CN209841087U - 一种电公交密闭电池舱气体监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电公交密闭电池舱气体监测装置，包括电池箱体、设有通信单元和控制单元的控制盒以及监测单元，控制盒设于电池箱体的外侧；电池箱体内部设有两块隔板和多个用于固定动力电池的卡槽；监测单元包括气体传感器、火焰传感器、温度传感器和风扇；气体传感器、火焰传感器、温度传感器的输出端分别与控制单元的输入端连接，通信单元、风扇的输入端分别与控制单元的输出端连接。本实用新型利用封闭电池箱体内形成的循环气流能够对电池异常释放的气体及时检测，避免传统方法对气体检测的滞后性；多种传感器混合检测，有效提高***的可靠性和检测准确度。

Description

一种电公交密闭电池舱气体监测装置

技术领域

本实用新型属于自动检测技术领域，具体涉及一种电公交密闭电池舱气体监测装置。

背景技术

近年来，为了减少对空气环境的污染，新能源技术逐步发展，并将该技术用于日常公交车中。目前现有的新能源电动公交采用锂电池作为公交车的动力来源，具有噪音小，行驶稳定性高，零排放等特点。但由于电动公交车在充电过程和行车过程中，动力电池存在过充、过放、颠簸和热失控情况下容易发生失火，引发安全事故。从2010年到2019年期间，据市场调研发现电动公交车事故经常发生，都会引发起火、***，严重的会造成人员伤亡。而现有的锂电池技术，还无法从锂电池本身去避免和控制电池发生异常和热失控，为了避免电动公交车发生危险，申请号为201620104326.3的专利申请公开了一种车载电池箱灭火***和一种车载电池箱，通过内部设置的多种传感器对电池火情进行预警，但是该装置在电池舱较大的大容量电池使用场合下，对气体的检测就会滞后，容易造成对火情的监测不及时。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术对气体检测滞后性的不足，提供一种电公交密闭电池舱气体监测装置。

本实用新型上述目的通过如下技术方案实现：

一种电公交密闭电池舱气体监测装置，包括固定在电池舱内的电池箱体、设有通信单元和控制单元的控制盒以及监测单元，控制盒设于电池箱体的外侧；

所述电池箱体为立方体，内部设有两块隔板和多个用于固定动力电池的卡槽；所述两块隔板的一端紧密连接形成L型并紧挨着电池箱体的两个相邻内壁固定，所述两块隔板与所述两个相邻内壁之间形成L型的支路风道通道；多个卡槽分别依次错开固定在一块隔板及与该隔板相对的电池箱体内壁上，各卡槽之间以及各卡槽与隔板或电池箱体内壁之间形成蛇形主风道通道，该主风道通道的出入口与所述支路风道通道的出入口连通形成循环风道；

所述监测单元包括气体传感器、火焰传感器，和设于卡槽上用于测定动力电池温度的温度传感器，以及设于主风道通道与支路风道通道连接处用于驱动循环风道内气体沿风道循环流动的风扇；气体传感器、火焰传感器设于蛇形主风道通道转弯处的隔板或电池箱体内壁上；

所述气体传感器、火焰传感器、温度传感器的输出端分别与控制单元的输入端连接，所述通信单元、风扇的输入端分别与控制单元的输出端连接。

进一步地，所述控制单元采用STC15系列单片机。

进一步地，所述气体传感器采用多种气体混合检测传感器，接入单片机模数I/O口。

进一步地，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，采用单总线方式接入单片机普通I/O口。

进一步地，所述火焰传感器采用KY-026火焰传感器，接入单片机普通I/O口。

进一步地，所述风扇采用普通小功率静音散热风扇，接入单片机外部控制电路。

进一步地，所述通信单元采用RS485通信模块，接入单片机串口通信I/O口。

进一步地，所述电池箱体为2mm厚度的铁金属材质，设有盖板，盖板与箱体之间设有密封垫。

采用上述任一所述监测装置的监测方法，包括以下步骤：

步骤一：将电池箱体安装于公交车电池舱，并与公交车固定，防止行车过程晃动；电池箱体内部设有两块隔板和多个用于固定电动公交动力电池的卡槽，两块隔板的一端紧密连接形成L型并紧挨着电池箱体的两个相邻内壁固定，两块隔板与两个相邻内壁之间形成L型的支路风道通道；多个卡槽分别依次错开固定在一块隔板及与该隔板相对的电池箱体内壁上，各卡槽之间以及各卡槽与隔板或电池箱体内壁之间形成蛇形主风道通道，该主风道通道的出入口与所述支路风道通道的出入口连通形成循环风道；监测单元包括气体传感器、火焰传感器，和设于卡槽上用于测定动力电池温度的温度传感器，以及设于主风道通道与支路风道通道连接处用于驱动循环风道内气体沿风道循环流动的风扇；气体传感器、火焰传感器设于蛇形主风道通道转弯处的隔板或电池箱体内壁上；通信单元和控制单元安装在电池箱体外侧的控制盒内；其中，气体传感器、火焰传感器、温度传感器的输出端分别与控制单元的输入端连接，通信单元、风扇的输入端分别与控制单元的输出端连接；所有装置安装就位后，供电进入工作状态，进入下一步；

步骤二：当电池箱体内电池组在充电或行车过程中，若电池组周围的温度传感器监测到有电池组温度发生异常，进入下一步；

步骤三：控制单元启动风扇，将密闭电池箱体内空气沿主风道通道和支路风道通道循环流动，加快异常气体扩散速度，进入下一步；

步骤四：主风道通道转弯处的气体传感器监测气流中的异常气体浓度，若浓度过高，控制单元通过通信单元将灭火请求信号发送给灭火装置，启动灭火；反之，浓度未达到警戒线时，气体传感器继续监测箱体内浓度，进入下一步；

步骤五：一定时间后，若温度传感器检测的电池组温度逐渐恢复正常时，控制单元关闭风扇，降低能耗，进入下一步；

步骤六：若火焰传感器监测到电池箱体内有火焰时，控制单元通过通信单元将灭火请求信号发送给灭火装置，启动灭火，进入步骤二。

有益效果：

本实用新型利用封闭电池箱体内形成的循环气流能够对电池异常释放的气体及时检测，避免传统方法对气体检测的滞后性；多种传感器混合检测，有效提高***的可靠性和检测准确度。

附图说明

图1为本实用新型电公交密闭电池舱气体监测装置结构示意图；

图2为本实用新型电公交密闭电池舱气体监测装置的无线电控制框图；

图3为本实用新型电公交密闭电池舱气体监测装置使用状态示意图；

其中，1为电池箱体，2为气体传感器，3为风扇，4为火焰传感器，5为控制盒，6为主风道通道，7为支路风道通道，8为隔板，9为卡槽，10为温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体介绍本实用新型实质性内容，但并不以此限定本实用新型的保护范围。

如图1和图3所示，本实用新型提供的一种电公交密闭电池舱气体监测装置，包括固定在电池舱内的电池箱体1、设有通信单元和控制单元的控制盒5以及监测单元，控制盒5设于电池箱体1的外侧，避免电池箱体1内火情烧毁。

电池箱体1为立方体，采用2mm厚度的铁金属材质，设有盖板，盖板与箱体之间设有密封垫。内部设有两块隔板8和多个用于固定动力电池的卡槽9，两块隔板8的一端紧密连接形成L型并紧挨着电池箱体1的两个相邻内壁固定，两块隔板8与两个相邻内壁之间形成L型的支路风道通道7；多个卡槽9分别依次错开固定在一块隔板8及与该隔板相对的电池箱体1内壁上，各卡槽9之间以及各卡槽9与隔板8或电池箱体1内壁之间形成蛇形主风道通道6，该主风道通道6的出入口与支路风道通道7的出入口连通形成循环风道。

监测单元包括气体传感器2、火焰传感器4，和设于卡槽9上用于测定动力电池温度的温度传感器10，以及设于主风道通道6与支路风道通道7连接处用于驱动循环风道内气体沿风道循环流动的风扇3；气体传感器2、火焰传感器4设于蛇形主风道通道6转弯处的隔板8或电池箱体1内壁上。主风道通道6与支路风道通道7构成循环风道，在风扇3的作用下，形成循环气流，带动电池组异常时释放的气体流动，加快监测单元中气体传感器2的检测，避免异常气体在静止空气中扩散缓慢造成检测的滞后性。

气体传感器2、火焰传感器4、温度传感器10的输出端分别与控制单元的输入端连接，通信单元、风扇3的输入端分别与控制单元的输出端连接(如图2所示)。其中，控制单元采用STC15系列单片机；气体传感器2采用多种气体混合检测传感器，型号为MQ-7，接入单片机模数I/O口；温度传感器10采用DS18B20温度传感器，采用单总线方式接入单片机普通I/O口；火焰传感器4采用KY-026火焰传感器，接入单片机普通I/O口；风扇3采用普通小功率静音散热风扇，接入单片机外部控制电路；通信单元采用RS485通信模块，接入单片机串口通信I/O口。

采用上述所述监测装置的监测方法，包括以下步骤：

步骤一：将电池箱体1安装于公交车电池舱，并与公交车固定，防止行车过程晃动；电池箱体1内部设有两块隔板8和多个用于固定电动公交动力电池的卡槽9，两块隔板8的一端紧密连接形成L型并紧挨着电池箱体1的两个相邻内壁固定，两块隔板8与两个相邻内壁之间形成L型的支路风道通道7；多个卡槽9分别依次错开固定在一块隔板8及与该隔板8相对的电池箱体1内壁上，各卡槽9之间以及各卡槽9与隔板8或电池箱体1内壁之间形成蛇形主风道通道6，该主风道通道6的出入口与支路风道通道7的出入口连通形成循环风道；监测单元包括气体传感器2、火焰传感器4，和设于卡槽9上用于测定动力电池温度的温度传感器10，以及设于主风道通道6与支路风道通道7连接处用于驱动循环风道内气体沿风道循环流动的风扇3；气体传感器2、火焰传感器4设于蛇形主风道通道6转弯处的隔板8或电池箱体1内壁上；通信单元和控制单元安装在电池箱体1外侧的控制盒5内；其中，气体传感器2、火焰传感器4、温度传感器10的输出端分别与控制单元的输入端连接，通信单元、风扇3的输入端分别与控制单元的输出端连接；所有装置安装就位后，供电进入工作状态，进入下一步；

步骤二：当电池箱体1内电池组在充电或行车过程中，若电池组周围的温度传感器10监测到有电池组温度发生异常，进入下一步；

步骤三：控制单元启动风扇3，将密闭电池箱体1内空气沿主风道通道6和支路风道通道7循环流动，加快异常气体扩散速度，进入下一步；

步骤四：主风道通道6转弯处的气体传感器2监测气流中的异常气体浓度，若浓度过高，控制单元通过通信单元将灭火请求信号发送给灭火装置，启动灭火；反之，浓度未达到警戒线时，气体传感器2继续监测箱体内浓度，进入下一步；

步骤五：一定时间后，若温度传感器10检测的电池组温度逐渐恢复正常时，控制单元关闭风扇3，降低能耗，进入下一步；

步骤六：若火焰传感器4监测到电池箱体1内有火焰时，控制单元通过通信单元将灭火请求信号发送给灭火装置，启动灭火，进入步骤二。

当电池箱体内电池组温度发生轻微异常时，控制单元启动小功率风扇，使电池箱体内部空气按照主风道和支路风道流动，形成循环气流，将有异常的电池组释放的气体能够迅速的被最近的气体传感器监测到，若控制单元根据监测单元的数据判断为有火情，则通过通信单元与灭火装置通信，启动对该电池箱体的气体灭火，反之若无火情，则一定时间后关闭小功率风扇，减少能耗。

本实用新型是在电池箱体内部设有两块隔板和多个用于固定电动公交动力电池的卡槽，两块隔板的一端紧密连接形成L型并紧挨着电池箱体的两个相邻内壁固定，两块隔板与两个相邻内壁之间形成L型的支路风道通道；多个卡槽分别依次错开固定在一块隔板及与该隔板相对的电池箱体内壁上，各卡槽之间以及各卡槽与隔板或电池箱体内壁之间形成蛇形主风道通道，该主风道通道的出入口与支路风道通道的出入口连通形成循环风道。当风扇启动后，使密闭箱体内部空气在主风道通道和支路风道通道循环流动，带动电池组异常时释放的气体流动，加快异常气体的扩散，便于监测单元中的气体检测器检测，避免传统方法对气体检测的滞后性。此外，多种传感器混合检测，有效提高***的可靠性和检测准确度。

上述实施例的作用在于具体介绍本实用新型的实质性内容，但本领域技术人员应当知道，不应将本实用新型的保护范围局限于该具体实施例。

Claims (8)

1.一种电公交密闭电池舱气体监测装置，其特征在于：包括固定在电池舱内的电池箱体、设有通信单元和控制单元的控制盒以及监测单元，控制盒设于电池箱体的外侧；

所述电池箱体为立方体，内部设有两块隔板和多个用于固定动力电池的卡槽；所述两块隔板的一端紧密连接形成L型并紧挨着电池箱体的两个相邻内壁固定，所述两块隔板与所述两个相邻内壁之间形成L型的支路风道通道；多个卡槽分别依次错开固定在一块隔板及与该隔板相对的电池箱体内壁上，各卡槽之间以及各卡槽与隔板或电池箱体内壁之间形成蛇形主风道通道，该主风道通道的出入口与所述支路风道通道的出入口连通形成循环风道；

所述监测单元包括气体传感器、火焰传感器，和设于卡槽上用于测定动力电池温度的温度传感器，以及设于主风道通道与支路风道通道连接处用于驱动循环风道内气体沿风道循环流动的风扇；气体传感器、火焰传感器设于蛇形主风道通道转弯处的隔板或电池箱体内壁上；

所述气体传感器、火焰传感器、温度传感器的输出端分别与控制单元的输入端连接，所述通信单元、风扇的输入端分别与控制单元的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述控制单元采用STC15系列单片机。

3.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于：所述气体传感器采用多种气体混合检测传感器，接入单片机模数I/O口。

4.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于：所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，采用单总线方式接入单片机普通I/O口。

5.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于：所述火焰传感器采用KY-026火焰传感器，接入单片机普通I/O口。

6.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于：所述风扇采用普通小功率静音散热风扇，接入单片机外部控制电路。

7.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于：所述通信单元采用RS485通信模块，接入单片机串口通信I/O口。

8.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于：所述电池箱体为2mm厚度的铁金属材质，设有盖板，盖板与箱体之间设有密封垫。