基于贝叶斯网络的车载电池舱智能灭火系统研究

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1、分类号:U463.63+310710-2015222049专业硕士学位论文基于贝叶斯网络的车载电池舱智能灭火系统研究刘煜导师姓名职称高扬副教授专业学位类别工程硕士申请学位级别硕士及领域名称车辆工程论文提交日期2018年3月1日论文答辩日期2018年6月3日学位授予单位长安大学ResearchonVehicularBatteryCompartmentIntelligentFireExtinguishingSystemBasedonBayesianNetworkADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCan

2、didate：LiuYuSupervisor：Prof.GaoYangChang’anUniversity,Xi’an,China摘要作为汽车产业的主要发展方向之一，电动汽车在人们的生活中发挥的作用将越来越重要，随之而来的车辆安全问题也越来越受到人们的关注。由于车辆锂电池舱环境复杂，难以实施有效监控，属于社会监控的盲区，容易引发火灾事故，如若发生火灾和爆炸，势必会造成巨大财产损失，带来不良的社会影响。针对上述事件，本文开展了基于贝叶斯网络的车载锂电池舱智能灭火系统研究。本文所设计系统根据车辆所处环境的环境数据进行分析，提高系统对环境变化判断的可靠

3、性；基于对电池舱结构、舱内热源分析，采用Pyrosim软件获得电池舱内热量场及热量扩散通道的分布，结合实验数据，针对性地在热量集中点、热传递通道上设置传感器及灭火喷射装置；综合采用温度、烟雾等多种传感器，实现对火灾的多维度观测。设计了各传感器的失效、误报概率实验及基于贝叶斯网络的火灾判断算法。其主要工作包含以下内容：(1)系统硬件设计：基于STM32F103设计了锂电池舱灭火装置。装置主体由数据感知模块、决策模块、响应模块三部分构成。感知模块感知环境，决策模块判断火灾是否发生，响应模块负责喷出干粉灭火剂实现扑灭火焰。(2)结构布局：基于Pyros

4、im软件针对电动汽车电池舱建立了分析模型，实现对热量场的分析。基于此，实现了对热量聚集点等危险位置进行传感器的针对性布局。(3)识别算法：火灾发生时根据温度、火焰等多种传感器的数据定位火源位置，基于贝叶斯网络的火灾判断算法使得本系统对少量传感器失效、误报问题的鲁棒性更强。文章基于Pyrosim软件进行了仿真，并进行了实车实验，结果表明本文系统在与灵敏性和可靠性两方面均表现良好。本研究为汽车电池舱灭火方法提供了一种新型解决方案，也为相关研究提供了有益参考。关键词：车载电池舱，卡尔曼滤波，贝叶斯网络，传感器布局iAbstractTheroleofve

5、hiclesinpeople'stravelbecomemoreandmoreimportant,butthevehiclesafetyproblemscomearegettingmoreandmoreconcerned.Becauseofthecomplexenvironmentofvehiclelithiumbatterycabinhas,itisdifficulttoimplementeffectivemonitoring.Ontheotherhand,lithiumbatterycabiniseasytoevolveinfireaccid

6、entswhileitwillinevitablycausehugepropertylossandbringundesirablesocialeffects,iffireorexplosionoccurs.Inviewofthat,thisarticlehasproposedaresearchonlithiumbatterycabinfireextinguishingsystemsforvehiclebasedonBayesiannetwork.Accordingtothehistoricaltemperaturedataofthevehicle

7、environmentandimprovingthesystemreliability,themaininnovationofthispaperisthatthesystemautomaticallylearnstoobtainthetemperaturechangecurve.Basedontheanalysisofthebatterymodulestructureandthecabinheatsource,thePyrosimsoftwareisusedtoobtaintheheatandheatinthebatterycompartment

8、.Distributionofdiffusionchannels,combinedwithexperimentaldata,target