一种吸气式复合探测装置的制作方法

1.本发明涉及储能电站火灾报警技术领域，尤其涉及一种吸气式复合探测装置。


背景技术：

2.随着储能产业快速发展，以及锂电池新材料的研发、电池制作技术的创新和众多科研机构和企业的参与，锂离子电池的性能正日益提高，单体安全性能也得到极大提高。但由于大规模储能系统单体电池容量更大，电池簇单体数量更多，电池簇并联数量更大，电池堆电流更大，电池簇充放电深度更深，电池簇运行一致性和寿命要求更为严格，在使用过程中极易出现局部热失控现象，存在巨大的安全隐患。
3.锂电池火灾事故一旦发生，就会造成严重后果，此时对锂电池热事故特征参数识别、热失控早期预警、安全联动和消防防护显得尤为重要。电化学储能电站安全问题较为突出，直接制约着储能技术应用甚至是储能产业的发展。
4.储能电站及集装箱单体电池容量持续上升，意味着单个集装箱的电池pack数量持续增多，现有技术中，基于火灾探测最高精度和灵敏度的pack级探测设计，监测模块数量最高达400个，也不利于集中监测和管理，导致成本居高不下，在竞争日益加剧的市场态势下，不具有系统竞争力。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种吸气式复合探测装置。
6.本发明提出的一种吸气式复合探测装置，包括外壳体以及固定安装在外壳体内腔中的气室单元、主控电路板和通讯电路板，其中：
7.气室单元包括气室盒，气室盒内腔分为稳流区、过滤区和检测区，稳流区与检测区之间通过过滤区相连通，稳流区侧壁设有进风口和出风口，进风口内侧设有吸气风扇，过滤区内填装有过滤棉，检测区内安装有传感器电路板，传感器电路板上集成安装有voc传感器、一氧化碳传感器、氢气传感器、温度传感器、烟雾传感器；
8.外壳体上设有与进风口连通的进气管、与出风口连通的出气管。
9.优选地，气室盒内壁连接有第一隔板和第二隔板，第一隔板分隔在稳流区与过滤区之间，第二隔板分隔在过滤区与检测区之间。
10.优选地，第二隔板具有在稳流区与过滤区的过渡位置形成拐弯流道的弯折板段。
11.优选地，第一隔板具有与出风口位置相对的倾斜导流板段。
12.优选地，外壳体包括固定连接在一起的上盖和底盒，进气管和出气管位于底盒的侧壁上。
13.优选地，气室盒的进风口和出风口外端与底盒之间设有风口密封垫。
14.优选地，底盒与气室盒的过滤区底面相对的位置设有过滤棉安装口，过滤棉安装口外端安装有过滤棉盖板。
15.优选地，气室盒的底面与底盒之间设有气室盒密封垫。
16.优选地，气室盒的出风口内安装有气流量传感器。
17.优选地，主控电路板上连接有按键开关和导光柱，按键开关和导光柱固定安装在上盖上。
18.优选地，该装置还包括与主控电路板连接的蜂鸣报警器，蜂鸣报警器固定安装在上盖内侧。
19.优选地，底盒外部固定连接有挂壁支架。
20.本发明的吸气式复合探测装置通过吸入气体集中监测的方式，能够探测到电芯热失控初期的微弱特征，可以实现早期预警，集中监测也能够降低系统成本，并且该装置能够远离热失控中心点，防止恶劣环境干扰造成传感器失效损坏。另外，由于该装置集成了多个传感器，能够全方位地监测电芯热失控的各种特征参数，因此能够更可靠地进行电池热失控监测，实现锂电池热失控预警。
附图说明
21.图1为实施例中的吸气式复合探测装置的主视图；
22.图2为图1中的吸气式复合探测装置的俯视图；
23.图3为图1中的吸气式复合探测装置的左视图；
24.图4为图1中的吸气式复合探测装置a-a面的剖视图；
25.图5为图1中的吸气式复合探测装置b-b面的剖视图；
26.图6为实施例中的气室盒的结构示意图
。
具体实施方式
27.请参照图1-6所示，根据本发明实施例的一种吸气式复合探测装置，包括外壳体1，外壳体1由上盖11和底盒12固定在一起组成，外壳体1内腔中固定安装有气室单元、主控电路板2和通讯电路板3。
28.其中，气室单元包括气室盒4，气室盒4内腔分为稳流区、过滤区和检测区，稳流区与检测区之间通过过滤区相连通。稳流区侧壁设有进风口41和出风口42，外壳体1的底盒12上设有进气管13和出气管14，进气管13与进风口41连通，出气管14与出风口42连通。进风口41内侧设有吸气风扇43，过滤区内填装有过滤棉44，检测区内安装有传感器电路板5，传感器电路板5上集成安装有voc传感器、一氧化碳传感器、氢气传感器、温度传感器、烟雾传感器。传感器电路板5与主控电路板2连接，主控电路板2与通讯电路板3连接。
29.该探测装置在具体应用时，一个簇内的各个电池pack通过支管道统一连接到主管道上，该装置的进风管与主管道连接，工作时，通过吸气风扇43将所有电池pack中的气体集中吸入到气室盒4内，气体通过过滤区过滤杂质后进入检测区，检测区内传感器电路板5上的各个传感器能够采集电芯热失控时的氢气、一氧化碳、烟雾、温度、voc多种特征信号，并将信号发送给主控电路板2，主控电路板2通过单片机内部程序进行运算，并且与预先建立的特征参数变化模型进行比较，判断电芯热失控情况，再通过通讯电路板3向上级装置发出相应的一级、二级、三级警报提醒。
30.该装置通过吸入气体集中监测的方式能够探测到电芯热失控初期的微弱特征，可以实现早期预警，并且该装置能够远离热失控中心点，防止恶劣环境干扰造成传感器失效
损坏。另外，由于该装置能够全方位地监测电芯热失控的各种特征参数，因此能够更可靠地进行电池热失控监测，实现锂电池热失控预警。
31.在本实施例中，稳流区、过滤区和检测区由连接在气室盒4内壁的第一隔板45和第二隔板46分隔形成，第一隔板45分隔在稳流区与过滤区之间，第二隔板46分隔在过滤区与检测区之间。此种结构布置能够避免吸气风扇43吸入气室盒4中的气流直接冲击过滤区，也能够使气流停留在稳流区一小段时间再从出风口42排出，使部分气流能够通过过滤棉44过滤后进入检测区进行数据采集。
32.第二隔板46具有在稳流区与过滤区的过渡位置形成拐弯流道的弯折板段461，弯折板段461能够引导由进风口41进入的部分气流顺利进入过滤区。第一隔板45具有与出风口42位置相对的倾斜导流板段451，倾斜导流板段451能够引导稳流区的气流从出风口42排出。因此，该气室盒4的内腔结构设计能够确保气流平稳、无杂质地流经各个传感器，保证及时准确地进行热失控监测和预警。
33.由于气室盒4的密封性会影响吸气风扇43的吸气能力，从而影响到电芯热失控的监测和预警，因此，为了保证气室盒4气密性较好，气室盒4的进风口41和出风口42外端与底盒12之间设有风口密封垫47。
34.为了方便拆卸跟换过滤棉44，底盒12与气室盒4的过滤区底面相对的位置设有过滤棉安装口，过滤棉安装口外端安装有过滤棉盖板15，同时，为了保证过滤棉安装口的气密性，气室盒4的底面与底盒12之间设有气室盒密封垫48。
35.在该装置使用过程中，为了气室盒4内的气体流通性，最好是能够对该装置外接管路的破裂和堵塞情况进行自动检查，为此，气室盒4的出风口42内还安装有气流量传感器6，气流量传感器6与主控电路板2连接，实时监测出风口42气流量，当检测到出风口42气流量高于或低于常规值一定程度后，可以进行故障反馈。
36.本实施例中，主控电路板2通过螺钉锁紧在气室盒4的顶盖上。主控电路板2上连接有按键开关21和导光柱22，按键开关21和导光柱22固定安装在上盖11上。主控电路板2还连接有蜂鸣报警器7，蜂鸣报警器7通过螺钉锁紧固定在上盖11内壁，蜂鸣报警器7优选采用有源蜂鸣器。通讯电路板3通过螺钉锁紧在气室盒4的一侧。底盒12的外部固定连接有挂壁支架16，通过挂壁支架16方便将该装置安装在电池pack外部，在维修排查故障时也能方便进行拆卸。
37.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种吸气式复合探测装置，其特征在于，包括外壳体(1)以及固定安装在外壳体(1)内腔中的气室单元、主控电路板(2)和通讯电路板(3)，其中：气室单元包括气室盒(4)，气室盒(4)内腔分为稳流区、过滤区和检测区，稳流区与检测区之间通过过滤区相连通，稳流区侧壁设有进风口(41)和出风口(42)，进风口(41)内侧设有吸气风扇(43)，过滤区内填装有过滤棉(44)，检测区内安装有传感器电路板(5)，传感器电路板(5)上集成安装有voc传感器、一氧化碳传感器、氢气传感器、温度传感器、烟雾传感器；外壳体(1)上设有与进风口(41)连通的进气管(13)、与出风口(42)连通的出气管(14)。2.根据权利要求1所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，气室盒(4)内壁连接有第一隔板(45)和第二隔板(46)，第一隔板(45)分隔在稳流区与过滤区之间，第二隔板(46)分隔在过滤区与检测区之间。3.根据权利要求2所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，第二隔板(46)具有在稳流区与过滤区的过渡位置形成拐弯流道的弯折板段(461)。4.根据权利要求3所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，第一隔板(45)具有与出风口(42)位置相对的倾斜导流板段(451)。5.根据权利要求1所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，外壳体(1)包括固定连接在一起的上盖(11)和底盒(12)，进气管(13)和出气管(14)位于底盒(12)的侧壁上。6.根据权利要求5所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，气室盒(4)的进风口(41)和出风口(42)外端与底盒(12)之间设有风口密封垫(47)。7.根据权利要求5所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，底盒(12)与气室盒(4)的过滤区底面相对的位置设有过滤棉安装口，过滤棉安装口外端安装有过滤棉盖板(15)。8.根据权利要求7所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，气室盒(4)的底面与底盒(12)之间设有气室盒密封垫(48)。9.根据权利要求1所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，气室盒(4)的出风口(42)内安装有气流量传感器(6)。10.根据权利要求1所述的吸气式复合探测装置，其特征在于，主控电路板(2)上连接有按键开关(21)和导光柱(22)，按键开关(21)和导光柱(22)固定安装在上盖(11)上；优选地，该装置还包括与主控电路板(2)连接的蜂鸣报警器(7)，蜂鸣报警器(7)固定安装在上盖(11)内侧；优选地，底盒(12)外部固定连接有挂壁支架(16)。

技术总结
本发明公开了一种吸气式复合探测装置，包括外壳体以及固定安装在外壳体内腔中的气室单元、主控电路板和通讯电路板，气室单元包括气室盒，气室盒内腔分为稳流区、过滤区和检测区，稳流区与检测区之间通过过滤区相连通，稳流区侧壁设有进风口和出风口，进风口内侧设有吸气风扇，过滤区内填装有过滤棉，检测区内安装有传感器电路板，传感器电路板上集成安装有VOC传感器、一氧化碳传感器、氢气传感器、温度传感器、烟雾传感器，外壳体上设有与进风口连通的进气管、与出风口连通的出气管。该装置通过吸入气体集中监测的方式，能够探测到电芯热失控初期的微弱特征，可以较低成本实现锂电池热失控的集中探测、早期预警。早期预警。早期预警。


技术研发人员：林启明 张云飞 宋亮 胡庆节 郭书琪 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：2023.03.21
技术公布日：2023/7/6