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锂电池火灾预警系统方案

锂电池火灾预警系统方案

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模块。

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，通过无线转输，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，本系统有传感器，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等成份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.场景应用

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。

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。

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。

四.重点产品介绍

4.1LoRaWAN网关

功能介绍

LORA WAN网关是基于低功耗，广域网LoRaWAN协议的物联网级网关路由器，为物联网设备捍供低功耗的，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

（点击图片即可到达产品链接）

产品参数

项目		参数	备注
产品功能	LORA功能	支持标准的LoRaWAN协议
	LORA功能	LoRa无信通信上行八个通道，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，包国国内，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通信速率	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

4.2锂电池失效探测器

功能

用于监测环境中的PM2.5/PM10,TVOC的含量以及电池的温度。

图片

（点击图片即可到达产品链接）

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

4.3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	支持TCP,IP,FTP,HTTP等网络协议。支持MQTT
电源	8V~28V