防患于未“燃”精准预警锂电池热失效解决方案

来源:Hengyi(衡益科技)

作者:-

发布时间:2025-07-29

阅读量:0

一.背景

锂电池现在大量应用于手机,汽车,储能等各种电子机电产品中。锂电池本身的不稳定和易燃烧,给锂电池的生产储存流通使用带来很大的风险。现在在锂电池的火灾预警这一块,整个行业都是一片空白。我司针对锂电池不稳定易燃的特性,开发出一个锂电池火灾预警系统。

此系统可以用于锂电池生产车间,成品仓,半成品仓,货架,运输环节等各种锂电池生产存储流通环节。


二.功能实现

2.1原理

单个锂电池起火之前,温度升高,产生异味,会产轻量的烟雾(烟感探测不到)下沉飘出,随着烟雾越来越浓,最后开始燃烧爆炸。针对以上情况,选取合适的传感器来探测锂电池异常,当传感器一发现异常,通过无线传输,上报给对应的管理人员,对应管理人员再采取措施。

单个锂电池温度升高到起火的这一个过程会有难闻的味,及冒出小烟。本模块通过监测空气中的 PM2.5/PM10,TVOC,CO空气质量的传感器。当PM2.5/PM10,TVOCS,CO,温度有异常升高的情况进行报警.

2.2系统实现

我司针对锂电池做了一套火灾预警系统,本系统由传感器,转输单元,报警平台三部分组成。

传感器使用了气体传感器和红外矩阵测温传感器,气体传感器通过检测PM2.5/PM10,TVOCS,CO2等成分的异常升高来判断是不是锂电池开始失效,红外矩阵测温传感器用于检测锂电池表面的温度变化,来判断是不是锂电池开始失效。

在本系统中转输单元使用了有线跟无线相结合的方式,红外测温传感器数据量比较大,使用以太网转输,锂电池失效探测传感器数据量比较少,支持无线LoRaWAN和有线RS485转输。

报警平台包括本地报警,云平台,手机APP等几部分。其系统框图如下:


三.重点产品介绍

3.1LoRaWAN网关

  • 功能介绍

LoRaWAN网关是基于低功耗,广域网LoRaWAN协议的级网关路由器,为设备提供低功耗的,可移动的,安全的本地双向无线通讯服务,支持LoRa,2G/3G/4G/5G,WIFI和GPS多种无线通讯功能。LORA WAN网关采用星型架构设计,前端节点设备通过单跳给多个或单个个LORA WAN网关,实现终端设备和云服务器之间的无线通讯,也可以通过标准的IP连接到云服务器。广泛应用于智慧城市,智慧社区,智慧校园,智慧油田,智慧烟业。。。。。

  • 产品图片

  • 产品参数

项目

参数

备注

产品功功能

LORA功能

支持标准的LoRaWAN协议


LoRa无信上行八个通道,下行一个信道


移动无线功能

支持WIFI热点功能


LTE支持三种模式选择,包括国内,欧洲,美国,国内支持全网通


支持以太网和3G/4G/5G上下行数据回传,支持自动切换。


系统功能

支持国外TTN服务器


支持中/英文界面切换及本地时间设置


支持远程管理员登陆,维护检修


支持MQTT,支持WEB界面管理


支持按键或者WEB操作恢复出厂设定


无线性能

LORA无线通道线

8通道


工作模式

全双工/半双工


LoRa速率

292bps~5.4Kbps


最大发射功率

27dbm


最大接收灵敏度度

-141dbm(SF=12)


工作频段

中国 470MHZ

澳大利亚 923MHZ

美国 915MHZ

欧洲 868MHZ

默认为470MHZ,不同频段需要定制

数据上传

10/100M以太网和3G/4G/5G

默认不支持5G

LTE制式

国内4G支持频段

LTE-TDD : B38/B39/B40/B41 LTE-FDD: B1/B3/B5/B7/B8 TD-SCDMA: B34/B39 UMTS: B1/8 EVDO: 800MHz CDMA1x: 800MHz GSM: 850/900/1800/1900


欧洲4G支持频段

FDD LTE:B1/B3/B5/B8/B20

TDD LTE:B38/B40/B41

WCDMA:B1/B5/B8

GSM: B3/B8


美国4G支持频段

FDD LTE:B2/B4/B12

WCDMA LTE:B2/B4/B5


WIFI

支持802.11a/b/g/n协议,2.4G频段


以太网

支持10M/100M自适应网络通信


产品规格

工作温度

-30℃~65℃


工作温度

5%RH~90%RH


认证

CE/FCC


供电

DC供电,电压为6V~12V



3.2锂电池失效探测器

  • 功能

用于监测环境中的PM2.5/PM10,TVOC的含量以及工作环境的温度。其主要应用于常规的锂电池生产车间,锂电池成品仓库及运输环节。

  • 图片

  • 参数

传感器类型

测量分辨率

测量范围

测量精度

TVOC

1ug/m3

0ug/m3~999ug/m3

±10%

PM2.5

1ug/m3

0ug/m3~999ug/m3

±10%

PM10

1ug/m3

0ug/m3~1000ug/m3

±10%

温度

0.1℃

-40℃~150℃

±0.1℃


项目

参数

备注

工作电压

12V


工作电流

<350MA


预热时间

5分钟


工作温度

-30℃~50℃


工作湿度

15%RH-80%RH(无凝结)


使用寿命

5年(空气中)


通讯方式

RS485/LoRaWAN


重量

150mg


3.3锂电池高温置静车间失效探测器

  • 功能

锂电池高温静置车间的温度设定范围为55℃至60℃,大部分的探测器无法长期工作在这样高温的环境,这一款产品用于锂电池老化车间的PM2.5/PM10,TVOC的含量以及工作环境的温度,用于探测锂电池是否有失效的风险,提前预防锂电池失效引发的火灾。

  • 图片

  • 参数

传感器类型

测量分辨率

测量范围

测量精度

PM2.5

1ug/m3

0ug/m3~999ug/m3

±10%

PM10

1ug/m3

0ug/m3~1000ug/m3

±10%

温度

0.1℃

-40℃~150℃

±0.1℃



项目

参数

备注

工作电压

12V


工作电流

<350MA


预热时间

5分钟


工作温度

-30℃~50℃


工作湿度

15%RH-80%RH(无凝结)


使用寿命

5年(空气中)


通讯方式

RS485/LoRaWAN


重量

150mg



3.4红外热堆温度检测(红外成像)

  • 产品功能

红外热堆报警器使用多点红外传感器,将报警感应部分对准被测物体,可实时 测量出被测物体的温度。感应器检测距离范围区间为0CM~200CM。

  • 产品图片

  • 产品参数


项目

参数

备注

测温点阵

有两种规格可选一种是32X32,一种是32X24


测温原理

热电堆测温


测温角度

32X32的测温角度为33°,32X24测温角度为55°X°35


测温范围

50℃~300℃(其它温度要做较准,标定)


有效探测距离

0CM~200CM


工作温度

-20℃~60℃


侦测速度

0.1秒


物联网协议

支持MQTT


对外数据接口

RJ45,RS485和I/O输出二选一


测温误差

在光斑里面,80CM的误差在0.3℃


软件支持

  1. 支持TCP,IP,FTP,HTTP等网络协议。

  2. 支持MQTT


电源

8V~28V



  • 应用领域

火灾预警,物体表面测温

  • 成功案例

锂电池生产温度检测,人体测温,配电柜温度检测

  • 使用效果

3.5动力电池红外成像测温(80X62)

  • 产品功能

本产品是集红外点阵测温和网络传输为一体的新一代测温仪,具有红外点阵快速测温、网络传输、超限报警、红外成像等功能,设备内置高灵敏度红外探测器和高分辨率可见光探测器,可以有效探测温度变化,对环境中的目标进行精准测温。专为动电池货架设计。

  • 产品图片


  • 产品参数

接口名称

规格

说明

供电

DC9~24V

宽压供电,方便集中布控

供电接口提供一个3.81拔插端子

指示灯

2个

1个电源指示灯

1个系统状态指示灯

按键

1个

复位按键

测温范围

-20℃~400℃


测温精度

±0.25℃


网口

1路百兆网口


RS485

1路

标准MODBUS

开关量输出

1路

1路继电器输出

红外像素点

80x62


测温范围

-20℃~400℃


FOV(H/V/D)°

45/34/56

90/67/122

105/79/134

默认45°,有三种规格可选。(H/V/D)分别表示水平45度,垂直34,对角56。


四.场景应用

4.1锂电池生产车间

锂电池在生产时,有很多不确定性的因素倒至锂电池起火,因此在生产过程中监测锂电池的温升和颗粒物。当这两项的参数有变化,马上启动报警装置。

可以使用我司的锂电池失效探测器对整个车间进行监测。

4.2锂电池成品储存仓库

锂电池成品仓堆放着生产好的锂电池,锂电池全部包装完整。这一些锂电池无法监测表面温度,只能过颗粒物和异味来判别。在成品仓安装颗料物和异味传感器,当发现仓库颗粒物和味道异常,马上启动报警装置。

可以使用我司的锂电池失效探测器对整个车间进行监测。

4.3储能电池

跟储能电池集成到一块,当发现储能电池中的温度,颗粒物,异味突然升高就开始报警。

可以使用我司的锂电池失效探测器和红外热堆温度探测器对整个储能电池箱进行监测。

4.4动力电池货架

动力电池货架是专门为存储和管理动力电池(如锂离子电池、磷酸铁锂电池等)设计的仓储系统,除了基础的存储功能外,还集成了一系列智能化、安全化的功能,以满足行业对电池存储的高标准要求。

动力电池货架在存储、搬运或充放电过程中存在多种安全隐患,可能引发火灾、爆炸、有毒气体泄漏等严重事故。

可以使用我司的锂电池失效探测器和红外热堆温度探测器对动力电池的表面温度进行监测。


4.4锂电池高温静置车间

锂电池高温静置车间是锂电池生产或测试过程中的关键环节,主要用于通过高温环境对电池进行稳定性测试、老化筛选或性能评估,确保电池的安全性和一致性。通过高温加速电池内部化学反应,筛选出潜在缺陷电池(如电解液分解、SEI膜不稳定等)。剔除早期失效电池,提高出厂产品的可靠性。常规静置:45℃~60℃(用于普通老化测试)。极端测试:60℃~85℃(需严格监控,防止热失控)。

在这样极端高温的环境,大部分火灾探测器无法长期工作,我司针对这样的环境开发出一款锂电池高温静置车间锂电池失效探测器。用于监测锂电池高温静置车间锂电池是否失效,提前预防因锂电池失效引发的火灾。

锂电池产业的飞速发展对安全防控提出了前所未有的挑战。我司推出的锂电池全链路火灾预警系统,以创新的多参数融合感知技术、强大的物联网架构和针对极端场景的定制化设备,精准捕捉热失控早期征兆,成功填补了行业在锂电池火灾早期预警领域的空白。该系统不仅为锂电池生产、仓储、运输、使用(如储能、动力电池)等全环节筑起了坚实的安全防线,有效防范重大火灾风险,保障人员生命和财产安全,更将助力整个产业链实现更安全、更可持续的高质量发展。

0
0
收藏

免责声明

  • 1、本文内容版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系感算商城(service@gansuan.com),我方将及时处理。
  • 2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。
  • 3、本文内容仅代表作者观点,感算商城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。
  • 4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系感算商城(service@gansuan.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载感算商城将保留追究其法律责任的权利。