储能电池模组灭火组件状态监测系统及方法与流程

本发明涉及储能消防设施检测领域，具体涉及储能电池模组灭火组件状态监测系统及方法。

背景技术：

1、储能消防安全问题一直是一个亟待解决的问题，尤其是灭火装置的有效性检测的问题。在储能领域，尤其是大型的电池组或者电池机柜等集中式电化学储能，灭火装置的投放量巨大，可能每个电池包内部均包含一个独立小型灭火装置，如此大的投放量，但是使用频率并不高，一旦使用即涉及电池起火或热失控等重大问题。有很多已安装的灭火装置存在长时间未使用的现象，长时间未使用的灭火装置无法直接判断其有效性。当需要使用灭火装置时，时常发生存放较久的灭火装置已失效的问题，导致重大事故的发生。

2、储能领域尤其是电化学集中储能，一个电池组、电池柜或者电池簇等内部包含多个电池包，单个电池包的安全关系到整个电化学集中储能的安全，因此，很多电化学储能在每个电池包内部均单独配置小型灭火装置。

3、小型灭火装置除了必要的出线外，一般都包含灭火装置的自身反馈信号，其中反馈信号又分为温度开关或者压力开关等，该反馈信号能够直接反映出灭火装置的状态，无论是压力开关还是温度开关等其他反馈信号开关，都是在灭火装置发生状态改变时，反馈信号也同时发生改变，即由原来的反馈正线与反馈回线是断路状态（或者短路状态），变更为短路状态（或者断路状态）。因此通常使用反馈线的状态来判断灭火装置的现有状态或者在发生电池包热失控时，检测灭火装置是否成功启动。

4、但是由于电化学集中储能中包含大量电池包，由于上级主控的控制电路或主控芯片引脚的限制，很多电池包内的灭火装置主要采用被动启动（灭火器自启动），使用反馈信号来检测电池包内部的灭火装置是否成功启动。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为解决在使用1个主控芯片的adc引脚同时检测1个或多个灭火装置是否成功启动，而提供了一种储能电池模组灭火组件状态监测系统及方法，以实现对1个或多个灭火装置的反馈状态进行检测，通过adc采集的不同电压值，并与处理器内部构建的不同电压数据集进行比较，判断出具体哪一个灭火装置或者哪几个灭火装置成功启动。

2、根据本发明的第一方面，本发明提出了储能电池模组灭火组件状态监测系统，包括：

3、微型处理器、滤波组件以及灭火分压组件，所述灭火分压组件包括准灭火分压组件和可变灭火分压组件，所述可变灭火分压组件包括n个可变灭火分压子组件，所述微型处理器通过其外设adc接口采集来自灭火分压组件且经所述滤波组件滤波后的电压，并将该电压与其预先存储的电压数据集进行匹配分析，以用于监测n个n个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态，其中，所述工作状态包括启动状态和未启动状态。

4、作为进一步的改进，所述滤波组件为一电容组件。

5、作为进一步的改进，所述准灭火分压组件包括准灭火分压电阻r0和准灭火子组件r00，所述准灭火子组件r00的第一端与电容组件的第一端、准灭火分压电阻r0的第一端以及所述可变灭火分压组件的第一端连接，所述准灭火子组件r00的第二端与所述电容组件的第二端、所述可变灭火分压组件的第二端连接并接地，所述准灭火分压电阻r0的第二端连接电池包供电电压u0。

6、作为进一步的改进，所述可变灭火分压组件还包括n个可变灭火分压电阻，其中，n个可变灭火分压电阻为r1、r2、……、rn，n个可变灭火分压子组件包括r11、r22、……、rnn，每一个可变灭火分压子组件都被配置为串联一个反馈线，即s11、s22、……、snn，以根据该反馈线确定当前可变灭火分压子组件的状态，其中，所述r1的第一端作为所述可变灭火分压组件的第一端，所述r1、r2、……、rn的第二端分别与所述s11、s22、……、snn的第一端连接，r2、……、rn的第一端分别与s11、s22、……、sn-1n-1的第一端连接，所述r11、r22、……、rnn的第二端分别与s11、s22、……、snn的第一端连接，s11、s22、……、snn的第二端作为所述可变灭火分压组件的第二端连接至所述r00的第二端并接地。

7、作为进一步的改进，所述微型处理器通过其外设adc接口采集来自灭火分压组件且经所述滤波组件滤波后的电压，并将该电压与其预先存储的电压数据集进行匹配分析，以用于监测n个可变灭火分子压组件中一个或者多个的工作状态的过程包括，根据采集的电压与预先存储的电压数据集确定出所述反馈线s11、s22、……、snn中的连接状态以确定出所述n个可变灭火分压子组件r11、r22、……、rnn中一个或者多个的工作状态，其中，所述连接状态包括短路状态和断路状态。

8、根据本发明的第二方面，本发明还提出了一种基于上述监测系统的监测方法，包括如下步骤：

9、初始化所述灭火组件状态监测系统；

10、实时获取所述adc接口采集的经所述滤波组件滤波后的灭火分压组件的电压值，所述微型处理器将所述电压值与预先存储的电压数据集进行匹配分析，以确定出所述n个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态，从而实现对所述灭火组件的状态监测。

11、作为进一步的改进，所述微型处理器将所述电压值与预先存储的电压数据集进行匹配分析，以确定出所述n个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态，从而实现对所述灭火组件的状态监测的步骤包括，若采集到的电压值与第一状态监测条件的电压值相同，则n个反馈线均处于断开状态，即n个可变灭火分压子组件均未发生启动，其中，所述第一状态监测条件为所述adc采集的电压值与准灭火分压组件中准灭火子组件两端的电压相同，即：

12、；

13、上式中，为adc采集的电压值，为电池包供电电压。

14、作为进一步的改进，所述微型处理器将所述电压值与预先存储的电压数据集进行匹配分析，以确定出所述n个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态，从而实现对所述灭火组件的状态监测的步骤还包括，若采集到的电压值与第二状态监测条件的电压值相同，则根据第二状态监测条件识别出n个可变灭火分压子组件发生启动状态的数量和类别，其中，所述第二状态监测条件满足下式：

15、；

16、上式中，若采集的电压值与n个可变灭火分压子组件串并联后的电压值相同，则n个可变灭火分压子组件均同时启动。

17、本发明提出的监测系统可广泛应用于电化学储能消防系统的内部，尤其存在多个灭火分压子组件的情况下，可以只借助处理器的1个adc采集口即可对消防系统内部的所有的灭火分压子组件的状态进行检测和监测，减少了控制电路，提高处理器的利用率。也可应用到低成本方案中，有效降低了灭火装置的检测成本。在不拆除灭火装置的情况下，能够准确识别到灭火装置的状态，降低人工及时间成本。本发明提出的技术方案所涉及的监测系统结构简单，器件数量及种类均做到最小化，集成度高，成本低廉，状态识别率高，能够有效、快速、准确的完成灭火装置的状态检测。

技术特征：

1.一种储能电池模组灭火组件状态监测系统，其特征在于，所述监测系统包括微型处理器、滤波组件以及灭火分压组件，所述灭火分压组件包括准灭火分压组件和可变灭火分压组件，所述可变灭火分压组件包括n个可变灭火分压子组件，所述微型处理器通过其外设adc接口采集来自灭火分压组件且经所述滤波组件滤波后的电压，并将该电压与其预先存储的电压数据集进行匹配分析，以用于监测n个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态，其中，所述工作状态包括启动状态和未启动状态。

2.根据权利要求1所述的储能电池模组灭火组件状态监测系统，其特征在于，所述滤波组件为一电容组件。

3.根据权利要求2所述的储能电池模组灭火组件状态监测系统，其特征在于，所述准灭火分压组件包括准灭火分压电阻r0和准灭火子组件r00，所述准灭火子组件r00的第一端与电容组件的第一端、准灭火分压电阻r0的第一端以及所述可变灭火分压组件的第一端连接，所述准灭火子组件r00的第二端与所述电容组件的第二端、所述可变灭火分压组件的第二端连接并接地，所述准灭火分压电阻r0的第二端连接电池包供电电压u0。

4.根据权利要求3所述的储能电池模组灭火组件状态监测系统，其特征在于，所述可变灭火分压组件还包括n个可变灭火分压电阻其中，n个可变灭火分压电阻为r1、r2、……、rn，n个可变灭火分压子组件包括r11、r22、……、rnn，每一个可变灭火分压子组件都被配置为串联一个反馈线，即s11、s22、……、snn，以根据该反馈线确定当前可变灭火分压子组件的状态，其中，所述r1的第一端作为所述可变灭火分压组件的第一端，所述r1、r2、……、rn的第二端分别与所述s11、s22、……、snn的第一端连接，r2、……、rn的第一端分别与s11、s22、……、sn-1n-1的第一端连接，所述r11、r22、……、rnn的第二端分别与s11、s22、……、snn的第一端连接，s11、s22、……、snn的第二端作为所述可变灭火分压组件的第二端连接至所述r00的第二端并接地。

5.根据权利要求4所述的储能电池模组灭火组件状态监测系统，其特征在于，所述微型处理器通过其外设adc接口采集来自灭火分压组件且经所述滤波组件滤波后的电压，并将该电压与其预先存储的电压数据集进行匹配分析，以用于监测n个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态的过程包括，根据采集的电压与预先存储的电压数据集确定出所述反馈线s11、s22、……、snn中的连接状态以确定出所述n个可变灭火分压子组件r11、r22、……、rnn中一个或者多个的工作状态，其中，所述连接状态包括短路状态和断路状态。

6.一种基于权利要求5所述的储能电池模组灭火组件状态监测系统的监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，所述微型处理器将所述电压值与预先存储的电压数据集进行匹配分析，以确定出所述n个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态，从而实现对所述灭火组件的状态监测的步骤包括，若采集到的电压值与第一状态监测条件的电压值相同，则n个反馈线均处于断开状态，即n个可变灭火分压子组件均未发生启动，其中，所述第一状态监测条件为所述adc采集的电压值与准灭火分压组件中准灭火子组件两端的电压相同，即：

8.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于，所述微型处理器将所述电压值与预先存储的电压数据集进行匹配分析，以确定出所述n个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态，从而实现对所述灭火组件的状态监测的步骤还包括，若采集到的电压值与第二状态监测条件的电压值相同，则根据第二状态监测条件识别出n个可变灭火分压子组件发生启动状态的数量和类别，其中，所述第二状态监测条件满足下式：

技术总结本发明公开了储能电池模组灭火组件状态监测系统及方法，具体的，监测系统包括微型处理器、滤波组件以及灭火分压组件，所述灭火分压组件包括准灭火分压组件和可变灭火分压组件，所述可变灭火分压组件包括N个可变灭火分压子组件，所述微型处理器通过其外设ADC接口采集来自灭火分压组件且经所述滤波组件滤波后的电压，并将该电压与其预先存储的电压数据集进行匹配分析，以用于监测N个可变灭火分压子组件中一个或者多个的工作状态，其中，所述工作状态包括启动状态和未启动状态。本发明提出的技术方案所涉及的监测系统结构简单，器件数量及种类均做到最小化，集成度高，成本低廉，状态识别率高，能够有效、快速、准确的完成灭火装置的状态检测。技术研发人员：吕鹏强,鲍伟,王云,姜明军,赵怡锋受保护的技术使用者：力高（山东）新能源技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/21