一种基于光谱的电池箱热失控探测装置的制作方法

本发明涉及储能系统热失控检测，尤其涉及一种基于光谱的电池箱热失控探测装置。

背景技术：

1、电池箱作为动力的基础和来源，是新能源技术重要的组成部分。在电池箱使用过程中，由于电池内部化学反应，当工作过程中出现异常情况时，如过充、过放、短路等，会导致电池温度升高，甚至引起热失控。因此，对于电池箱的安全使用和热失控探测等相关技术的研究迫在眉睫。

2、光电烟雾探测器是电池箱常用的热失控探测设备，但传统的光电式烟雾探测器需要一个庞大的迷宫罩覆盖在光学装置上，体积较大，即便想要安装到电池箱内，也没有足够空间进行安装；而且传统的光电式烟雾探测器在灰尘、水汽等颗粒物进入到烟感探测器后会产生误报警，探测结果准确性低，有漏报或者误报风险。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于光谱的电池箱热失控探测装置。

2、本发明提出的一种基于光谱的电池箱热失控探测装置，包括：壳体，壳体内安装有水平布置的隔板，隔板将壳体内部隔成由上到下依次布置的第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室独立；第一腔室的侧壁、顶壁和底壁均为黑色光滑壁面，第一腔室的每个侧壁上均匀设有多组第一透气孔组，每组第一透气孔组包括多个呈行列布置的第一透气孔，第一腔室的顶壁外缘与每组第一透气孔组对应处设有第二透气孔组，每组第二透气孔组包括多个呈行列布置的第二透气孔，且第一腔室的顶壁的中部和底壁的中部之间形成探测区域；

3、隔板上安装有用于向探测区域发射探测光的发光二极管和用于接收探测区域返回的探测光并将返回的探测光转换成电信号的光电二极管；第二腔室内安装有控制器，控制器分别与发光二极管和光电二极管电连接，控制器用于根据电信号计算探测区域的颗粒浓度值。

4、优选地，第一腔室的每个侧壁上均匀开设有多个第一透气槽，第一腔室的顶壁外缘与每个第一透气槽对应处设有第二透气槽，且第一透气槽和第二透气槽连通，第一透气槽和第二透气槽内安装有l型的透气格栅，第一透气孔组的第一透气孔和对应的第二透气孔组的第二透气孔均为透气格栅上的格栅孔。

5、优选地，壳体为立方体结构或圆柱体结构。

6、优选地，第一透气孔和第二透气孔的直径均小于0.3 mm。

7、优选地，发光二极管的数量为多个，多个发光二极管具有不同的光谱；光电二极管的数量为多个，多个发光二极管和多个光电二极管一一对应构成用于探测气体颗粒浓度的光谱探测组件。

8、优选地，发光二极管的数量为2个，光电二极管的数量为2个，2个发光二极管分别为蓝色发光二极管和红色发光二极管，2个光电二极管的有效面积分别为0.4mm²和0.8mm²，且探测光的入射角范围为27.5°~67.5°，探测光的出射角范围为27.5°~67.5°。

9、优选地，控制器用于根据光电二极管转换成的电信号实时计算探测区域的颗粒浓度值，具体为：

10、控制器用于根据不同光电二极管转换成的电信号计算不同探测光的功率传输比ptr；

11、根据不同探测光的功率传输比ptr分别计算其转置矩阵和共轭矩阵；

12、根据不同探测光的功率传输比ptr、转置矩阵、共轭矩阵计算颗粒浓度值。

13、优选地，控制器内还预设有标准参数，标准参数包括不同探测光在不同遮蔽率下的ptr比值上升的斜率和对应标准中的遮光比；

14、控制器还用于根据标准参数和不同探测光的功率传输比ptr判断探测区域中的颗粒的类型；其中，颗粒的类型包括烟雾颗粒、灰尘、水汽和油雾中的一种或多种。

15、优选地，控制器内预设有软件报警策略报警策略，控制器还用于根据软件报警策略和颗粒浓度值输出不同热失控报警等级。

16、优选地，控制器中还预设有高斯滤波模块，高斯滤波模块用于对光电二极管转换成的电信号进行滤波。

17、本发明中，所提出的基于光谱的电池箱热失控探测装置，舍去了传统迷宫罩，通过设置了第一腔室的侧壁、顶壁和底壁均为黑色光滑壁面，第一透气孔组和第二透气孔组的设置能够使烟雾颗粒由第一腔室的周侧的各个方位以及其顶壁的周侧进入到位于中部的探测区域，有利于提高探测的一致性，减少了第一透气孔和第二透气孔透出的光对第一腔室的顶壁的中部和底壁的中部之间形成的探测区域的影响，使得探测光能够根据原有的设计角度进行反射，方便探测光对电池箱产生的带颗粒的气体进行实时精准的探测，也保留了壳体保护内部器件的功能，而且将控制器与探测区域位于两个独立的腔室内，探测区域的颗粒不会沉积在控制器等电器元件上，避免了颗粒长时间堆积在控制器等电器元件上带来的危害，如短路、接触不良或通风不良。本发明中的去迷宫设计不仅使装置体积显著减小，能够适应更多对体积有要求的场景，而且成本也明显降低。

技术特征：

1.一种基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，包括：壳体（1），壳体（1）内安装有水平布置的隔板（2），隔板（2）将壳体（1）内部隔成由上到下依次布置的第一腔室（11）和第二腔室（12），第一腔室（11）和第二腔室（12）独立；第一腔室（11）的侧壁、顶壁和底壁均为黑色光滑壁面，第一腔室（11）的每个侧壁上均匀设有多组第一透气孔组，每组第一透气孔组包括多个呈行列布置的第一透气孔（13），第一腔室（11）的顶壁外缘与每组第一透气孔组对应处设有第二透气孔组，每组第二透气孔组包括多个呈行列布置的第二透气孔（14），且第一腔室（11）的顶壁的中部和底壁的中部之间形成探测区域；

2.根据权利要求1所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，壳体（1）为立方体结构或圆柱体结构。

4.根据权利要求1所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，第一透气孔（13）和第二透气孔（14）的直径均小于0.3 mm。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，发光二极管的数量为多个，多个发光二极管具有不同的光谱；光电二极管的数量为多个，多个发光二极管和多个光电二极管一一对应地布置。

6.根据权利要求5所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，发光二极管的数量为2个，光电二极管的数量为2个，2个发光二极管分别为蓝色发光二极管和红色发光二极管，2个光电二极管的有效面积分别为0.4mm²和0.8mm²，且探测光的入射角范围为27.5°~67.5°，探测光的出射角范围为27.5°~67.5°。

7.根据权利要求5所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，控制器用于根据光电二极管转换成的电信号实时计算探测区域的颗粒浓度值，具体为：

8.根据权利要求7所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，控制器内还预设有标准参数，标准参数包括不同探测光在不同遮蔽率下的ptr比值上升的斜率和对应标准中的遮光比；

9.根据权利要求1所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，控制器内预设有软件报警策略报警策略，控制器还用于根据软件报警策略和颗粒浓度值输出不同热失控报警等级。

10.根据权利要求1所述的基于光谱的电池箱热失控探测装置，其特征在于，控制器中还预设有高斯滤波模块，高斯滤波模块用于对光电二极管转换成的电信号进行滤波。

技术总结
本发明公开了一种基于光谱的电池箱热失控探测装置，包括：壳体，壳体内安装有水平布置的隔板，隔板将壳体内部隔成由上到下依次布置的第一腔室和第二腔室；第一腔室的侧壁、顶壁和底壁均为黑色光滑壁面，第一腔室的侧壁和顶壁上均开设有透气孔，且第一腔室的顶壁和底壁之间形成探测区域；隔板上安装有用于向探测区域发射探测光的发光二极管和用于接收探测区域返回的探测光并将返回的探测光转换成电信号的光电二极管；第二腔室内安装有控制器，控制器分别与发光二极管和光电二极管电连接。本发明在舍去了传统迷宫罩以减小体积的同时能够使探测光根据原有的设计角度进行反射，方便探测光对电池箱产生的带颗粒的气体进行实时精准的探测。

技术研发人员：郭书琪,胡庆节,童涛,宋亮,朱兴国
受保护的技术使用者：安徽中科中涣智能装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15