[发明专利]电池舱电解液泄漏检测方法及使用该方法的监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测电池舱内电解液泄漏的方法和装置，更具体地讲，涉及一种使用温度传感器和压力传感器来检测电池舱内电解液泄漏的方法及使用该方法的监测装置。

背景技术

金属锂-亚硫酰氯电池(Li/SOCl₂电池)是目前锂电池中放电压最高的一种电池，达3.6V。Li/SOCl₂电池在常温中以等电流密度放电时，放电曲线极为平坦。在-40℃的情况下，这种电池的电容量还可以维持在常温容量的50％左右，因此具有极为优良的低温操作性能。再加上这种电池年自放电率约为2％左右，所以贮存寿命可长达10年以上。由于具有比能量高、比功率大、放电电压平稳、储存寿命长等特性，Li/SOCl₂电池在航天器、水中兵器、导航设备等军事和石油、天然气等民用工业中有着广泛的应用。

但是这种电池存在电压滞后现象及安全性能方面存在不够理想的问题。若这种电池在使用过程中发生化学反应，且产生的热量不能及时有效散发，就会在电池内部积累热量，引起电池的升温，进一步促使反应的加剧，形成产热与温升的正反馈。当热量积累到一定程度时，就会出现鼓胀、着火、爆炸等热失控现象。为防止热失控现象的出现，目前国内生产的Li/SOCl₂电池已可实现自动泄压功能，即在电池内温度压力达到一定值时，电池自动泄出一定量的亚硫酰氯(氯化亚砜)电解液，最终亚硫酰氯(氯化亚砜)电解液会全部泄露出来。泄出的亚硫酰氯(氯化亚砜)若被人体吸入、口服或皮肤吸收后对身体有害，对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有强烈的刺激作用，可引起灼伤，吸入后可因喉、支气管的痉挛、水肿而致死。亚硫酰氯(氯化亚砜)电解液受热分解也能生成有毒物质，遇水或潮气会分解放出二氧化硫、氯化氢等刺激性的有毒烟气，对很多金属尤其是潮湿空气存在下具有强腐蚀性，极易对仪器设备造成损坏。

若Li/SOCl₂电池发生爆泄且未被及时发现，则不仅会对仪器设备造成损坏引起巨大的财产损失，而且会造成非常严重的安全事故导致重大的人员伤亡。因此，需要对电池舱内金属锂亚硫酰氯电池应用过程进行在线监测并对泄露及时报警。

目前，针对电池舱内Li/SOCl₂电池电解液泄漏尚无相应检测方法，且尚无报道适用于直接检测亚硫酰氯(氯化亚砜)的传感器。若退而检测电解液与空气中的水蒸气反应生成的化学气体，例如SO₂或HCl，则存在仪器被腐蚀的隐患。此外，若采用光学类气体传感器，则成本较高，而若采用电化学类气体传感器，相对成本较低，响应快，使用方便，但是这类气体传感器对某些类似的干扰气体也可能产生响应，这样就会引起误报、漏报。此外，这类气体传感器的最大不足之处就是使用寿命较短，一般1到2年时间就不得不更换新的传感器。

目前，检测亚硫酰氯(氯化亚砜)的装置有亚硫酰氯检测管。在对检测目标气体进行检测时，先将检测管两端切断，通过采集器将一定量需要检测的气体抽入检测管内，检测管内就会立刻与检测试剂发生反应，并出现颜色的变化。通过变化层所在的相应位置，读取该气体的浓度。然而，亚硫酰氯检测管的检测范围为1.44-21.6ppm，检测限较高，且不能实现实时在线检测。

因此，需要提供一种能够实时检测电池舱内电解液泄漏从而及时报警的电解液泄漏检测方法。

发明内容

在下面的描述中将部分地阐明本发明另外的方面和/或优点，通过描述，其会变得更加清楚，或者通过实施本发明可以了解。

根据本发明的一方面，提供一种电池舱电解液泄漏检测方法，所述方法包括以下步骤：(a)从分别设置在电池舱内不同位置的多个温度-压力采集装置接收多对温度数据和压力数据，其中，每个温度-压力采集装置包括一个温度传感器和一个压力传感器；(b)分别对接收到的温度数据和压力数据进行融合；(c)确定融合后的压力是否大于融合后的温度下的压力阈值；(d)如果融合后的压力大于压力阈值，则确定电池舱电解液发生泄漏。

此外，步骤(b)可包括：通过使用接收到的温度数据和压力数据分别计算温度和压力的期望、方差和均方差，来计算传感器之间的置信距离测度，并使用计算的距离测度组成置信距离矩阵；基于置信距离矩阵获得多传感器的关系矩阵；根据关系矩阵确定每个传感器是否有效；对有效温度传感器的温度数据和有效压力传感器的压力数据进行融合，获得融合后的压力和温度。