一種電池活化起火的預警與聯動應急處理方法及系統的製作方法
2023-08-07 15:46:31
一種電池活化起火的預警與聯動應急處理方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電池活化起火的預警與聯動應急處理方法，其包括如下步驟：（1）設置電池活化設備；（2）設置溫度監測模塊；（3）設置煙霧監測模塊；（4）設置滅火裝置控制模塊；（5）設置設備電源控制模塊；（6）設置聲光警報控制模塊；（7）設置EEPROM存儲模塊；（8）設置功能控制開關；（9）設置MCU；（10）設置上位機；（11）設置通訊模塊；（12）打開上位機與電池活化設備的電源，溫度監測模塊、煙霧監測模塊，對溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，並發送給MCU與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；活化電池起火時，相關功能模塊進行應急滅火處理；活化電池未起火時，繼續監測及其數據採集。本發明還公開了此方法構建的處理系統。
【專利說明】一種電池活化起火的預警與聯動應急處理方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於鋰電池製造【技術領域】，具體涉及一種電池活化起火的預警與聯動應急處理方法及系統。
【背景技術】
[0002]自1896年第一粒電池誕生以來，電池作為電化學能量供應源已越來越得以在各個工業及生活領域裡廣泛應用，近年來鋰離子電池特別是動力鋰離子電池的興起，給世界帶來了一個能源改革的驚喜，故未來電池將會逐步替代生化能源而經久不衰。但在電池的生產過程中，一旦需要加注電解液，電池活化工序則少不了。由於電解液屬易燃化學品，力口之電池活化時易產生高溫，尤其是電池內部短路瞬間產生的高溫極易達到電解液的著火點，如不能得以及時的預警及火情控制，一旦多粒電池起火，後果將不堪設想。以下是近年來電池廠火災的一組數據,損失相當驚人:
[0003]2007年9月底松下大阪鋰離子電池廠起火，整個3樓車間被燒毀，損失上億美元。
[0004]2008年3月3日韓國LG化學位於首爾以南梧倉科技園內的鋰電池(筆記本電腦電池)工廠發生火災事件，因停產造成經濟損失達8450萬美元。
[0005]2010年7月17日廣州番禺鵬輝電池廠起火，大火持續燃燒了兩個多小時後才被撲滅。
[0006]2010年12月13日下午深圳市寶安區大浪壠磁手機電池廠發生火災，造成一名人員被圍困，三樓及四樓全部被燒毀。
[0007]2011年6月9日晚上22:09分，位於深圳市寶安觀瀾一家生產鋰電池的工廠艾博爾鋰電池廠燃燒了 4個小時後大火才被撲滅。
[0008]2012年6月16日惠州市惠城區惠環辦事處的億緯鋰能股份有限公司生產車間發生火災，過火面積達2000平方米,歷時約3個小時才將大火撲滅。
[0009]基於上述背景，研發一套具體針對電池行業特別是活化工序的預警應急處理方法以及處理系統顯得尤為迫切及重要。
【發明內容】
[0010]針對現有技術的不足，本發明提供一種解決上述問題的電池活化起火的預警與聯動應急處理方法，以及實施方法的電池活化起火的預警與聯動應急處理系統。
[0011]本發明提供的方法及系統，可針對電池活化造成的火災進行預警並立即進行應急，這一方法及系統它能夠精確地監控電池活化每一通道的溫度、煙霧濃度並能在採集到異常數據時激發聲光警報，同時聯動啟動CO2滅火器的電磁閥實施對有異常的通道實施滅火。
[0012]本發明為實現上述目的而採用的技術方案為:
[0013]一種電池活化起火的預警與聯動應急處理方法，其包括如下步驟:
[0014](I)設置一電池活化設備，所述電池活化設備設置多個活化通道；[0015](2)於每一個活化通道設置一溫度監測模塊，用來對電池活化時的溫度進行動態監測以及其數據採集；
[0016](3)於每一個活化通道設置一煙霧監測模塊，用來對電池活化時的煙霧濃度進行動態監測以及其數據採集；
[0017](4)於電池活化設備上設置一滅火裝置控制模塊，用來處理活化電池起火時，控制CO2滅火器的電磁開關；
[0018](5)於電池活化設備上設置一設備電源控制模塊，用來處理活化電池起火時，切斷電池活化設備的電源；
[0019](6)於電池活化設備上設置一聲光警報控制模塊，用來處理活化電池起火時，給出警報提示；
[0020](7)於電池活化設備上設置一 EEPROM存儲模塊，用來預存溫度、煙霧濃度的上限值以及其它預設的參數值；
[0021](8)於電池活化設備上設置一功能控制開關，用來實現手動模式與自動模式的轉換；
[0022](9)於電池活化設備上設置一MCU，所述MCU分別與溫度監測模塊、煙霧監測模塊、滅火裝置控制模塊、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊、EEPROM存儲模塊、功能控制開關連接；
[0023](10)設置一安裝有上位機軟體的上位機，用來控制電池活化設備與顯示電池活化設備內電池活化狀態信息；
[0024](11)於電池活化設備上設置一通訊模塊，用來實現MCU與上位機之間信息的交互通訊；
[0025](12)打開上位機、以及電池活化設備的電源，上位機以及電池活化設備處於工作狀態時，所述溫度監測模塊、煙霧監測模塊，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；
[0026]對比分析結果為活化電池起火時，MCU分別發送指令給滅火裝置控制模塊、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊對活化起火的電池進行相應處理；
[0027]對比分析結果為活化電池未起火時，繼續進行電池活化狀態的監測及其數據採集。
[0028]所述溫度監測模塊，其包括多個DS18B20溫度傳感器；所述煙霧監測模塊，其包括多個光電式煙感探測器；所述滅火裝置控制單元，其包括一滅火器控制電路、以及多個CO2滅火器；所述設備電源控制模塊，其包括一交流接觸器控制電路、以及一交流接觸器；所述聲光警報控制模塊，其包括一警報燈控制電路以及一聲光報警器。
[0029]所述步驟(12)包括如下步驟:
[0030](121)打開上位機、以及電池活化設備的電源，上位機以及電池活化設備均處於工作狀態；
[0031](122)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇工作模式；所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測以及數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；
[0032](123)對比分析結果為活化電池起火時，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊的滅火器控制電路，滅火控制電路啟動CO2滅火器的電磁開關，CO2滅火器瞬間噴出CO2進行滅火；
[0033](124)對比分析結果為活化電池起火時，MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊的交流接觸器控制電路，交流接觸器控制電路控制交流接觸器關閉電池活化設備的電源；
[0034](125)對比分析結果為活化電池起火時，MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊的警報燈控制電路，警報燈控制電路啟動聲光報警器，發出警報，提醒操作人員；
[0035](126)分析結果為活化電池起火時，MCU將溫度超標、煙霧濃度超標的異常信息、活化電池起火具體通道位置信息通過通訊模塊傳遞給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查設備排除異常的狀況；
[0036]上述步驟(123)、(124)、(125)之間無先後順序。
[0037]所述步驟(122)具體包括如下步驟:
[0038](1221)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇手動模式，所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；對比分析結果為活化電池起火時，MCU將此對比分析結果通過通訊模塊發送給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查電池活化設備情況，進行確認後，操作人員通過上位機發送指令給MCU，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊，對活化起火的電池進行滅火處理；MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊，切斷活化設備電源；MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊，發出警報；
[0039](1222)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇自動模式，所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；對比分析結果為活化電池起火時，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊，對活化起火的電池進行滅火處理;MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊，切斷活化設備電源；MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊，發出警報，MCU將溫度超標、煙霧濃度超標的異常信息、活化電池起火具體通道位置信息通過通訊模塊傳遞給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查設備排除異常的狀況。
[0040]實施上述方法的電池活化起火的預警與聯動應急處理系統，其包括一設有多個通道的電池活化設備，以及一安裝有上位機軟體的上位機，所述電池活化設備的通道上均設有一溫度監測模塊、一煙霧監測模塊，所述溫度監測模塊包括多個DS18B20溫度傳感器，所述煙霧監測模塊包括多個光電式煙感探測器，所述電池活化設備上還設有一滅火裝置控制模塊，一設備電源控制模塊、一聲光警報控制模塊、一 EEPROM存儲模塊、一功能控制開關、一電源模塊、一通訊模塊、一 MCU，所述MCU分別與溫度監測模塊、煙霧監測模塊、滅火裝置控制模、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊、EEPROM存儲模塊、功能控制開關、電源模塊、通訊模塊連接，所述上位機與通訊模塊連接，實現上位機與電池活化設備的連接。
[0041 ] 所述滅火裝置控制單元，其包括一滅火器控制電路、以及多個CO2滅火器；所述滅火器控制電路分別與CO2滅火器連接，所述滅火器控制電路與MCU連接。[0042]所述設備電源控制模塊，其包括一交流接觸器控制電路、以及一交流接觸器；所述交流接觸器控制電路與交流接觸器連接，所述交流接觸器控制電路與MCU連接。
[0043]所述聲光警報控制模塊，其包括一警報燈控制電路以及一聲光報警器；所述警報燈控制電路與聲光報警器連接，所述警報燈控制電路與MCU連接。
[0044]本發明的有益效果為:
[0045]本發明根據電池活化中出現火災的特性要求，研究出這樣一種電池活化出現的火災預警方法；本發明選用高精度的溫度傳感器、煙霧傳感器，安裝在每一個電池活化的通道上，通過程序設計，通過將傳感器採集到的數據模擬信號轉換成數位訊號，然後對採集到的數據進行運算分析，如偵測到異常數據，則激發聲光警報。該警報亦可兼容併入自動消防安全控制中心。同時，所有採集到的數據均可在伺服器中保存。
[0046]本發明根據電池活化中出現火災的特性要求，還研究出這樣一種電池活化出現的火災應急系統，它能夠通過MCU的程序設計，對電池活化的溫度、煙霧濃度、聲光數據等的動態監測與數據採集，與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析，適時切斷活化設備的電源，並應急啟動相應通道CO2滅火器的電磁開關，瞬間噴出CO2以對活化時起火的電池實施聯動滅火，將其抑制撲滅於火災萌芽狀態。
[0047]本發明其具有幾個主要的特點為:
[0048]I)活化電池起火時，該系統通過溫度傳感器、煙霧傳感器、聲光傳感器偵測可以識別出起火狀態及相應通道。
[0049]2)活化電池起火時，一旦上述識別出並經MCU處理，MCU即聯動發出指令啟動相應通道CO2滅火器的電磁開關，瞬間噴出CO2滅火。
[0050]3)活化電池起火時，MCU亦可聯動發出指令切斷電池活化設備的電源。
[0051]4)某一通道的電池活化時出現起火情況，不會對其他通道的電池、部件等起到不良的影響，也不會對周圍人員及設備設施產生不良影響。
[0052]下面結合附圖與【具體實施方式】，對本發明進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0053]圖1為本發明的總體框架結構示意圖；
[0054]圖2為本發明的控制電路原理圖；
[0055]圖3為本發明的通訊模塊的電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0056]參見圖1?圖3，本發明提供的一種電池活化起火的預警與聯動應急處理方法，其包括如下步驟:
[0057](I)設置一電池活化設備，所述電池活化設備設置多個活化通道；
[0058](2)於每一個活化通道設置一溫度監測模塊，用來對電池活化時的溫度進行動態監測以及其數據採集；
[0059](3)於每一個活化通道設置一煙霧監測模塊，用來對電池活化時的煙霧濃度進行動態監測以及其數據採集；
[0060](4)於電池活化設備上設置一滅火裝置控制模塊，用來處理活化電池起火時，控制CO2滅火器的電磁開關；
[0061](5)於電池活化設備上設置一設備電源控制模塊，用來處理活化電池起火時，切斷電池活化設備的電源；
[0062](6)於電池活化設備上設置一聲光警報控制模塊，用來處理活化電池起火時，給出警報提示；
[0063](7)於電池活化設備上設置一 EEPROM存儲模塊，用來預存溫度、煙霧濃度的上限值以及其它預設的參數值；
[0064](8)於電池活化設備上設置一功能控制開關，用來實現手動模式與自動模式的轉換；
[0065](9)於電池活化設備上設置一MCU，所述MCU分別與溫度監測模塊、煙霧監測模塊、滅火裝置控制模塊、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊、EEPROM存儲模塊、功能控制開關連接；
[0066](10)設置一安裝有上位機軟體的上位機，用來控制電池活化設備與顯示電池活化設備內電池活化狀態信息；
[0067](11)於電池活化設備上設置一通訊模塊，用來實現MCU與上位機之間信息的交互通訊；
[0068](12)打開上位機、以及電池活化設備的電源，上位機以及電池活化設備處於工作狀態時，所述溫度監測模塊、煙霧監測模塊，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；
[0069]對比分析結果為活化電池起火時，MCU分別發送指令給滅火裝置控制模塊、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊對活化起火的電池進行相應處理；
[0070]對比分析結果為活化電池未起火時，繼續進行電池活化狀態的監測及其數據採集。
[0071]所述溫度監測模塊，其包括多個DS18B20溫度傳感器；所述煙霧監測模塊，其包括多個光電式煙感探測器；所述滅火裝置控制單元，其包括一滅火器控制電路、以及多個CO2滅火器；所述設備電源控制模塊，其包括一交流接觸器控制電路、以及一交流接觸器；所述聲光警報控制模塊，其包括一警報燈控制電路以及一聲光報警器。
[0072]所述步驟(12)包括如下步驟:
[0073](121)打開上位機、以及電池活化設備的電源，上位機以及電池活化設備均處於工作狀態；
[0074](122)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇工作模式；所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測以及數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；
[0075](123)對比分析結果為活化電池起火時，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊的滅火器控制電路，滅火控制電路啟動CO2滅火器的電磁開關，CO2滅火器瞬間噴出CO2進行滅火；
[0076](124)對比分析結果為活化電池起火時，MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊的交流接觸器控制電路，交流接觸器控制電路控制交流接觸器關閉電池活化設備的電源；
[0077](125)對比分析結果為活化電池起火時，MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊的警報燈控制電路，警報燈控制電路啟動聲光報警器，發出警報，提醒操作人員；
[0078](126)分析結果為活化電池起火時，MCU將溫度超標、煙霧濃度超標的異常信息、活化電池起火具體通道位置信息通過通訊模塊傳遞給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查設備排除異常的狀況；
[0079]上述步驟(123)、(124)、(125)之間無先後順序。
[0080]所述步驟(122)具體包括如下步驟:
[0081](1221)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇手動模式，所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；對比分析結果為活化電池起火時，MCU將此對比分析結果通過通訊模塊發送給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查電池活化設備情況，進行確認後，操作人員通過上位機發送指令給MCU，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊，對活化起火的電池進行滅火處理;MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊，切斷活化設備電源；MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊，發出警報；
[0082](1222)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇自動模式，所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；對比分析結果為活化電池起火時，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊，對活化起火的電池進行滅火處理;MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊，切斷活化設備電源；MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊，發出警報，MCU將溫度超標、煙霧濃度超標的異常信息、活化電池起火具體通道位置信息通過通訊模塊傳遞給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查設備排除異常的狀況。
[0083]實施上述方法的電池活化起火的預警與聯動應急處理系統，其包括一設有多個通道的電池活化設備，以及一安裝有上位機軟體的上位機，所述電池活化設備的通道上均設有一溫度監測模塊、一煙霧監測模塊，所述溫度監測模塊包括多個DS18B20溫度傳感器，所述煙霧監測模塊包括多個光電式煙感探測器，所述電池活化設備上還設有一滅火裝置控制模塊，一設備電源控制模塊、一聲光警報控制模塊、一 EEPROM存儲模塊、一功能控制開關、一電源模塊、一通訊模塊、一 MCU，所述MCU分別與溫度監測模塊、煙霧監測模塊、滅火裝置控制模、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊、EEPROM存儲模塊、功能控制開關、電源模塊、通訊模塊連接，所述上位機與通訊模塊連接，實現上位機與電池活化設備的連接。
[0084]所述滅火裝置控制單元，其包括一滅火器控制電路、以及多個CO2滅火器；所述滅火器控制電路分別與CO2滅火器連接，所述滅火器控制電路與MCU連接。
[0085]所述設備電源控制模塊，其包括一交流接觸器控制電路、以及一交流接觸器；所述交流接觸器控制電路與交流接觸器連接，所述交流接觸器控制電路與MCU連接。
[0086]所述聲光警報控制模塊，其包括一警報燈控制電路以及一聲光報警器；所述警報燈控制電路與聲光報警器連接，所述警報燈控制電路與MCU連接。
[0087]1.溫度監測模塊:[0088]溫度收集採用的是DALLAS公司生產的DS18B20溫度傳感器。該器件採用單總線數據通訊，最高12位的解析度，抗幹擾能力強。系統總共採用了 16顆DS18B20組成一個溫度監測模塊，能監控到的整臺化成設備16個採集點的溫度狀況。採用循環查詢的方式一旦有採集點溫度超過EEPROM中設定的上限值，則MCU將控制聲光報警器發出警報，同時把溫度超標的異常信息傳遞給上位機軟體。提示工作人員來巡查設備排除異常狀況。
[0089]溫度監測模塊採用以DS18B20為例的溫度傳感器。該器件是一片支持單總線協議的溫度傳感器。因為DS18B20在溫度轉換期間工作電流達到1mA。因此設計將DS18B20工作電源由VDD引腳接入，保證器件轉換時所需要的電流，提高轉換的精度。本系統功能依據使用需求可設計N個溫度採集點，作為溫度輸入信號，各個DS18B20的DQ總線採用獨立的連接方式接在MCU的PO和Pl 口。因此每一個循環同時讀取N個通道的溫度值。
[0090]2.煙霧監測模塊
[0091]火情的監測採用光電式煙感探測器和MCU外部中斷相結合的方式。系統各個煙感探測器之間是相互獨立的，可以安裝無限個煙感探測器，根據實際需求本系統只設計了 5個煙感探測器接口。5個煙感探測器只要其中任何探測電池有發生火情即刻向MCU申請中斷並將火情傳遞給上位機軟體並啟動聲光報警器發出警報。系統如果是工作在自動的模式下則即刻啟動CO2滅火器控制開關噴射CO2進行滅火。如果是手動模式需等到工作人員到場後確認是有火情的才能啟動CO2滅火器。手動模式的話能避免因為煙感探測器誤動作而造成假火情。這種工作方式適合24小時有工作人員在場的環境中使用。
[0092]煙霧監測模塊採用外部中斷的方式。煙霧傳感器採用的是或的連接方式，可以同時接無數個煙霧傳感器。當煙霧傳感器檢測到煙霧濃度超標發出一個大約5V的高電平觸發信號將Q11(2N3904)這個NPN型的三極體導通。因此MCU的P3.2 口外部中斷檢測到一個由高到低的下降沿。當MCU檢測到任何一個煙霧傳感器觸發了一個下降沿的中斷信號則都認為煙霧濃度超標，給出報警提示。
[0093]3.EEPROM 存儲模塊:
[0094]該系統可多個同時並聯使用，因此增加EEPROM存儲模塊，用於存放一些在掉電後然需要保存的數據。確保一些重要參數在掉電以後能夠保存。例如存儲電池化成的環境溫度極限值，多臺設備的通道號，模式選擇等參數。EEPROM存儲採用的是AT24C02晶片。
[0095]EEPROM的時鐘線和數據線連接在MCU的P3.5和P3.6 口。EEPROM用於存放一些固定的參數。例如各臺電池活化設備ID地址。溫度上限值等信息。同時這些數據也可以通過上位機軟體進行修改，增加了系統的靈活性。
[0096]4.通訊模塊
[0097]系統與上位機的通訊方式採用了 RS232協議。但由於電池化成環境的本身制約，系統採用的通訊硬體部分採用光藕隔離的設計。這樣在通訊的抗幹擾能力和傳輸距離上都進一步加強。
[0098]通訊採用RS232串口通訊。普通的RS23串口通訊的距離只能保證在15M以內。因此本系統採用光藕隔離的設計。能保證在通訊時的抗幹擾能力及傳輸距離也得到提高。MCU發送數據通過P3.1 口發送，其發送電路由光藕Ql，三極體Q2，Q12及電阻R2-4組成，MCU通過P3.0 口接收數據。
[0099]本發明的有益效果為:[0100]所有的執行機構都通過繼電器控制，MCU的P2.6 口用於控制聲光報警。P2.0 口用於控制CO2滅火器的啟動與停止。考慮電池活化設備一般都是大功率。因此採用了交流接觸器去控制電池活化設備的電源。一旦有檢測到煙霧濃度或溫度超標。則通過P2.1 口控制交流接觸器切斷電池活化設備的供電。
[0101]本發明根據電池活化中出現火災的特性要求，研究出這樣一種電池活化出現的火災預警方法；本發明選用高精度的溫度傳感器、煙霧傳感器，安裝在每一個電池活化的通道上，通過程序設計，通過將傳感器採集到的數據模擬信號轉換成數位訊號，然後對採集到的數據進行運算分析，如偵測到異常數據，則激發聲光警報。該警報亦可兼容併入自動消防安全控制中心。同時，所有採集到的數據均可在伺服器中保存。
[0102]本發明根據電池活化中出現火災的特性要求，還研究出這樣一種電池活化出現的火災應急系統，它能夠通過MCU的程序設計，對電池活化的溫度、煙霧濃度、聲光數據等的動態監測與數據採集，與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析，適時切斷活化設備的電源，並應急啟動相應通道CO2滅火器的電磁開關，瞬間噴出CO2以對活化時起火的電池實施聯動滅火，將其抑制撲滅於火災萌芽狀態。
[0103]本發明其具有幾個主要的特點為:
[0104]I)活化電池起火時，該系統通過溫度傳感器、煙霧傳感器、聲光傳感器偵測可以識別出起火狀態及相應通道。
[0105]2)活化電池起火時，一旦上述識別出並經MCU處理，MCU即聯動發出指令啟動相應通道CO2滅火器的電磁開關，瞬間噴出CO2滅火。
[0106]3)活化電池起火時，MCU亦可聯動發出指令切斷電池活化設備的電源。
[0107]4)某一通道的電池活化時出現起火情況，不會對其他通道的電池、部件等起到不良的影響，也不會對周圍人員及設備設施產生不良影響。
[0108]本發明並不限於上述實施方式，凡採用與本發明相似方法及系統結構來實現本發明目的的所有方式，均在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電池活化起火的預警與聯動應急處理方法，其特徵在於:其包括如下步驟: (1)設置一電池活化設備，該電池活化設備包括多個活化通道； (2)於每一個活化通道設置一溫度監測模塊，用來對電池活化時的溫度進行動態監測以及其數據採集； (3)於每一個活化通道設置一煙霧監測模塊，用來對電池活化時的煙霧濃度進行動態監測以及其數據採集； (4)於電池活化設備上設置一滅火裝置控制模塊，用來處理活化電池起火時，控制CO2滅火器的電磁開關； (5)於電池活化設備上設置一設備電源控制模塊，用來處理活化電池起火時，切斷電池活化設備的電源； (6)於電池活化設備上設置一聲光警報控制模塊，用來處理活化電池起火時，給出警報提示； (7)於電池活化設備上設置一EEPROM存儲模塊，用來預存溫度、煙霧濃度的上限值以及其它預設的參數值； (8)於電池活化設備上設置一功能控制開關，用來實現手動模式與自動模式的轉換； (9)於電池活化設備上設 置一MCU，所述MCU分別與溫度監測模塊、煙霧監測模塊、滅火裝置控制模塊、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊、EEPROM存儲模塊、功能控制開關連接； (10)設置一安裝有上位機軟體的上位機，用來控制電池活化設備與顯示電池活化設備內電池活化狀態信息； (11)於電池活化設備上設置一通訊模塊，用來實現MCU與上位機之間信息的交互通訊； (12)打開上位機、以及電池活化設備的電源，上位機以及電池活化設備處於工作狀態時，所述溫度監測模塊、煙霧監測模塊，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析； 對比分析結果為活化電池起火時，MCU分別發送指令給滅火裝置控制模塊、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊對活化起火的電池進行相應處理； 對比分析結果為活化電池未起火時，繼續進行電池活化狀態的監測及其數據採集。
2.根據權利要求1所述的電池活化起火的預警與聯動應急處理方法，其特徵在於:所述溫度監測模塊，其包括多個DS18B20溫度傳感器；所述煙霧監測模塊，其包括多個光電式煙感探測器；所述滅火裝置控制單元，其包括一滅火器控制電路、以及多個CO2滅火器；所述設備電源控制模塊，其包括一交流接觸器控制電路、以及一交流接觸器；所述聲光警報控制模塊，其包括一警報燈控制電路以及一聲光報警器。
3.根據權利要求2所述的電池活化起火的預警與聯動應急處理方法，其特徵在於:所述步驟(12)包括如下步驟: (121)打開上位機、以及電池活化設備的電源，上位機以及電池活化設備均處於工作狀態； (122)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇工作模式；所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測以及數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析； (123)對比分析結果為活化電池起火時，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊的滅火器控制電路，滅火控制電路啟動CO2滅火器的電磁開關，CO2滅火器瞬間噴出CO2進行滅火； (124)對比分析結果為活化電池起火時，MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊的交流接觸器控制電路，交流接觸器控制電路控制交流接觸器關閉電池活化設備的電源； (125)對比分析結果為活化電池起火時，MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊的警報燈控制電路，警報燈控制電路啟動聲光報警器，發出警報，提醒操作人員； (126)分析結果為活化電池起火時，MCU將溫度超標、煙霧濃度超標的異常信息、活化電池起火具體通道位置信息通過通訊模塊傳遞給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查設備排除異常的狀況； 上述步驟 (123)、(124)、(125)之間無先後順序。
4.根據權利要求3所述的所述的電池活化起火的預警與聯動應急處理方法，其特徵在於:所述步驟(122)具體包括如下步驟: (1221)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇手動模式，所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；對比分析結果為活化電池起火時，MCU將此對比分析結果通過通訊模塊發送給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查電池活化設備情況，進行確認後，操作人員通過上位機發送指令給MCU，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊，對活化起火的電池進行滅火處理;MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊，切斷活化設備電源；MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊，發出警報； (1222)操作人員根據實際情況操作功能控制開關，選擇自動模式，所述溫度監測模塊的多個DS18B20溫度傳感器、煙霧監測模塊的多個光電式煙感探測器，對電池活化的溫度、煙霧濃度進行動態監測與數據採集，將採集的數據發送給MCU，所述MCU將收到的數據與EEPROM存儲模塊預存的數據進行對比分析；對比分析結果為活化電池起火時，MCU發送指令給滅火裝置控制模塊，對活化起火的電池進行滅火處理;MCU聯動發送指令給設備電源控制模塊，切斷活化設備電源；MCU聯動發送指令給聲光警報控制模塊，發出警報，MCU將溫度超標、煙霧濃度超標的異常信息、活化電池起火具體通道位置信息通過通訊模塊傳遞給上位機，提示工作人員根據所接收的信息巡查設備排除異常的狀況。
5.實施權利要求1~4之一所述方法的電池活化起火的預警與聯動應急處理系統，其特徵在於:其包括一設有多個通道的電池活化設備，以及一安裝有上位機軟體的上位機，所述電池活化設備的通道上均設有一溫度監測模塊、一煙霧監測模塊，所述溫度監測模塊包括多個DS18B20溫度傳感器，所述煙霧監測模塊包括多個光電式煙感探測器，所述電池活化設備上還設有一滅火裝置控制模塊，一設備電源控制模塊、一聲光警報控制模塊、一EEPROM存儲模塊、一功能控制開關、一電源模塊、一通訊模塊、一 MCU,所述MCU分別與溫度監測模塊、煙霧監測模塊、滅火裝置控制模、設備電源控制模塊、聲光警報控制模塊、EEPROM存儲模塊、功能控制開關、電源模塊、通訊模塊連接，所述上位機與通訊模塊連接，實現上位機與電池活化設備的連接。
6.根據權利要求5所述的電池活化起火的預警與聯動應急處理系統，其特徵在於:所述滅火裝置控制單元，其包括一滅火器控制電路、以及多個CO2滅火器；所述滅火器控制電路分別與CO2滅火器連接，所述滅火器控制電路與MCU連接。
7.根據權利要求5所述的電池活化起火的預警與聯動應急處理系統，其特徵在於:所述設備電源控制模塊，其包括一交流接觸器控制電路、以及一交流接觸器；所述交流接觸器控制電路與交流接 觸器連接，所述交流接觸器控制電路與MCU連接。
8.根據權利要求5所述的電池活化起火的預警與聯動應急處理系統，其特徵在於:所述聲光警報控制模塊，其包括一警報燈控制電路以及一聲光報警器；所述警報燈控制電路與聲光報警器連接，所述警報燈控制電路與MCU連接。
【文檔編號】G08B17/10GK103956019SQ201310359083
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】謝海清, 何浩良, 楊志, 李建華 申請人:深圳金山電池有限公司