管q2的基极，电阻r8和三极管q2的发射极均接地，三极管q2的集电极连接二极管d1的正极和继电器k2的5引脚，继电器k2的1引脚连接蓄电池，继电器k2的3引脚连接con2端口的1引脚，con2端口的2引脚接地，同时con2端口连接灭火装置。

一种电动自行车自动灭火系统的灭火方法，具体如下：

第一步，蓄电池充电时，单片机输出低电平，此时蓄电池端输出高电平，电流由蓄电池流向单片机，由于二极管d1具有单向传导性，使得蓄电池的电流经过继电器k1的4引脚流向5引脚，再由继电器k1的5引脚流入单片机，此时，继电器k1通电，继电器k1处于断开状态，充电器中的电流不能通过继电器k1流向单片机，只能流向蓄电池，实现蓄电池的充电；

第二步，当蓄电池电压超过阀值或电池温度超过80度时，单片机输出高电平，此时蓄电池端也输出高电平，继电器k1不通电，处于闭合状态，充电器中的电流通过继电器k1流行单片机，为单片机供电而不为蓄电池充电，实现充电电路的切断；

第三步，当探测装置探测到火情或蓄电池温度超过阀值时，单片机输出低电平，蓄电池输出高电平，电流由蓄电池流向单片机，由于二极管d1具有单向传导性，使得蓄电池的电流经过继电器k2的4引脚流向5引脚，再由继电器k1的5引脚流入单片机，此时，继电器k2通电，同时蓄电池的电流经过继电器k1的3引脚流向con2端口的1引脚，进而实现灭火装置的通电，进行灭火；

第四步，当电池温度正常时，单片机输出高电平，蓄电池输出高电平，继电器k2断开，灭火装置不能通电，进而不能进行灭火。

本发明的有益效果：

本发明采用一体化、小型化设计、模块化组装，既可单套使用，也可多组集成使用，易安装、免维护，抗震、抗干扰能力强、高压绝缘等特点，尤其是系统装置动作后对电子设备和电气系统无任何影响，适用于新能源电池、新能源车辆等场景火情保护。

本发明灭火装置体积小巧，并且安装方式灵活。可借用电动自行车原有空间快速安装，不需要改变原有车辆结构。

本发明通过充电保护电路和灭火保护电路的结合，实现对蓄电池电压超过阀值时，断开蓄电池的充电线路，以保护蓄电池在充电过程中发生过充导致的火灾隐患，并且当控制系统监测到蓄电池温度超过80度时，报警装置开始报警，并同时启动断路保护功能，同时对于有火情发生或蓄电池温度超过阀值时，启动灭火装置，以达到扑灭火灾和快速降温的效果。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明电动自行车自动灭火系统结构图；

图2为本发明灭火装置结构示意图；

图3为本发明灭火装置结构示意图；

图4为图3中a-a方向剖视图；

图5为图3中e-e方向剖视图；

图6为本发明灭火装置结构示意图；

图7为图6中f-f方向剖视图；

图8为充电保护电路示意图；

图9为灭火保护电路示意图。

具体实施方式

一种电动自行车自动灭火系统，如图1所示，包括灭火装置、探测装置、报警装置和控制系统；

灭火装置安装在电动自行车内部车架上，并安装在被保护蓄电池的周围，灭火装置体积小巧，并且安装方式灵活。可借用电动自行车原有空间快速安装，不需要改变原有车辆结构；

如图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，灭火装置包括安装固定在电动自行车内部车架上的罐体1，罐体1的顶部设有上端盖组件2，下部设有喷嘴安装座3，喷嘴安装座3上安装有与罐体1连通的喷嘴4；

上端盖组件2上设有灌水口21和发生器连接口22，灌水口处设有灌水塞子5，发生器连接口处设有发生器塞子6，同时罐体1中位于发生器连接口22的正下方设有动力装置7，动力装置7的动力输出端位于发生器连接口22正下方，罐体1内部一端设有控制盒8，控制盒8连接动力装置7，控制动力装置7为发生器提供动力，进行灭火；其中动力装置7采用型号为dtn3610的气体发生器；

探测装置安装在蓄电池两极和蓄电池表面上，用于实时采集蓄电池的电压、温度、内阻和鼓包状态等信息，并通过控制系统来实时监测蓄电池的工作情况，通过监测内阻的变化，来监测蓄电池的老化状态和储电量的变化；

如图8和图9所示，控制系统包括单片机、充电保护电路和灭火保护电路，单片机的1引脚连接灭火保护电路，灭火保护电路连接灭火装置的控制盒8和蓄电池，单片机的3引脚和7引脚分别连接探测装置和报警装置，充电保护电路连接单片机的6引脚和蓄电池；同时充电器通过充电保护电路连接蓄电池；

蓄电池和充电保护电路连接电源转换单元；

充电保护电路包括与单片机的6引脚相连接的电阻r3，电阻r3一端连接电阻r5和三极管q1的基极，电阻r5和三极管q1的发射极均接地，三极管q1的集电极连接二极管d1的正极和继电器k1的5引脚，继电器k1的4引脚与二极管d1的负极相连接，继电器k1的4引脚连接蓄电池和con1端口的1引脚，继电器k1的1引脚连接con1端口的4引脚，con1端口连接充电器；当蓄电池充电时，单片机输出低电平，此时蓄电池端输出高电平，电流由蓄电池流向单片机，由于二极管d1具有单向传导性，使得蓄电池的电流经过继电器k1的4引脚流向5引脚，再由继电器k1的5引脚流入单片机，此时，继电器k1通电，继电器k1处于断开状态，充电器中的电流不能通过继电器k1流向单片机，只能流向蓄电池，实现蓄电池的充电；当蓄电池电压超过阀值或电池温度超过80度时，单片机输出高电平，此时蓄电池端也输出高电平，继电器k1不通电，处于闭合状态，充电器中的电流通过继电器k1流行单片机，为单片机供电而不为蓄电池充电，实现充电电路的切断，以保护蓄电池在充电过程中发生过充导致的火灾隐患；

灭火保护电路包括与单片机1引脚相连的电阻r7,电阻r7的一端连接电阻r8和三极管q2的基极，电阻r8和三极管q2的发射极均接地，三极管q2的集电极连接二极管d1的正极和继电器k2的5引脚，继电器k2的1引脚连接蓄电池，继电器k2的3引脚连接con2端口的1引脚，con2端口的2引脚接地，同时con2端口连接灭火装置；在蓄电池温度较高时，当探测装置探测到火情或蓄电池温度超过阀值时，单片机输出低电平，蓄电池输出高电平，电流由蓄电池流向单片机，由于二极管d1具有单向传导性，使得蓄电池的电流经过继电器k2的4引脚流向5引脚，再由继电器k1的5引脚流入单片机，此时，继电器k2通电，同时蓄电池的电流经过继电器k1的3引脚流向con2端口的1引脚，进而实现灭火装置的通电，进行灭火；当电池温度正常时，单片机输出高电平，蓄电池输出高电平，继电器k2断开，灭火装置不能通电，控制盒处于断路状态，不能控制动力装置工作，进而不能进行灭火。

该电动自行车自动灭火方法，具体如下：

第一步，蓄电池充电时，单片机输出低电平，此时蓄电池端输出高电平，电流由蓄电池流向单片机，由于二极管d1具有单向传导性，使得蓄电池的电流经过继电器k1的4引脚流向5引脚，再由继电器k1的5引脚流入单片机，此时，继电器k1通电，继电器k1处于断开状态，充电器中的电流不能通过继电器k1流向单片机，只能流向蓄电池，实现蓄电池的充电；

第二步，当蓄电池电压超过阀值或电池温度超过80度时，单片机输出高电平，此时蓄电池端也输出高电平，继电器k1不通电，处于闭合状态，充电器中的电流通过继电器k1流行单片机，为单片机供电而不为蓄电池充电，实现充电电路的切断；

第三步，当探测装置探测到火情或蓄电池温度超过阀值时，单片机输出低电平，蓄电池输出高电平，电流由蓄电池流向单片机，由于二极管d1具有单向传导性，使得蓄电池的电流经过继电器k2的4引脚流向5引脚，再由继电器k1的5引脚流入单片机，此时，继电器k2通电，同时蓄电池的电流经过继电器k1的3引脚流向con2端口的1引脚，进而实现灭火装置中控制盒的通电，通过控制盒控制动力装置7工作，进而带动发生器工作，进行灭火；

第四步，当电池温度正常时，单片机输出高电平，蓄电池输出高电平，继电器k2断开，灭火装置不能通电，控制盒处于断路状态，因此动力装置不工作，进而不能进行灭火。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。