本發(fā)明涉及車載電池防控，尤其涉及一種基于液態(tài)非水滅火劑的新能源汽車電池火災(zāi)防控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、新能源汽車的核心部件是電池系統(tǒng)，而電池系統(tǒng)本身存在一定的安全隱患，例如，電池?zé)崾Э?、電池管理系統(tǒng)失效和車輛設(shè)計缺陷，一旦發(fā)生電池火災(zāi)，不僅會造成車輛本身的損失，還可能引發(fā)周邊環(huán)境的火災(zāi)和爆炸，對公共安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，目前，針對新能源汽車電池火災(zāi)的防控技術(shù)主要包括以下幾個方面：電池?zé)峁芾砑夹g(shù)、電池管理系統(tǒng)優(yōu)化、防火材料應(yīng)用和滅火系統(tǒng)設(shè)計。

2、中國專利公開號：cn117282057a公開了一種新能源汽車動力電池阻燃技術(shù)，包括：1、結(jié)構(gòu)特征：(1)其結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外分別是：電芯、滅火劑、隔熱層、防火墻、外殼；外殼上方再增加一層防火墻。(2)電池底部分別安裝有一個真空閥，一個滅火劑灌裝閥，一個泄壓閥。(3)密封電池，并給電池內(nèi)部抽真空。2、阻燃原理：若電芯異常產(chǎn)生電火花、火焰時，電火花、火焰最先接觸的是滅火劑，此時滅火劑覆蓋火焰，從而達(dá)到阻斷燃燒的目的，隔熱層能夠承受高溫高壓，可以防止火焰燒穿電池外殼、防止爆炸，泄壓閥能夠迅速釋放電池內(nèi)部過高的溫度和壓力并隔絕氧氣，從而防止爆炸，防火墻可以阻止電池燃燒后高溫傳導(dǎo)至車身引起電池周邊零部件著火。但該方案未在新能源汽車電池發(fā)生火災(zāi)前對新能源汽車電池火災(zāi)進(jìn)行預(yù)測，且無法預(yù)知并提醒駕駛?cè)藛T新能源汽車電池火災(zāi)的發(fā)生情況，無法提高新能源汽車電池火災(zāi)防控效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種基于液態(tài)非水滅火劑的新能源汽車電池火災(zāi)防控系統(tǒng)，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中新能源汽車電池火災(zāi)防控效率較低的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于液態(tài)非水滅火劑的新能源汽車電池火災(zāi)防控系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

3、電池監(jiān)測模塊，用以對新能源汽車電池的溫度、煙霧產(chǎn)生情況和外觀進(jìn)行實時監(jiān)測，得到溫度數(shù)據(jù)、煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)和電池外觀圖像；

4、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊，用以對溫度數(shù)據(jù)、煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)和電池外觀圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)化煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化電池外觀圖像，并將標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)整合為電池狀態(tài)數(shù)據(jù)；

5、電池狀態(tài)識別模塊，用以將電池狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入電池狀態(tài)識別模型中，得到電池狀態(tài)識別結(jié)果，并根據(jù)電池狀態(tài)識別結(jié)果輸出滅火劑控制信號，還根據(jù)火災(zāi)防控數(shù)據(jù)庫輸出滅火劑控制信號；

6、外觀反饋模塊，用以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化電池外觀圖像對電池狀態(tài)識別模塊輸出的滅火劑控制信號進(jìn)行調(diào)整；

7、反饋優(yōu)化模塊，用以根據(jù)漏電情況對外觀反饋模塊的調(diào)整過程進(jìn)行優(yōu)化；

8、裝置控制模塊，用以根據(jù)滅火劑控制信號對基于液態(tài)非水滅火劑的新能源汽車電池火災(zāi)防控裝置進(jìn)行控制。

9、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊包括：

10、溫度標(biāo)準(zhǔn)化單元，用以對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)；

11、煙霧標(biāo)準(zhǔn)化單元，用以對煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)；

12、數(shù)據(jù)整合單元，用以將標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，得到電池狀態(tài)數(shù)據(jù)；

13、圖像標(biāo)準(zhǔn)化單元，用以對電池外觀圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化電池外觀圖像。

14、進(jìn)一步地，所述溫度標(biāo)準(zhǔn)化單元在對溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理時，使用z-score標(biāo)準(zhǔn)化計算方法，其公式為：

15、

16、設(shè)定z為標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)，x為原始溫度數(shù)據(jù)，μ為原始溫度數(shù)據(jù)的平均值，σ為原始溫度數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；

17、所述煙霧標(biāo)準(zhǔn)化單元使用z-score標(biāo)準(zhǔn)化計算方法對煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，其中：

18、z-score標(biāo)準(zhǔn)化計算方法的公式為設(shè)定z1為標(biāo)準(zhǔn)化煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)，x為原始煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)，μ為原始煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)的平均值，σ為原始煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。

19、進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)整合單元通過數(shù)據(jù)整合工具將標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)整合為電池狀態(tài)數(shù)據(jù)；

20、所述圖像標(biāo)準(zhǔn)化單元在對電池外觀圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理時，通過高斯濾波對圖像進(jìn)行去噪，并通過圖像處理工具將去噪后的電池外觀圖像二值化，得到標(biāo)準(zhǔn)化電池外觀圖像。

21、進(jìn)一步地，所述電池狀態(tài)識別模塊將電池狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入電池狀態(tài)識別模型中，通過電池狀態(tài)識別模型輸出電池狀態(tài)識別結(jié)果，并根據(jù)電池狀態(tài)識別結(jié)果輸出滅火劑控制信號，其中：

22、當(dāng)電池狀態(tài)識別結(jié)果為正常時，不輸出滅火劑控制信號；

23、當(dāng)電池狀態(tài)識別結(jié)果為異常時，將電池狀態(tài)數(shù)據(jù)與火災(zāi)防控數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果輸出滅火劑控制信號，其中：

24、當(dāng)火災(zāi)防控數(shù)據(jù)庫中存在與電池狀態(tài)數(shù)據(jù)一致的預(yù)設(shè)電池狀態(tài)數(shù)據(jù)時，將火災(zāi)防控數(shù)據(jù)庫中與所述預(yù)設(shè)電池狀態(tài)數(shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)設(shè)滅火劑控制信號作為滅火劑控制信號進(jìn)行輸出；

25、當(dāng)火災(zāi)防控數(shù)據(jù)庫中不存在與電池狀態(tài)數(shù)據(jù)一致的預(yù)設(shè)電池狀態(tài)數(shù)據(jù)時，向管理員推送電池狀態(tài)數(shù)據(jù)和滅火劑控制信號選擇窗口，由管理員選擇滅火劑控制信號，所述電池狀態(tài)識別模塊獲取滅火劑控制信號選擇窗口的選擇結(jié)果，并將滅火劑控制信號選擇窗口的選擇結(jié)果作為滅火劑控制信號進(jìn)行輸出。

26、進(jìn)一步地，所述外觀反饋模塊將標(biāo)準(zhǔn)化電池外觀圖像輸入電池外觀識別模型，得到電池外觀識別結(jié)果，根據(jù)電池外觀識別結(jié)果對電池狀態(tài)識別結(jié)果的有效性進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果對電池狀態(tài)識別模塊輸出的滅火劑控制信號進(jìn)行調(diào)整其中：

27、當(dāng)電池外觀識別結(jié)果為電池外觀完整時，判定電池狀態(tài)識別結(jié)果有效，不對電池狀態(tài)識別模塊輸出的滅火劑控制信號進(jìn)行調(diào)整；

28、當(dāng)電池外觀識別結(jié)果為電池外觀損壞時，判定電池狀態(tài)識別結(jié)果無效，將電池狀態(tài)識別模塊輸出的滅火劑控制信號調(diào)整為緊急滅火信號。

29、進(jìn)一步地，所述反饋優(yōu)化模塊包括：

30、漏電監(jiān)測單元，用以對新能源汽車電池的電壓和電流進(jìn)行實時監(jiān)測，得到漏電數(shù)據(jù)；

31、優(yōu)化單元，用以根據(jù)漏電數(shù)據(jù)和漏電監(jiān)測模型對新能源汽車電池漏電情況進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果對外觀反饋模塊的調(diào)整過程進(jìn)行優(yōu)化。

32、進(jìn)一步地，所述漏電監(jiān)測單元通過obd系統(tǒng)實時獲取新能源汽車電池的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)對新能源汽車電池的電壓和電流進(jìn)行實時監(jiān)測，得到漏電數(shù)據(jù)。

33、進(jìn)一步地，所述優(yōu)化單元將漏電數(shù)據(jù)輸入漏電監(jiān)測模型中，并輸出漏電監(jiān)測結(jié)果，根據(jù)漏電監(jiān)測結(jié)果對新能源汽車電池漏電情況進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果對外觀反饋模塊的調(diào)整過程進(jìn)行優(yōu)化，其中：

34、當(dāng)漏電監(jiān)測結(jié)果為正常時，判定新能源汽車電池未漏電，不對外觀反饋模塊的調(diào)整過程進(jìn)行優(yōu)化；

35、當(dāng)漏電監(jiān)測結(jié)果為異常時，判定新能源汽車電池漏電，將電池外觀識別結(jié)果優(yōu)化為電池外觀損壞，并將電池狀態(tài)識別模塊輸出的滅火劑控制信號調(diào)整為絕緣滅火信號。

36、進(jìn)一步地，所述新能源汽車電池火災(zāi)防控裝置包括：

37、基于液態(tài)非水滅火劑的新能源汽車電池火災(zāi)防控系統(tǒng)，其用于對基于液態(tài)非水滅火劑的新能源汽車電池火災(zāi)防控裝置的滅火劑選擇閥門、左滅火劑噴嘴和右滅火劑噴嘴進(jìn)行控制，并對新能源汽車電池進(jìn)行監(jiān)測，基于液態(tài)非水滅火劑的新能源汽車電池火災(zāi)防控系統(tǒng)與滅火劑選擇閥門、滅火劑流通管道、新能源汽車電池、左滅火劑噴嘴和右滅火劑噴嘴連接；

38、滅火劑補充口，其用于對液氮滅火劑貯存器和全氟己酮滅火劑貯存器中的滅火劑進(jìn)行補充，包括滅火劑補充口和滅火劑補充口，滅火劑補充口中的滅火劑補充口安裝在液氮滅火劑貯存器上，滅火劑補充口安裝在全氟己酮滅火劑貯存器上；

39、液氮滅火劑貯存器，其用于貯存液氮滅火劑，液氮滅火劑貯存器的一端與滅火劑補充口連接，另一端與滅火劑選擇閥門連接；

40、全氟己酮滅火劑貯存器，其用于貯存全氟己酮滅火劑，全氟己酮滅火劑貯存器的一端與滅火劑補充口連接，另一端與滅火劑選擇閥門連接；

41、滅火劑選擇閥門，其用于控制輸入滅火劑流通管道的滅火劑種類，滅火劑選擇閥門的輸出端與滅火劑流通管道連接，其輸入的一端與液氮滅火劑貯存器連接，其輸入的另一端與全氟己酮滅火劑貯存器連接；

42、滅火劑流通管道，其用于傳輸滅火劑，滅火劑流通管道的一端與滅火劑選擇閥門連接，并安裝在新能源汽車電池上，并在滅火劑流通管道上安裝有左滅火劑噴嘴和右滅火劑噴嘴；

43、新能源汽車電池，其用于為車輛提供動力，新能源汽車電池與滅火劑流通管道連接；

44、左滅火劑噴嘴，其用于向新能源汽車電池噴灑滅火劑，左滅火劑噴嘴安裝在滅火劑流通管道上；

45、右滅火劑噴嘴，其用于向新能源汽車電池噴灑滅火劑，右滅火劑噴嘴安裝在滅火劑流通管道上。

46、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于，所述系統(tǒng)通過電池監(jiān)測模塊對新能源汽車電池的溫度、煙霧產(chǎn)生情況和外觀進(jìn)行實時監(jiān)測，以便于及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，從而提高新能源汽車電池火災(zāi)防控效率，所述系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊對溫度數(shù)據(jù)、煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)和電池外觀圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并將標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)整合為電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便于提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)交互效率，便于數(shù)據(jù)的分析和挖掘，從而進(jìn)一步提高新能源汽車電池火災(zāi)防控效率，所述系統(tǒng)通過電池狀態(tài)識別模塊將電池狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入電池狀態(tài)識別模型中，通過電池狀態(tài)識別模型輸出電池狀態(tài)識別結(jié)果，以便于從復(fù)雜的數(shù)據(jù)中提取出關(guān)鍵特征，有助于提高滅火劑控制信號的輸出效率，從而進(jìn)一步提高新能源汽車電池火災(zāi)防控效率，所述系統(tǒng)還通過電池狀態(tài)識別模塊根據(jù)電池狀態(tài)識別結(jié)果和火災(zāi)防控數(shù)據(jù)庫輸出滅火劑控制信號，以便于提高滅火劑控制信號輸出準(zhǔn)確性，并有效地針對不同情況做出最有效的火災(zāi)防控策略，所述系統(tǒng)通過外觀反饋模塊對電池狀態(tài)識別模塊輸出的滅火劑控制信號進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)一步提高了滅火劑控制信號輸出準(zhǔn)確性，所述系統(tǒng)通過反饋優(yōu)化模塊根據(jù)漏電情況對外觀反饋模塊的調(diào)整過程進(jìn)行優(yōu)化，以便于進(jìn)一步提高了滅火劑控制信號輸出準(zhǔn)確性，從而進(jìn)一步提高新能源汽車電池火災(zāi)防控效率。

47、尤其，所述數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊通過z-score標(biāo)準(zhǔn)化計算方法對溫度數(shù)據(jù)和煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理時，將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有零均值和單位方差的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，消除了數(shù)據(jù)的原始均值和尺度對分析結(jié)果的影響，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)交互效率，便于數(shù)據(jù)的分析和挖掘。

48、尤其，所述數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊還將標(biāo)準(zhǔn)化溫度數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)化煙霧產(chǎn)生情況數(shù)據(jù)整合為電池狀態(tài)數(shù)據(jù)，有助于消除數(shù)據(jù)孤島，提高數(shù)據(jù)的整體可見性和可訪問性。

49、尤其，所述數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊還通過高斯濾波對圖像進(jìn)行去噪，可以平滑圖像中的細(xì)節(jié)部分，減少圖像的噪聲和細(xì)節(jié)紋理，同時，通過圖像處理工具將去噪后的電池外觀圖像二值化，以便于改善圖像質(zhì)量，提取有用信息，從而提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)交互效率

50、尤其，所述電池狀態(tài)識別模塊通過電池狀態(tài)識別模型和火災(zāi)防控數(shù)據(jù)庫對電池狀態(tài)數(shù)據(jù)并行識別，以提高滅火劑控制信號的輸出準(zhǔn)確率，從而提高新能源汽車電池火災(zāi)防控效率。

51、尤其，所述外觀反饋模塊根據(jù)電池外觀對電池狀態(tài)識別模塊輸出的滅火劑控制信號進(jìn)行調(diào)整，以降低電池狀態(tài)識別模型和火災(zāi)防控數(shù)據(jù)庫并行識別結(jié)果的誤差性，進(jìn)一步提高滅火劑控制信號的輸出準(zhǔn)確率。

52、尤其，所述反饋優(yōu)化模塊通過漏電監(jiān)測單元對新能源汽車電池的電壓和電流進(jìn)行實時監(jiān)測，以便于從多個角度對新能源汽車電池火災(zāi)進(jìn)行防控。

53、尤其，所述優(yōu)化單元通過漏電監(jiān)測模型輸出漏電監(jiān)測結(jié)果，根據(jù)漏電監(jiān)測結(jié)果對新能源汽車電池漏電情況進(jìn)行判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果對外觀反饋模塊的調(diào)整過程進(jìn)行優(yōu)化，確保外觀反饋模塊的調(diào)整過程的可靠性和完整性，從而進(jìn)一步提高新能源汽車電池火災(zāi)防控效率。