一种新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统，包括n个数据采集模块，用于采集电池箱内温度和一氧化碳浓度数据；主控模块，用于处理采集的数据信息，并判断电池箱目前状态是否正常，并将状态结果传输至LCD模块进行显示；此外，若状态异常，由主控模块实施相应的应急措施；LCD模块，用于显示采集到的电池箱内的当前数据、设定的报警阈值数据、当前报警信息以及时间；在电池箱状态异常时，驱动报警模块进行报警，并将电池箱故障信息传输至存储模块；存储模块，用于存储电池箱故障信息；报警模块，用于在电池箱状态异常时进行声光报警和GSM短信报警。本发明专利技术监控准确性高，体积小，接线方便，误差小，应用简单，实时性和泛用性好，具有良好的应用前景。

A fire monitoring system for lithium battery box of new energy vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统
本专利技术属于新能源汽车电源管理
，特别涉及一种新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统。
技术介绍
全球汽车行业的发展一直饱受能源问题和环境问题的困扰。所以近些年人们不断地致力于以清洁易得的能源来代替传统燃油作为汽车动力的研究。以纯电动汽车为代表的新能源汽车因其节能减排的优势而倍受广大汽车制造商的关注。电池监测系统是电动汽车研究的一个热点，作为其中的一项关键技术，它的发展对于电动汽车动力电池组的安全使用和有效管理起着至关重要的作用。作为纯电动汽车的“心脏”，动力电池直接决定了车辆的安全、寿命和性能。在动力电池能量密度和性能不断提升的过程中，安全性也成为备受关注与争议的话题。由单体和系统组成的电池组，其安全性也关系着产品的方方面面，涉及面比较广，这加剧了安全风险。电池单体内短路、单体散热、性能衰减引起温度升高、机械可靠性和电池模组的内短路、散热、电气连接可靠性、机械可靠性是关系电池安全的重要因素。为确保电动汽车电池组性能良好，延长电池使用寿命，论文“电动汽车电池组监测系统的设计”基于DS2438设计了电动汽车电池组监测系统，根据DS2438的测量结果可以简单地估算出电池荷电状态(SOC)，并对结果进行显示，作为电池充放电和故障诊断的依据，从而可以更加合理地利用电池，提高电池的可靠性。中国专利CN105564264A“灭火监控系统和充电桩”中提出了一种电动汽车电池灭火监控系统，其利用温度监控系统采集电动汽车中电池的温度信号，并在温度信号所对应的温度值超过预设温度阈值时，控制灭火装置喷出灭火剂对电池进行降温或者灭火。由上可知，现有技术基本是对电池荷电状态进行监控，但是对电池荷电状态的监控不能准确并直接的判断是否有火情发生；而温度是一个缓慢变化量，仅仅通过温度信号判断是否有火情发生不灵敏也不准确，可能无法监测到初期较小火情。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有准确监控、结构简单、实时性和泛用性等特点的新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统，包括：n个数据采集模块、主控模块、LCD模块、存储模块以及报警模块；所述数据采集模块，用于采集电池箱内温度数据和一氧化碳浓度数据；每一个电池箱对应一个数据采集模块；所述主控模块，用于处理数据采集模块采集的数据信息，并根据处理后的数据信息判断电池箱目前状态是否正常，并将状态结果信息传输至LCD模块进行显示；此外，若状态异常，由主控模块实施相应的应急措施；所述LCD模块，用于显示数据采集模块采集到的n个电池箱内的当前数据、设定的报警阈值数据、当前报警信息以及时间；在电池箱状态异常时，驱动报警模块进行报警，并将电池箱故障信息传输至存储模块；所述存储模块，用于存储电池箱故障信息；所述报警模块，用于在电池箱状态不正常的情况下进行声光报警和GSM短信报警。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)采用温度传感器，相比热电阻测温，其可直接输出数字信号，方便与单片机通讯；2)温度传感器采用单总线与单片机相连，减少了外部硬件电路；3)结合温度和一氧化碳信息共同进行判断监控，监控精度更高；4)监控到电池箱异常时，能够立即采取相应的应急措施，实现有效监控；5)系统内含GSM功能，可发送短信报警通知，实现远程实时监控；6)系统外扩存储模块如FLASH，存储报警时的故障信息，方便查看历史故障信息；7)系统留有物联网接口，方便后续优化升级；8)系统体积小，接线方便，误差小，应用简单，实时性和泛用性好。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统结构示意图。图2为本专利技术新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统中主控模块电路图，其中图(a)为电源电路，(b)为数据处理电路，(c)为电磁阀驱动电路，(d)为CAN通讯电路，(e)为485通讯电路，(f)为压力开关电路。具体实施方式结合图1，本专利技术一种新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统，包括n个数据采集模块、主控模块、LCD模块、存储模块以及报警模块；数据采集模块，用于采集电池箱内温度数据和一氧化碳浓度数据；每一个电池箱对应一个数据采集模块；主控模块，用于处理数据采集模块采集的数据信息，并根据处理后的数据信息判断电池箱目前状态是否正常，并将状态结果信息传输至LCD模块进行显示；此外，若状态异常，由主控模块实施相应的应急措施；LCD模块，用于显示数据采集模块采集到的n个电池箱内的当前数据、设定的报警阈值数据、当前报警信息以及时间；在电池箱状态异常时，驱动报警模块进行报警，并将电池箱故障信息传输至存储模块；存储模块，用于存储电池箱故障信息；报警模块，用于在电池箱状态不正常的情况下进行声光报警和GSM短信报警。进一步地，主控模块包括：数据处理单元，用于处理数据采集模块采集的数据信息，并根据处理后的数据信息判断电池箱目前状态是否正常；电磁阀驱动单元，用于在电池箱状态出现火情时由继电器驱动电磁阀打开灭火剂进入电池箱的通道；压力开关单元，用于检测是否有灭火剂泄漏。进一步地，结合图2，主控模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R38、第二十二电阻R39、第二十三电阻R40、第二十四电阻R41、第二十五电阻R42、第二十六电阻R43、第二十七电阻R44、第二十八电阻R45、第二十九电阻R46、第三十电阻R47、第三十一电阻R48、第三十二电阻R49、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第一二极管LED1、第二二极管LED2、第一按键S1、第一芯片U1、第二芯片U2、第三芯片U3、第四芯片U4、第五芯片U5、第六芯片U6、第七芯片U7、第八芯片U8、第九芯片U9、第十芯片U10、第十一芯片U11、第十二芯片U12、第十三芯片U13、第十四芯片U14、第十五芯片U15、第十六芯片U16、第十七芯片U17、第十八芯片U18、第十九芯片U19、第二十芯片U20、第二十一芯片U24、第二十二芯片U25、第二十三芯片U26、第二十四芯片U27、第二十五芯片U28、第二十六芯片U29、第二十七芯片U30、第二十八芯片U31、第二十九芯片U32、第三十芯片U33、第三十一芯片U34、第三十二芯片U35、第一晶振Y1、第一接线端子P1、第二接线端子P2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统，其特征在于，包括n个数据采集模块、主控模块、LCD模块、存储模块以及报警模块；/n所述数据采集模块，用于采集电池箱内温度数据和一氧化碳浓度数据；每一个电池箱对应一个数据采集模块；/n所述主控模块，用于处理数据采集模块采集的数据信息，并根据处理后的数据信息判断电池箱目前状态是否正常，并将状态结果信息传输至LCD模块进行显示；此外，若状态异常，由主控模块实施相应的应急措施；/n所述LCD模块，用于显示数据采集模块采集到的n个电池箱内的当前数据、设定的报警阈值数据、当前报警信息以及时间；在电池箱状态异常时，驱动报警模块进行报警，并将电池箱故障信息传输至存储模块；/n所述存储模块，用于存储电池箱故障信息；/n所述报警模块，用于在电池箱状态不正常的情况下进行声光报警和GSM短信报警。/n

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统，其特征在于，包括n个数据采集模块、主控模块、LCD模块、存储模块以及报警模块；
所述数据采集模块，用于采集电池箱内温度数据和一氧化碳浓度数据；每一个电池箱对应一个数据采集模块；
所述主控模块，用于处理数据采集模块采集的数据信息，并根据处理后的数据信息判断电池箱目前状态是否正常，并将状态结果信息传输至LCD模块进行显示；此外，若状态异常，由主控模块实施相应的应急措施；
所述LCD模块，用于显示数据采集模块采集到的n个电池箱内的当前数据、设定的报警阈值数据、当前报警信息以及时间；在电池箱状态异常时，驱动报警模块进行报警，并将电池箱故障信息传输至存储模块；
所述存储模块，用于存储电池箱故障信息；
所述报警模块，用于在电池箱状态不正常的情况下进行声光报警和GSM短信报警。


2.根据权利要求1所述的新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统，其特征在于，所述主控模块包括：
数据处理单元，用于处理数据采集模块采集的数据信息，并根据处理后的数据信息判断电池箱目前状态是否正常；
电磁阀驱动单元，用于在电池箱状态出现火情时由继电器驱动电磁阀打开灭火剂进入电池箱的通道；
压力开关单元，用于检测是否有灭火剂泄漏。


3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车锂电池箱的火灾监控系统，其特征在于，所述主控模块包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)、第十九电阻(R19)、第二十电阻(R20)、第二十一电阻(R38)、第二十二电阻(R39)、第二十三电阻(R40)、第二十四电阻(R41)、第二十五电阻(R42)、第二十六电阻(R43)、第二十七电阻(R44)、第二十八电阻(R45)、第二十九电阻(R46)、第三十电阻(R47)、第三十一电阻(R48)、第三十二电阻(R49)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第九电容(C9)、第十电容(C10)、第十一电容(C11)、第十二电容(C12)、第十三电容(C13)、第十四电容(C14)、第十五电容(C15)、第十六电容(C16)、第十七电容(C17)、第一二极管(LED1)、第二二极管(LED2)、第一按键(S1)、第一芯片(U1)、第二芯片(U2)、第三芯片(U3)、第四芯片(U4)、第五芯片(U5)、第六芯片(U6)、第七芯片(U7)、第八芯片(U8)、第九芯片(U9)、第十芯片(U10)、第十一芯片(U11)、第十二芯片(U12)、第十三芯片(U13)、第十四芯片(U14)、第十五芯片(U15)、第十六芯片(U16)、第十七芯片(U17)、第十八芯片(U18)、第十九芯片(U19)、第二十芯片(U20)、第二十一芯片(U24)、第二十二芯片(U25)、第二十三芯片(U26)、第二十四芯片(U27)、第二十五芯片(U28)、第二十六芯片(U29)、第二十七芯片(U30)、第二十八芯片(U31)、第二十九芯片(U32)、第三十芯片(U33)、第三十一芯片(U34)、第三十二芯片(U35)、第一晶振(Y1)、第一接线端子(P1)、第二接线端子(P2)、第三接线端子(P3)、第四接线端子(P4)、第五接线端子(P5)、第六接线端子(P6)、第七接线端子(P7)、第八接线端子(P8)；
第六接线端子(P6)的第二引脚与第十电容(C10)的一端、第十一电容(C11)的正极、第十六芯片(U16)的输入端相连，第十六芯片(U16)的输出端与第八电容(C8)的一端、第九电容(C9)的正极相连，第六接线端子(P6)的第一引脚、第十电容(C10)的另一端、第十一电容(C11)的负极、第十六芯片(U16)的接地端、第八电容(C8)的另一端、第九电容(C9)的负极接地，第十六芯片(U16)的输出端与第十七芯片(U17)的输入端、第十二电容(C12)的一端相连，第十七芯片(U17)的输出端与第十三电容(C13)的一端、第十四电容(C14)的一端相连，第十七芯片(U17)的接地端、第十二电容(C12)的另一端、第十三电容(C13)的另一端、第十四电容(C14)的另一端接地，第三芯片(U3)的第十引脚、第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚、第十七引脚分别与第四芯片(U4)的第八引脚、第七引脚、第六引脚、第五引脚、第四引脚、第三引脚、第二引脚、第一引脚相连，第三芯片(U3)的第二十五引脚、第二十二引脚、第二十一引脚、第四十六引脚分别与第九芯片(U9)的第六引脚、第七引脚、第八引脚、第五引脚相连，第四芯片(U4)的第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚、第十七引脚、第十八引脚分别与第一芯片(U1)的第二引脚、第五芯片(U5)的第二引脚、第七芯片(U7)的第二引脚、第十芯片(U10)的第二引脚、第十二芯片(U12)的第二引脚、第十四芯片(U14)的第二引脚、第二芯片(U2)的第二引脚、第六芯片(U6)的第二引脚相连，第九芯片(U9)的第十一引脚、第十二引脚、第十三引脚、第十四引脚分别与第十三芯片(U13)的第二引脚、第十一芯片(U11)的第二引脚、第八芯片(U8)的第二引脚、第十五芯片(U15)的第二引脚相连，第四芯片(U4)的第十引脚、第九芯片(U9)的第十引脚与第十六芯片(U16)的输出端相连，第四芯片(U4)的第九引脚、第九芯片(U9)的第九引脚接地，第一芯片(U1)的第四引脚、第五芯片(U5)的第四引脚、第七芯片(U7)的第四引脚、第十芯片(U10)的第四引脚、第十二芯片(U12)的第四引脚、第十四芯片(U14)的第四引脚分别与第一接线端子(P1)的第一引脚、第三引脚、第五引脚、第七引脚、第九引脚、第十一引脚相连，第二芯片(U2)的第四引脚、第六芯片(U6)的第四引脚、第八芯片(U8)的第四引脚、第十一芯片(U11)的第四引脚、第十三芯片(U13)的第四引脚、第十五芯片(U15)的第四引脚分别与第五接线端子(P5)的第一引脚、第三引脚、第五引脚、第七引脚、第九引脚、第十一引脚相连，第一芯片(U1)的第一引脚、第五芯片(U5)的第一引脚、第七芯片(U7)的第一引脚、第十芯片(U10)的第一引脚、第十二芯片(U12)的第一引脚、第十四芯片(U14)的第一引脚、第二芯片(U2)的第一引脚、第六芯片(U6)的第一引脚、第八芯片(U8)的第一引脚、第十一芯片(U11)的第一引脚、第十三芯片(U13)的第一引脚、第十五芯片(U15)的第一引脚与第十六芯片(U16)的输出端相连，第一芯片(U1)的第三引脚、第五芯片(U5)的第三引脚、第七芯片(U7)的第三引脚、第十芯片(U10)的第三引脚、第十二芯片(U12)的第三引脚、第十四芯片(U14)的第三引脚、第二芯片(U2)的第三引脚、第六芯片(U6)的第三引脚、第八芯片(U8)的第三引脚、第十一芯片(U11)的第三引脚、第十三芯片(U13)的第三引脚、第十五芯片(U15)的第三引脚与第十六芯片(U16)的输入端相连，第一接线端子(P1)的第二引脚、第四引脚、第六引脚、第八引脚、第十引脚、第十二引脚、第五接线端子(P5)的第二引脚、第四引脚、第六引脚、第八引脚、第十引脚、第十二引脚接地，第三电阻(R3)的一端、第四电阻(R4)的一端、第五电阻(R5)的一端、第六电阻(R6)的一端、第七电阻(R7)的一端、第八电阻(R8)的一端、第九电阻(R9)的一端、第十电阻(R10)的一端、第十一电阻(R11)的一端、第十二电阻(R12)的一端、第十三电阻(R13)的一端、第十四电阻(R14)的一端与第十七芯片(U17)的输出端相连，第三电阻(R3)的另一端与第二十一芯片(U24)的第四引脚、第三芯片(U3)的第三十八引脚相连，第四电阻(R4)的另一端与第二十三芯片(U26)的第四引脚、第三芯片(U3)的第二引脚相连，第五电阻(R5)的另一端与第二十五芯片(U28)的第四引脚、第三芯片(U3)的第三引脚相连，第六电阻(R6)的另一端与第二十七芯片(U30)的第四引脚、第三芯片(U3)的第四引脚相连，第七电阻(R7)的另一端与第二十二芯片(U25)的第四引脚、第三芯片(U3)的第十八引脚相连，第八电阻(R8)的另一端与第二十四芯片(U27)的第四引脚、第三芯片(U3)的第十九引脚相连，第九电阻(R9)的另一端与第二十六芯片(U29)的第四引脚、第三芯片(U3)的第三十九引脚相连，第十电阻(R10)的另一端与第二十八芯片(U31)的第四引脚、第三芯片(U3)的第四十引脚相连，第十一电阻(R11)的另一端与第二十九芯片(U32)的第四引脚、第三芯片(U3)的第四十一引脚相连，第十二电阻(R12)的另一端与第三十芯片(U33)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向君，王军，郭进，王宇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32