一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统的制作方法

本发明属于锂电池火灾，具体涉及一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统。

背景技术：

1、新能源汽车、储能电站等场所常常集中使用锂离子电池，锂离子电池由于内部损耗容易产热升温，其中锂离子硬壳电池会在顶部配有一个安全阀，电池内部发生热失控时，内部化合物受热膨胀，压力过大，安全阀会开启排气减压，避免爆炸。

2、安全阀开启后，电池内部泄露出的化学物质在高温的条件下会与空气中的氧气发生化学反应，有可能起火。

3、现有的电池舱内检测装置，使用如红外探测器、烟感、温感探测器等预防火灾，而电池舱内电池密集且有支架覆盖，产生遮挡，使探测器响应时间延长，并不能及时发出预警，为此，我们提出一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，能够瞬时检测到热失控的振动信号，降低不同振动信号之间的干扰，有利于电池热失控快速预警和准确预警，预警后及时撤离振动传感器。

2、本发明采取的技术方案具体如下：

3、一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，包括控制处理器，所述控制处理器信号连接有多个灭火器电动阀、探测模块、发送模块和喷洒模块；

4、所述探测模块包括信号连接于控制处理器的振动传感器，所述振动传感器的外部均套设有呈环形结构的冷却包，所述振动传感器的根部均固定安装有连接机构，所述振动传感器的探测端均朝下且均固定安装有破碎件，所述破碎件均由圆盘以及一体化安装在圆盘下表面的多个小柱组成；

5、所述喷洒模块包括信号连接于控制处理器的泡沫电动阀，所述泡沫电动阀的进液端均固定安装有泡沫供应机构，所述泡沫电动阀的出液端均固定安装有喷洒管，所述喷洒管的一端插接于对应冷却包的一个开口；

6、所述连接机构包括固定安装在振动传感器根部的法兰板，所述法兰板的下表面均铰接有卡箍，所述卡箍的内侧均套接于对应喷洒管位于冷却包内部的一端，工作时，破碎件抵住对应安全阀上表面并支撑振动传感器，锂电池热失控后安全阀开启排气减压并击中破碎件，破碎件碎裂震动振动传感器，能够瞬时检测到热失控的振动信号，并利用冷却包边冷却边形变进行缓冲，可以分隔不同振动传感器和破碎件，降低不同振动信号之间的干扰，再由发送模块朝显示终端发送预警信息，有利于电池热失控快速预警和准确预警，最后沿喷洒管朝对应冷却包内喷洒高倍数泡沫灭火剂，在喷洒的反作用拉动振动传感器，预警后及时撤离振动传感器。

7、所述冷却包的一侧均对称固定安装有两个硬管，两个相邻所述硬管的一端之间均固定安装有电动截止阀，利用冷却包中的冷却水吸收锂电池外侧的热量，可紧急散热，并打开电动截止阀，利用硬管连通同一水平行的冷却包，可将一个冷却包吸收的热量传递给其连通的冷却包，提高散热上限。

8、位于最外一侧的所述硬管的一端均安装有冷却液泵，启动冷却液泵抽取冷却水，沿硬管泵送给对应冷却包，再沿位于最外另一侧的硬管排出，可带走冷却包中的热量，提高散热效率。

9、所述冷却液泵的进液端均安装有循环管，所述循环管远离冷却液泵的一端均连接于对应最外另一侧硬管的一端，所述循环管的外部均设置有信号连接于控制处理器的散热风扇，冷却液泵启动后，最外另一侧硬管排出的冷却水沿循环管输送给对应冷却液泵，形成冷却水循环回路，重复利用冷却水，并启动散热风扇朝循环管吹风，使气流带走冷却水循环回路中的热量，能够持续对冷却包散热。

10、所述泡沫供应机构包括固定安装在泡沫电动阀进液端的输送管，所述输送管远离对应泡沫电动阀的一端之间固定安装有增压泵，所述增压泵的进液端固定连接有高倍数泡沫灭火剂罐，泡沫电动阀打开后，启动增压泵抽吸高倍数泡沫灭火剂罐内的高倍数泡沫灭火剂，沿输送管输送给泡沫电动阀，以便对应喷洒管喷出高倍数泡沫灭火剂，无需手动控制，自动化程度高。

11、所述发送模块包括信号连接于控制处理器的bms通讯单元和5g通讯单元，发送预警信号时，可选用bms通讯单元或5g通讯单元，bms通讯单元的传输性能稳定，而5g通讯单元的传输快。

12、本发明取得的技术效果为：

13、本发明的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，工作时，破碎件抵住对应安全阀上表面并支撑振动传感器，锂电池热失控后安全阀开启排气减压并击中破碎件，破碎件碎裂震动振动传感器，能够瞬时检测到热失控的振动信号，并利用冷却包边冷却边形变进行缓冲，可以分隔不同振动传感器和破碎件，降低不同振动信号之间的干扰，再由发送模块朝显示终端发送预警信息，有利于电池热失控快速预警和准确预警，最后沿喷洒管朝对应冷却包内喷洒高倍数泡沫灭火剂，在喷洒的反作用拉动振动传感器，预警后及时撤离振动传感器。

14、本发明的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，利用冷却包中的冷却水吸收锂电池外侧的热量，可紧急散热，并打开电动截止阀，利用硬管连通同一水平行的冷却包，可将一个冷却包吸收的热量传递给其连通的冷却包，提高散热上限。

15、本发明的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，启动冷却液泵抽取冷却水，沿硬管泵送给对应冷却包，再沿位于最外另一侧的硬管排出，可带走冷却包中的热量，提高散热效率。

16、本发明的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，冷却液泵启动后，最外另一侧硬管排出的冷却水沿循环管输送给对应冷却液泵，形成冷却水循环回路，重复利用冷却水，并启动散热风扇朝循环管吹风，使气流带走冷却水循环回路中的热量，能够持续对冷却包散热。

技术特征：

1.一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，包括控制处理器(1)，其特征在于：所述控制处理器(1)信号连接有多个灭火器电动阀(2)、探测模块、发送模块和喷洒模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：所述冷却包(4)的一侧均对称固定安装有两个硬管(10)，两个相邻所述硬管(10)的一端之间均固定安装有电动截止阀(11)。

3.根据权利要求2所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：位于最外一侧的所述硬管(10)的一端均安装有冷却液泵(12)。

4.根据权利要求3所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：所述冷却液泵(12)的进液端均安装有循环管(13)，所述循环管(13)远离冷却液泵(12)的一端均连接于对应最外另一侧硬管(10)的一端，所述循环管(13)的外部均设置有信号连接于控制处理器(1)的散热风扇(14)。

5.根据权利要求4所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：所述散热风扇(14)之间电性连接有电瓶(15)。

6.根据权利要求1所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：所述泡沫供应机构包括固定安装在泡沫电动阀(6)进液端的输送管(16)，所述输送管(16)远离对应泡沫电动阀(6)的一端之间固定安装有增压泵(17)，所述增压泵(17)的进液端固定连接有高倍数泡沫灭火剂罐(18)。

7.根据权利要求6所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：所述增压泵(17)信号连接有与控制处理器(1)信号连接的急停按钮(19)。

8.根据权利要求1所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：所述法兰板(9)的下表面还转动安装有至少两个滚轮(20)。

9.根据权利要求1所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：所述发送模块包括信号连接于控制处理器(1)的bms通讯单元(21)和5g通讯单元(22)。

10.根据权利要求1所述的一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，其特征在于：所述冷却包(4)的一侧均还固定安装有与控制处理器(1)信号连接的警示灯(23)。

技术总结
本发明属于锂电池火灾技术领域，具体涉及一种基于振动信号检测的电池热失控预警系统，包括控制处理器，控制处理器信号连接有多个灭火器电动阀、探测模块、发送模块和喷洒模块；探测模块包括信号连接于控制处理器的振动传感器，振动传感器的外部均套设有呈环形结构的冷却包，振动传感器的根部均固定安装有连接机构，振动传感器的探测端均朝下且均固定安装有破碎件，破碎件均由圆盘以及一体化安装在圆盘下表面的多个小柱组成；喷洒模块包括信号连接于控制处理器的泡沫电动阀。本发明能够瞬时检测到热失控的振动信号，降低不同振动信号之间的干扰，有利于电池热失控快速预警和准确预警，预警后及时撤离振动传感器。

技术研发人员：任东亮
受保护的技术使用者：烟台创为新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15