全文摘要
本实用新型涉及报警开关技术领域，尤其为一种锂电池火灾报警开关，包括主控单元以及盒体，所述电压采集接口、电流采集模块设置在所要监测的锂电池安装箱内，且均连接AD转换模块，电压采集接口、电流采集模块与锂电池输出端连接，AD转换模块、温度采集模块连接到CAN通信模块，主控单元通过CAN总线与CAN通信模块连接，CAN通信模块通过电量计量模块与AD转换模块连接，CAN通信模块连接有气相色谱仪，气体采样泵将箱内气体送入到气相色谱仪，该气相色谱仪气体成分进行定性分析，所述主控单元还连接有报警模块。本实用新型，能更加直观的反映锂电池内部工作状态，为险情发生时，发出声光报警，为人员逃生提供信息，可有效降低人员伤亡。
主设计要求
1.一种锂电池火灾报警开关，包括主控单元以及盒体，其特征在于，还包括电压采集接口、电流采集模块以及温度采集模块和气体采样泵，所述电压采集接口、电流采集模块设置在所要监测的锂电池安装箱内，且均连接AD转换模块，电压采集接口、电流采集模块与锂电池输出端连接，所述温度采集模也设置在所要监测的锂电池安装箱内，所述AD转换模块、温度采集模块连接到CAN通信模块，所述主控单元安装在盒体内，且通过CAN总线与CAN通信模块连接，所述CAN通信模块通过电量计量模块与AD转换模块连接，CAN通信模块连接有气相色谱仪，所述气体采样泵安装在所要监测的锂电池安装箱内，并将箱内气体送入到气相色谱仪，该气相色谱仪气体成分进行定性分析，所述主控单元还连接有报警模块。
设计方案
1.一种锂电池火灾报警开关，包括主控单元以及盒体，其特征在于，还包括电压采集接口、电流采集模块以及温度采集模块和气体采样泵，所述电压采集接口、电流采集模块设置在所要监测的锂电池安装箱内，且均连接AD转换模块，电压采集接口、电流采集模块与锂电池输出端连接，所述温度采集模也设置在所要监测的锂电池安装箱内，所述AD转换模块、温度采集模块连接到CAN通信模块，所述主控单元安装在盒体内，且通过CAN总线与CAN通信模块连接，所述CAN通信模块通过电量计量模块与AD转换模块连接，CAN通信模块连接有气相色谱仪，所述气体采样泵安装在所要监测的锂电池安装箱内，并将箱内气体送入到气相色谱仪，该气相色谱仪气体成分进行定性分析，所述主控单元还连接有报警模块。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池火灾报警开关，其特征在于：所述报警模块包括安装在盒体上的蜂鸣器以及报警指示灯。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的一种锂电池火灾报警开关，其特征在于：还包括与主控单元连接的OLED显示屏以及手动开关，所述OLED显示屏以及手动开关安装在盒体上。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池火灾报警开关，其特征在于：所述主控单元采用STC12C5A60S芯片，电流采集模块采用ACS712ELCTRG-05B型霍尔式电流互感器，AD转换模块采用MSP430，电量计量模块采用HLW8012芯片，温度采集模块采用DS18B20温度传感器。
5.根据权利要求3所述的一种锂电池火灾报警开关，其特征在于：所述OLED显示屏采用采用分辨率为128×64、型号为WEO012864G的OLED屏。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及报警开关技术领域，具体为一种锂电池火灾报警开关。
背景技术
目前新能源汽车动力电池使用的主流电池是锂电池(包括三元电池在内)。伴随着锂电池安全问题日益突出，如电池使用过程中因与安装箱体之间撞击、连接件松动引起过流发热、电池管理系统失控导致过充或过放、因外力因素导致的电池内部或外部线路短路等原因造成电池内部温度升高而导致电解液挥发分解并产生可燃气体，电池发生鼓包、爆裂最后发生火灾的情况，如何能够及时将探测到的险情向驾驶室给予报警，并采取紧急措施，给人员逃生报警，能够有效的降低火灾的危害，保护生命与财产安全。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种锂电池火灾报警开关，以解决上述背景技术中提出的问题。所述锂电池火灾报警开关能更加直观的反映锂电池内部工作状态，为险情发生时，发出声光报警，为人员逃生提供信息，可有效降低人员伤亡。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种锂电池火灾报警开关，包括主控单元以及盒体，还包括电压采集接口、电流采集模块以及温度采集模块和气体采样泵，所述电压采集接口、电流采集模块设置在所要监测的锂电池安装箱内，且均连接AD转换模块，电压采集接口、电流采集模块与锂电池输出端连接，所述温度采集模也设置在所要监测的锂电池安装箱内，所述AD转换模块、温度采集模块连接到CAN通信模块，所述主控单元安装在盒体内，且通过CAN总线与CAN通信模块连接，所述CAN通信模块通过电量计量模块与AD转换模块连接，CAN通信模块连接有气相色谱仪，所述气体采样泵安装在所要监测的锂电池安装箱内，并将箱内气体送入到气相色谱仪，该气相色谱仪气体成分进行定性分析，所述主控单元还连接有报警模块。
优选的，所述报警模块包括安装在盒体上的蜂鸣器以及报警指示灯。
优选的，还包括与主控单元连接的OLED显示屏以及手动开关，所述OLED显示屏以及手动开关安装在盒体上。
优选的，所述主控单元采用STC12C5A60S芯片，电流采集模块采用ACS712ELCTRG-05B型霍尔式电流互感器，AD转换模块采用MSP430，电量计量模块采用HLW8012芯片，温度采集模块采用DS18B20温度传感器。
优选的，所述蜂鸣器采用采用分辨率为128×64、型号为WEO012864G的OLED屏。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型，使用时，电压采集接口、ACS712ELCTRG-05B型霍尔式电流互感器、DS18B20温度传感器、能够对电池工作电压、电流、温度及荷电状态等主要参数和工作状态进行实时监控和健康评估，利用便携式的气相色谱仪对气体成分进行定性分析，当参数异常时开关系统可通过报警指示灯4自主声光报警。
本实用新型，能更加直观的对锂电池箱的早期险情进行显示、在出现险情时能够向驾驶室发出声光报警，手动开关为险情消除提供了保障，显示屏显示电池箱编号，为后续拆包排查处理提供依据。
附图说明
图1为本实用新型原理框图；
图2为本实用新型结构示意图。
图中：1-盒体；2-OLED显示屏；3-手动开关；4-报警指示灯；5-蜂鸣器；6-CAN通信模块接口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1～2，本实用新型提供一种技术方案：
一种锂电池火灾报警开关，包括主控单元以及盒体1，还包括电压采集接口、电流采集模块以及温度采集模块和气体采样泵，所述电压采集接口、电流采集模块设置在所要监测的锂电池安装箱内，且均连接AD转换模块，电压采集接口、电流采集模块与锂电池输出端连接，所述温度采集模也设置在所要监测的锂电池安装箱内，所述AD转换模块、温度采集模块连接到CAN通信模块，所述主控单元安装在盒体1内，且通过CAN总线与CAN通信模块连接，所述CAN通信模块通过电量计量模块与AD转换模块连接，CAN通信模块连接有气相色谱仪，所述气体采样泵安装在所要监测的锂电池安装箱内，并将箱内气体送入到气相色谱仪，该气相色谱仪气体成分进行定性分析，所述主控单元还连接有报警模块。
所述报警模块包括安装在盒体1上的蜂鸣器5以及报警指示灯4。
还包括与主控单元连接的OLED显示屏2以及手动开关3，所述OLED显示屏2以及手动开关3安装在盒体1上。
所述主控单元采用STC12C5A60S芯片，电流采集模块采用ACS712ELCTR G-05B型霍尔式电流互感器，AD转换模块采用MSP430，电量计量模块采用HLW8012芯片，温度采集模块采用DS18B20温度传感器。
所述OLED显示屏2采用采用分辨率为128×64、型号为WEO012864G的OLED屏。
如图2所示，该报警开关的OLED显示屏2、手动开关3、报警指示灯4、蜂鸣器5、CAN通信模块接口6对应安装在盒体1的内外，电压采集接口、电流采集模块设置在在所要监测的锂电池安装箱内，并且连接到锂电池的输入端上，气体采样泵安装在所要监测的锂电池安装箱内，并将箱内气体送入到气相色谱仪，对气体成分进行定性分析。安装尺寸规格为22mm×44mm，该尺寸与驾驶室常用面板开关安装尺寸相同。
OLED显示屏2，将探测数据及报警状态进行实时显示，显示内容包括电池箱标号，探测器工作状态，工作状态内容如下：正常工作、可燃气体报警、高温报警、火灾报警、灭火剂触发、故障报警；
蜂鸣器5，当监测点发生险情时，蜂鸣器5发出刺耳的报警声，该报警开关集成了声光报警功能，监测点发生险情时，报警开关能够发出醒目的声光报警；
报警指示灯4采用(三组)发光指示灯，当监测点发生初级险情时，黄色指示灯间隔性闪烁；出现较高级别险情时，黄色指示灯和红色指示灯常亮；
防误动手动开关，必要情况下，可由驾驶员进行操作，启动灭火剂进行灭火；
CAN通讯模块，与探AD转换器、DS18B20温度传感器之间通过CAN总线进行通讯，并具备CAN转发功能；
该报警开关的主控单元、OLED显示屏2手动开关3、报警指示灯4、蜂鸣器5与电压采集接口、电流采集模块、AD转换器、DS18B20温度传感器、组成CAN线内网，通过应答方式接收安装锂电池箱体内部环境数据，并向整车控制器CAN线外网进行转发。
一种锂电池火灾报警开关，报警包括如下步骤：
OLED显示屏2，将探测数据及报警状态进行实时显示，显示策略如下：
①可燃气体报警：发生可燃气体泄漏
②高温报警：电池箱内部温度高于设定阈值
③火灾报警：出现明火
④灭火剂触发：灭火剂已触发
⑤故障报警：探测器发生故障
⑥电池箱编号
显示屏采用分辨率为128×64的OLED屏，安装在报警开关顶盖处，该显示屏无背光，具有低功耗的特点；
蜂鸣器5，当监测点发生险情时，蜂鸣器发出刺耳的报警声；
采用dB>85(小于1米范围内)的蜂鸣器进行声音报警，当监测点发生险情时，蜂鸣器5发出刺耳的报警声，提醒驾驶员；
发光指示灯，安装在顶盖处，当监测点发生初级险情时，黄色指示灯间隔性闪烁；出现较高级别险情时，黄色指示灯和红色指示灯常亮；
防误动手动开关，具有破拨部件，必要情况下，可由驾驶员进行操作，启动灭火剂进行灭火；
报警开关内部集成CAN通讯模块，能够与DS18B20温度传感器、气体采样泵等之间通过CAN总线进行通讯，并具备CAN转发功能。
为了适应新能源汽车仪表台安装尺寸要求，增加报警开关的安装通用性，该报警开关安装尺寸为(宽)22mm×(长)44mm，与汽车仪表台常用开关安装尺寸相同。
OLED显示屏2，对测量值进行阈值诊断显示，并通过报警指示灯4进行声光报警，锂电池电压信号直接经电压采集接口送入AD转换器转换为数字量后送主控芯片处理，电流信号通过电流采集模块得到一个与电流成线性关系的电压值，再将其输入AD转换器转换转换为数字量后通过CAN通讯模块送入主控芯片，温度信号直接由温度采集模采集，通过CAN通讯模块输入主控芯片处理，然后再将主控芯片录入锂电池SOC测量方法程序以及整机运行的程序，SOC测量方法采用容量积分法，该方法是一种常见的电量累计方法，通过累积电池在充电或放电时的电量来估计电池的SOC，并根据电池的电压、温度、放电率等对数值进行补偿。气体成分测试使用采样泵抽取靠近锂电池电池泄压位置的气体，利用便携式的气相色谱仪对气体成分进行定性分析，信号通过CAN通讯模块送入主控芯片处理，其能在环境温度和烟气体积分数变化很小时就触发探测报警，因此能实现锂电池火灾早期探测。
本实用新型，使用时，电压采集接口、ACS712ELCTRG-05B型霍尔式电流互感器、DS18B20温度传感器、能够对电池工作电压、电流、温度及荷电状态等主要参数和工作状态进行实时监控和健康评估，利用便携式的气相色谱仪对气体成分进行定性分析，当参数异常时开关系统可通过报警指示灯4自主声光报警。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920108210.0
申请日:2019-01-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:34(安徽)
授权编号:CN209471538U
授权时间:20191008
主分类号:G08B 17/06
专利分类号:G08B17/06;G08B21/16
范畴分类:33C;
申请人:合肥久享机械有限责任公司
第一申请人:合肥久享机械有限责任公司
申请人地址:230000 安徽省合肥市包河工业区纬五路7号
发明人:王凯;许红军
第一发明人:王凯
当前权利人:合肥久享机械有限责任公司
代理人:李岿
代理机构:53113
代理机构编号:昆明合众智信知识产权事务所
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：电池论文; 电池管理系统论文; 火灾报警系统论文; 温度开关论文; 通信接口论文; 蜂鸣器论文; 通信论文; ad转换论文; 电流论文;