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)防控裝置進行控制。

9、進一步地，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行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化電池外觀圖像。

14、進一步地，所述溫度標(biāo)準(zhǔn)化單元在對溫度數(shù)據(jù)進行標(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行標(biāo)準(zhǔn)化處理時，通過高斯濾波對圖像進行去噪，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行輸出。

26、進一步地，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)整過程進行優(yōu)化。

32、進一步地，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行實時監(jiān)測，得到漏電數(shù)據(jù)。

33、進一步地，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行控制，并對新能源汽車電池進行監(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行調(diào)整，進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)整過程進行優(yōu)化，以便于進一步提高了滅火劑控制信號輸出準(zhǔn)確性，從而進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行去噪，可以平滑圖像中的細節(jié)部分，減少圖像的噪聲和細節(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，從而進一步提高新能源汽車電池火災(zāi)防控效率。