一种锂电池储能电站早期预警系统的制作方法

本实用新型涉及锂电池安全检测技术领域，更具体的是涉及一种锂电池储能电站早期预警系统。

背景技术：

随着可再生能源技术不断发展，太阳能和风能发电在价格上能与化石燃料竞争，但始终因为发电间歇性而不稳定，需要电池储存多余能量，以弥补供应的变化。

锂电池储能具有能量密度大、自放电小、无记忆效应、工作维度范围宽，以及可快速充放电、使用寿命长、环境污染小和不受地形限制等优点，是目前储能产品开发中适应性最好的技术路线，可以胜任各种复杂的场景，在发电侧、用户侧、电网侧等主要储能领域均有很强的竞争力。然而，过充、过放、过热等外部因素容易引起电池薄膜崩溃、内部短路，导致热失控进而引发安全问题，难以在大规模储能电站中投入运营。

因此，有必要开发一种系统，在发生火灾或爆炸等安全事故前进行预警，以保护人员安全和设备的正常运行。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：为了解决能在锂离子电池过充早期检测到安全问题并及时预警，保护人员安全和设备的正常运行的问题，设计了一种锂电池储能电站早期预警系统。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种锂电池储能电站早期预警系统，包括微型计算装置、氢气检测装置、声音检测装置、视频采集装置、外罩、支架，所述微型计算装置内置微处理器模块、报警模块、断电保护模块、通信模块、电源模块，所述氢气检测装置检测空气中氢气的浓度，所述声音检测装置检测具有特定频率的声音，所述视频采集装置实时获取检测区域的图像信息，所述微处理器模块与氢气检测装置、声音检测装置、视频采集装置连接，从而处理采集到的处理数据信息和图像信息，进而判断锂电池的状态所述报警模块在所述微处理器模块检测到安全问题后发出警报，所述断电保护模块在所述微处理模块检测到安全问题后断开电源，所述通信模块利用无线技术进行传输，与物联网连接并传输物联网信息。

进一步地，系统还设有支架，所述微型计算装置、氢气检测装置、声音检测装置、视频采集装置设置在支架上，电池仓固定设置在支架内侧。

进一步地，所述支架外套设有外罩所述支架放置电池仓，所述外罩保护锂电池储能电站早期预警系统。

工作原理：锂电池储能电站早期预警系统分为氢气预警、声音预警、图像预警三个阶段，在第一阶段中，锂离子电池过充早期，锂枝晶和聚合物粘结剂发生反应产生氢气，相比于其他热失控气体(co、co2、hcl、hf、so2)能最早检测到，锂电池储能电站早期预警系统通过氢气检测装置，当检测到氢气时发出第一级预警；在第二阶段中，锂离子电池内部会急剧分解并产生气体，导致锂离子电池内部气压升高，泄压装置进行泄压并发出特定频率的声音，锂电池储能电站早期预警系统通过声音检测装置定位到声源，检测到隐患处，并发出第二级预警；在第三阶段中，随着温度不断升高,锂离子电池内部会产生高热，造成电解液持续汽化，锂电池储能电站早期预警系统通过视频采集装置，采集图像信息并传入微处理器模块，基于深度学习对汽化电解液进行识别，当识别到汽化电解液时发出第三级预警。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型能在锂离子电池过充早期检测到安全问题并及时预警，为采取安全措施争取足够的时间，保护人员安全和设备的正常运行。

2、本实用新型分为氢气预警、声音预警、图像预警三个阶段，通过三级检测实现多级防护，从而增强检测的可靠性，有效地避免安全事故的发生。

3、本实用新型所述支架外设有外罩所述支架放置电池仓，所述外罩保护锂电池储能电站早期预警系统。

附图说明

图1是锂电池储能电站早期预警系统的结构示意图；

图2是视频采集模块的结构示意图；

图3是氢气检测装置的结构示意图；

图4是微处理器模块的结构示意图；

附图标记：1-微型计算装置、2-外罩、3-支架、4-电池仓、5-声音检测装置、6-氢气检测装置、7-视频采集装置、8-摄像头、9-微处理器模块、10-报警模块、11-断电保护模块、12-通信模块、13-电源模块。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合以下实例对本实用新型作进一步详细描述。

这里将结合附图详细地对示例性实施例进行说明。以下示例性实时例中所描述的实时方式并不代表与本实用新型公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了便于理解，在对本实用新型公开实施例进行详细地解释说明之前，先对本实用新型公开实施例的应用场景进行介绍。

例如，储能电站等固定式储能，在储能仓内，放置在电池架上的电池模组堆放密集，由于电池模组内部单体电池的差异性，在充电时容易对某个单体电池造成过充，进而热传播到整个电池模组，再影响到整个储能仓的安全运行。当热失控到一定程度时，储能仓的可燃气体会发生爆炸，巨大的冲击力和之后的剧烈燃烧极大的破坏了储能电池。因此，可在储能仓安装锂电池储能电站早期预警系统，通过三级检测实现多级防护，保护人员安全和设备的正常运行。

当然，本实用新型公开实例不仅可应用于上述场景中，实际应用中可能还可以应用于其他的应用场景中，在此本实用新型公开实例对其他应用场景不再一一举例。

实施例1

如图1-4所示，本实用新型是一种锂电池储能电站早期预警系统，包括设置在支架3上的微型计算装置1、氢气检测装置6、声音检测装置5、视频采集装置7，电池仓4设置在支架3内侧，所述视频采集装置7包括3个摄像头8，所述支架3外套设有外罩2。

使用方法：

视频采集装置7实时获取目标区域的图像信息，目标区域是指电池仓4内部及电池仓4外部能检测到汽化电解液的区域，并将获取的图像信息传入微型计算装置1进行图像信息处理，进而判断是否检测到汽化电解液，氢气检测装置6检测空气中氢气的浓度，并将获取的数据信息传入微型计算装置1进行数据信息处理，进而判断是否检测到氢气，微型计算装置1内置微处理器模块9、报警模块10、断电保护模块11、通信模块12、电源模块13，所述微处理器模块9接收来自氢气检测装置6和声音检测装置5的数据信息，判断是否检测到氢气和具有特定频率的声音，同时接收视频采集装置7传送的图像信息，基于深度学习的神经网络技术，部署神经网络模型对汽化电解液进行识别，并能基于tcp或udp协议，通过云服务器或局域网回传到电脑端实现调用查看，当微处理器模块9检测到氢气、具有特定频率的声音或汽化电解液时，报警模块10发出警报，断电保护模块11断开电源，保护人员安全和设备的正常运行，所述通信模块12利用无线技术进行传输，与物联网连接并传输物联网信息，所述供电模块为锂电池储能电站早期预警系统供电。

本实用新型的保护范围不限于以上事实例，熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所做的摄像头等变化均在本保护范围内。

技术特征：

1.一种锂电池储能电站早期预警系统，包括支架(3)，其特征在于：所述支架(3)上设有微型计算装置(1)、氢气检测装置(6)、声音检测装置(5)、视频采集装置(7)，所述微型计算装置(1)与氢气检测装置(6)、声音检测装置(5)、视频采集装置(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池储能电站早期预警系统，其特征在于：所述微型计算装置(1)包括内置微处理器模块(9)、报警模块(10)、断电保护模块(11)、通信模块(12)、电源模块(13)。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池储能电站早期预警系统，其特征在于：所述视频采集装置(7)包括一个或多个摄像头(8)。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池储能电站早期预警系统，其特征在于：电池仓(4)固定设置在支架(3)内侧。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池储能电站早期预警系统，其特征在于：所述支架(3)外设有外罩(2)。

技术总结
本实用新型公开了一种锂电池储能电站早期预警系统，涉及锂电池安全检测技术领域，本实用新型包括微型计算装置、氢气检测装置、声音检测装置、视频采集装置、外罩、支架，所述微型计算装置内置微处理器模块、报警模块、断电保护模块、通信模块、电源模块，所述氢气检测装置检测空气中氢气的浓度，所述声音检测装置检测具有特定频率的声音，所述视频采集装置实时获取检测区域的图像信息，所述微处理器模块与氢气检测装置、声音检测装置、视频采集装置连接，本实用新型结构简单，能在锂离子电池过充早期检测到安全问题并及时预警，为采取安全措施争取足够的时间，保护人员安全和设备的正常运行。

技术研发人员：金阳;刘昊琰;李雨珮;李心远;韩晓蓓;张晋源;唐文杰
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2020.12.02
技术公布日：2021.08.24