CN110152221A - 一种单总线分布式测温定点灭火***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单总线分布式测温定点灭火***及方法，用于对动力电池组定点灭火，灭火***包括中央处理器、测温总线、多个单总线测温芯片、阵列式定点灭火装置和放气装置。阵列式定点灭火装置包括行式灭火管道和列式灭火管道，灭火管道包括灭火外壳、灭火内管和电机，灭火外壳上设有灭火外孔，灭火内管上设有灭火内孔；多个单总线测温芯片连在测温总线上置于被测动力电池组中的各动力电池处；放气装置包括灭火气源、进气管道和电磁阀；测温总线、各电机、电磁阀分别与中央处理器连接。本发明通过单总线分布式测温实现快速定点灭火，并通过阵列式定点灭火装置实现多点同时灭火，解决现有灭火方法因电池舱空间大灭火剂被稀释灭火效果差的不足。

Description

一种单总线分布式测温定点灭火***及方法
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，涉及灭火***，具体涉及一种单总线分布式测温定点灭火***及方法。
背景技术
电动汽车是目前新能源战略的研究热点，无论是纯电动汽车还是混合动力汽车，其关键部件之一就是动力电池。动力电池是由多个单体电池组合而成，在工作或充电过程中，充放电电流较大，电池温度随之升高。当电池温度过高时，容易形成电池燃烧***。因此对电池进行测温定点灭火很有必要。传统的测温电缆大多为模拟信号输出，极不稳定，当需要多点测量时，线缆数量增多繁杂；且不能实现定点灭火，效率低。此外，电池舱空间大，灭火剂被稀释灭火效果差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种单总线分布式测温定点灭火***及方法。
本发明上述目的通过如下技术方案实现：
一种单总线分布式测温定点灭火***，用于对动力电池组定点灭火，包括中央处理器、测温总线、多个单总线测温芯片、阵列式定点灭火装置和放气装置；
所述阵列式定点灭火装置包括按矩阵阵列排列的多个行式灭火管道和列式灭火管道，行式灭火管道和列式灭火管道互不相嵌，各矩阵交点分别对应于被测动力电池组中的各动力电池；各灭火管道包括灭火外壳和转动连接在灭火外壳内与灭火外壳的内壁紧配的灭火内管，以及连接在灭火内管上驱动灭火内管转动的电机，灭火外壳上设有多个分别对应于各矩阵交点的灭火外孔，灭火内管上设有多个与灭火外壳上的灭火外孔对应的灭火内孔，灭火内管在电机的驱动下最多只有一个灭火内孔与灭火外孔连通；各矩阵交点编有灭火通道编号；
多个单总线测温芯片连在测温总线上并置于被测动力电池组中的各动力电池处，各单总线测温芯片编有与其对应的矩阵交点的灭火通道编号一致的节点号；
所述放气装置包括灭火气源、进气管道和设于进气管道入口处的电磁阀，进气管道与各灭火管道的灭火内管连通；
灭火内管的一端封口，另一端开口，封口端与电机连接，开口端与进气管道连通；
所述测温总线、各电机、电磁阀分别与中央处理器连接。
进一步地，中央处理器为STC15系列单片机。
进一步地，所述单总线测温芯片为DS18B20。
进一步地，所述电机的型号为42BYGH34。
采用上述所述灭火***的灭火方法，包括以下步骤：
步骤一：安装阵列式定点灭火装置，行式灭火管道和列式灭火管道互不相嵌，位于不同水平面，交错排列；
步骤二：被测动力电池组中的各动力电池安装于阵列式定点灭火装置的各矩阵交点处，各矩阵交点编有灭火通道编号；
步骤三：多个单总线测温芯片连在测温总线上，并置于被测动力电池组中的各动力电池处，各单总线测温芯片编有与其对应的矩阵交点的灭火通道编号一致的节点号；
步骤四：初始化，阵列式定点灭火装置的某个灭火通道保持打开状态，防止进气时灭火内管气压瞬间过高，气体四散；
步骤五：中央处理器通过测温总线定时轮询多个单总线测温芯片，当某点电池着火或温度异常时，进入步骤六；当多点电池着火或温度异常时，进入步骤七；
步骤六：单总线测温芯片通过测温总线将异常信号传至中央处理器，处理器收到数据后，得到此单总线测温芯片的节点号，由于单总线测温芯片的节点号与灭火通道编号相同，得到该高温点的灭火通道编号，进入步骤八；
步骤七：多个单总线测温芯片通过测温总线将异常信号传至中央处理器，处理器收到数据后，得到多个单总线测温芯片的节点号，由于单总线测温芯片的节点号与灭火通道编号相同，依次得到多个高温点的灭火通道编号，进入步骤九；
步骤八：中央处理器控制相应行式电机旋转一定角度后该点灭火内管的一个灭火内孔与灭火外壳的灭火外孔相通，打开该编号的灭火通道，关闭正常点的灭火通道，控制电磁阀向进气管道通入灭火气源进行灭火，进入步骤五；
步骤九：依据得到多个灭火通道编号的先后顺序，确定电机旋转的先后顺序，进入步骤十；
步骤十：中央处理器控制相应行式电机旋转，打开该灭火通道，同时该电机在未结束灭火前不动作，若第二个高温点位于该行上，进入步骤十一；若第二个高温点不位于该行上，进入步骤九；
步骤十一：中央处理器控制相应列式电机打开该灭火通道，同时该电机在未结束灭火前不动作，进入步骤五。
有益效果：
本发明结构简单，成本低，体积小，适用于需要采集大量温度的场合，通过单总线分布式测温实现快速定位灭火点，有效减少线缆数量，并通过阵列式定点灭火装置实现多点同时定点灭火，解决现有灭火方法中因电池舱空间大灭火剂被稀释灭火效果差的不足。
附图说明
图1为本发明单总线分布式测温定点灭火***结构示意图；
图2为灭火管道结构示意图；
其中，1为列向电机，2为灭火通道，3为测温总线，4为行向电机，5为电磁阀，6为列向进气管道，7为行向进气管道，8为行或列向电机，9为固定栓，10为灭火内管，11为灭火内孔，12为灭火外孔，13为灭火外壳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体介绍本发明实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。
如图1所示，本发明单总线分布式测温定点灭火***用于对动力电池组定点灭火，包括中央处理器、测温总线3、多个单总线测温芯片、阵列式定点灭火装置和放气装置。
阵列式定点灭火装置包括按矩阵阵列排列的多个行式灭火管道和列式灭火管道，行式灭火管道和列式灭火管道互不相嵌，各矩阵交点分别对应于被测动力电池组中的各动力电池。各矩阵交点编有灭火通道编号，图1中有20个灭火通道编号。各灭火管道包括灭火外壳13和转动连接在灭火外壳13内与灭火外壳13的内壁紧配的灭火内管10，以及连接在灭火内管10上驱动灭火内管10转动的电机8。每根灭火内管为长1m，直径8mm的铜管，每根灭火外壳为长1.5m，直径10mm的铜管。灭火外壳13上设有多个分别对应于各矩阵交点的灭火外孔12，灭火内管10上设有多个与灭火外壳13上的灭火外孔12对应的灭火内孔11，灭火内管10在电机8的驱动下最多只有一个灭火内孔11与灭火外孔12连通，长1m的灭火内管上打10个灭火内孔，长1.5m的灭火外壳上打10个灭火外孔(如图2所示)。
多个单总线测温芯片连在测温总线3上，并置于被测动力电池组中的各动力电池处，各单总线测温芯片编有与其对应的矩阵交点的灭火通道编号一致的节点号，统一编制独立节点号1至20。
放气装置包括灭火气源、进气管道和设于进气管道入口处的电磁阀5，进气管道与各灭火管道的灭火内管连通。灭火内管10的一端封口，另一端开口，封口端与电机连接，开口端与进气管道连通。电磁阀5将放气***放出的灭火气体通入阵列式定点灭火装置，列向进气管道6向所有列向灭火内管注入灭火气体，行向进气管道7向所有行向灭火内管注入灭火气体，列向进气管道6和行向进气管道7为6mm铜管。
其中，中央处理器为STC15系列单片机；单总线测温芯片为DS18B20，其测量精确且抗干扰能力强；电机的型号为42BYGH34；测温总线、各电机、电磁阀分别与中央处理器连接。
采用上述所述灭火***的灭火方法，包括以下步骤：
步骤一：安装阵列式定点灭火装置，行式灭火管道和列式灭火管道互不相嵌，位于不同水平面，交错排列；
步骤二：被测动力电池组中的各动力电池安装于阵列式定点灭火装置的各矩阵交点处，各矩阵交点编有灭火通道编号；
步骤三：多个单总线测温芯片连在测温总线上，并置于被测动力电池组中的各动力电池处，各单总线测温芯片编有与其对应的矩阵交点的灭火通道编号一致的节点号；
步骤四：初始化，阵列式定点灭火装置的某个灭火通道保持打开状态，防止进气时灭火内管气压瞬间过高，气体四散；
步骤五：中央处理器通过测温总线定时轮询多个单总线测温芯片，当某点电池着火或温度异常时，进入步骤六；当多点电池着火或温度异常时，进入步骤七；
步骤六：单总线测温芯片通过测温总线将异常信号传至中央处理器，处理器收到数据后，得到此单总线测温芯片的节点号，由于单总线测温芯片的节点号与灭火通道编号相同，得到该高温点的灭火通道编号，进入步骤八；
步骤七：多个单总线测温芯片通过测温总线将异常信号传至中央处理器，处理器收到数据后，得到多个单总线测温芯片的节点号，由于单总线测温芯片的节点号与灭火通道编号相同，依次得到多个高温点的灭火通道编号，进入步骤九；
步骤八：中央处理器控制相应行式电机旋转一定角度后该点灭火内管的一个灭火内孔与灭火外壳的灭火外孔相通，打开该编号的灭火通道，关闭正常点的灭火通道，控制电磁阀向进气管道通入灭火气源进行灭火，进入步骤五；
步骤九：依据得到多个灭火通道编号的先后顺序，确定电机旋转的先后顺序，进入步骤十；
步骤十：中央处理器控制相应行式电机旋转，打开该灭火通道，同时该电机在未结束灭火前不动作，若第二个高温点位于该行上，进入步骤十一；若第二个高温点不位于该行上，进入步骤九；
步骤十一：中央处理器控制相应列式电机打开该灭火通道，同时该电机在未结束灭火前不动作，进入步骤五。
本发明结构简单，成本低，体积小，适用于需要采集大量温度的场合，通过单总线分布式测温实现快速定位灭火点，有效减少线缆数量，并通过阵列式定点灭火装置实现多点同时定点灭火，解决现有灭火方法中因电池舱空间大灭火剂被稀释灭火效果差的不足。
上述实施例的作用在于具体介绍本发明的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本发明的保护范围局限于该具体实施例。

Claims (5)

1.一种单总线分布式测温定点灭火***，用于对动力电池组定点灭火，其特征在于：包括中央处理器、测温总线、多个单总线测温芯片、阵列式定点灭火装置和放气装置；
所述阵列式定点灭火装置包括按矩阵阵列排列的多个行式灭火管道和列式灭火管道，行式灭火管道和列式灭火管道互不相嵌，各矩阵交点分别对应于被测动力电池组中的各动力电池；各灭火管道包括灭火外壳和转动连接在灭火外壳内与灭火外壳的内壁紧配的灭火内管，以及连接在灭火内管上驱动灭火内管转动的电机，灭火外壳上设有多个分别对应于各矩阵交点的灭火外孔，灭火内管上设有多个与灭火外壳上的灭火外孔对应的灭火内孔，灭火内管在电机的驱动下最多只有一个灭火内孔与灭火外孔连通；各矩阵交点编有灭火通道编号；
多个单总线测温芯片连在测温总线上并置于被测动力电池组中的各动力电池处，各单总线测温芯片编有与其对应的矩阵交点的灭火通道编号一致的节点号；
所述放气装置包括灭火气源、进气管道和设于进气管道入口处的电磁阀，进气管道与各灭火管道的灭火内管连通；
灭火内管的一端封口，另一端开口，封口端与电机连接，开口端与进气管道连通；
所述测温总线、各电机、电磁阀分别与中央处理器连接。
2.根据权利要求1所述的灭火***，其特征在于：中央处理器为STC15系列单片机。
3.根据权利要求1所述的灭火***，其特征在于：所述单总线测温芯片为DS18B20。
4.根据权利要求1所述的灭火***，其特征在于：所述电机的型号为42BYGH34。
5.采用权利要求1～4任一所述灭火***的灭火方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：安装阵列式定点灭火装置，行式灭火管道和列式灭火管道互不相嵌，位于不同水平面，交错排列；
步骤二：被测动力电池组中的各动力电池安装于阵列式定点灭火装置的各矩阵交点处，各矩阵交点编有灭火通道编号；
步骤三：多个单总线测温芯片连在测温总线上，并置于被测动力电池组中的各动力电池处，各单总线测温芯片编有与其对应的矩阵交点的灭火通道编号一致的节点号；
步骤四：初始化，阵列式定点灭火装置的某个灭火通道保持打开状态，防止进气时灭火内管气压瞬间过高，气体四散；
步骤五：中央处理器通过测温总线定时轮询多个单总线测温芯片，当某点电池着火或温度异常时，进入步骤六；当多点电池着火或温度异常时，进入步骤七；
步骤六：单总线测温芯片通过测温总线将异常信号传至中央处理器，处理器收到数据后，得到此单总线测温芯片的节点号，由于单总线测温芯片的节点号与灭火通道编号相同，得到该高温点的灭火通道编号，进入步骤八；
步骤七：多个单总线测温芯片通过测温总线将异常信号传至中央处理器，处理器收到数据后，得到多个单总线测温芯片的节点号，由于单总线测温芯片的节点号与灭火通道编号相同，依次得到多个高温点的灭火通道编号，进入步骤九；
步骤八：中央处理器控制相应行式电机旋转一定角度后该点灭火内管的一个灭火内孔与灭火外壳的灭火外孔相通，打开该编号的灭火通道，关闭正常点的灭火通道，控制电磁阀向进气管道通入灭火气源进行灭火，进入步骤五；
步骤九：依据得到多个灭火通道编号的先后顺序，确定电机旋转的先后顺序，进入步骤十；
步骤十：中央处理器控制相应行式电机旋转，打开该灭火通道，同时该电机在未结束灭火前不动作，若第二个高温点位于该行上，进入步骤十一；若第二个高温点不位于该行上，进入步骤九；
步骤十一：中央处理器控制相应列式电机打开该灭火通道，同时该电机在未结束灭火前不动作，进入步骤五。
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