應(yīng)用于新能源汽車電池艙的消防滅火解決方案

一、事故案例 

（1）杭州眾泰朗悅自燃事件 

   車型：眾泰朗悅純電動出租車 

   時間：2011年4月11日 

   電池類型：磷酸鐵鋰電池

經(jīng)杭州市政府委托的第三方獨立機構(gòu)檢測的自燃事故原因為： 

l  電池箱內(nèi)電池單體漏液，電池單體和電池箱鋁殼之間的絕緣受損毀；

l  電池箱內(nèi)出現(xiàn)局部電池短路；

l  絕緣損毀點通過電池箱及支架的接地構(gòu)成強電壓的短路回路；

l  電池箱被部分舉升后引起火勢擴大，點燃內(nèi)飾。

（2）烏魯木齊公交調(diào)度站車庫失火事件

  車型： 安凱牌“雙電”超級電容與鋰電

        池混合純電動客車 

  時間：2010.01.07 凌晨5點 

  電池類型：磷酸鐵鋰電池

2010年1月7日凌晨，烏魯木齊一公交車調(diào)度站內(nèi)停放6輛電動車的車庫起火，經(jīng)過火災(zāi)調(diào)查事故原因確認為：1號電動公交車左側(cè)第一組電池箱內(nèi)部電池發(fā)生故障產(chǎn)生高溫自燃起火引燃車廂內(nèi)可燃裝飾材料蔓延成災(zāi)。

（3）上海825路公交自燃事件

    車型：上海雷博混合動力公交

    時間：2011.07.18  12點左右

  電池類型：磷酸鐵鋰電池

一輛825路電池+電容純電動公交車在中山公園附近突發(fā)自燃。在現(xiàn)場，公交車電容已經(jīng)被燒得焦黑。起火時車上并沒有乘客，也沒有人員受傷。剛看到車輛起火時，附近商場的保安拿出滅火器救火，但是并沒有完全控制住火勢。在消防趕到后，才將火勢控制住。

二、電池火災(zāi)原因分析 

    目前業(yè)內(nèi)針對鋰電池的開發(fā)和研制中，遇到了一個棘手的問題——電池中儲存的能量越多，電池就越不穩(wěn)定、甚至會起火。 《紐約時報》曾有刊文介紹說，鋰電池起火是其化學(xué)成分造成的，因為在電池很小的體積中含有可導(dǎo)致大火的所有成分：碳、氧和一種易燃液體——鋰鹽類電解質(zhì)。電池充電時，陰極的鋰離子向陽極移動；電池在使用過程中，鋰離子又回到陰極 以提供能量。在充完電的狀態(tài)下，失去大部分離子的陰極非常不穩(wěn)定，隨著熱量積蓄，電池就會像科學(xué)家們所說的那樣“熱失控”。其中主要原因有：

    1、不當充電時高溫造成的電解液氣化；

    2、使用或快速釋放能量的熱失控是引起電解液燃燒或者是直接導(dǎo)致電池材料燃燒爆炸，或者是電池外殼撐破后空氣與鋰發(fā)生激烈氧化反應(yīng)而爆炸。

電池設(shè)計缺陷以及原材料瑕疵造成的短路、過度充電和水漬。

三、自動滅火裝置的介紹

3.1方案設(shè)計

設(shè)計案例：江西百路佳新能源6.5米長客車，內(nèi)有電池艙5個，故需設(shè)計的保護區(qū)為5個保護區(qū)，每個保護區(qū)配置1臺自動滅火裝置（型號QRR0.03GW/SHS-AR23ZF），5個保護區(qū)內(nèi)的5臺裝置通過總承線束和駕駛員操作盤上的模塊聯(lián)接。

當任一保護區(qū)發(fā)生火險時，通過設(shè)定好溫度閾值的火災(zāi)探測針進行溫度探測，當溫度升至設(shè)定值（普遍設(shè)定為130℃）時，輸出火險報警信號，駕駛員操作盤上的模塊發(fā)出聲光報警信號，當駕駛員人為判斷發(fā)生火險時，可通過模塊按鈕手動啟動滅火裝置進行滅火。在無人值守或無法手動啟動滅火裝置時，當溫度持續(xù)升溫至±175℃時，火災(zāi)感溫探測線束會自動（無源）啟動滅火裝置，實現(xiàn)保護區(qū)滅火。

 

3.2滅火原理 

啟動/報警/反饋模塊   自動滅火裝置系統(tǒng)圖

熱氣溶膠滅火氣體發(fā)生劑是一種由氧化劑、還原劑、燃燒速度控制劑和粘合劑組成的固體化學(xué)混合物。通過熱（電）啟動后，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷卻并形成凝集呈溶膠狀態(tài)。在熱作用下，滅火氣體中的氣化金屬離子、陽離子可以與燃燒中的活性基團發(fā)生親和反應(yīng)，反復(fù)大量消耗活性基團，減少燃燒自由基，并高效吸收并中和火焰中的燃燒自由基，從而達到化學(xué)抑制滅火作用。而滅火氣體中包裹著固體顆粒形成的氣溶膠，可以長時間懸浮、散布到各個角落，以一種全淹沒的方式高效滅火。 

3.3啟動方式 

① 熱（無源）自啟動： 

    當保護空間發(fā)生火險，通過布置在保護空間內(nèi)的感溫探測線束上的任意一點探測溫度達到175（±10℃）時，感溫火災(zāi)探測線束即給予啟動信號，滅火裝置立即啟動并釋放熱氣溶膠滅火氣體，對保護區(qū)進行滅火?？赏ㄟ^配置反饋輸出功能及反饋模塊（聲光報警器）實現(xiàn)滅火裝置啟動后的啟動反饋信號輸出。

② 電（有源）手啟動： 

    人為判斷發(fā)生火險時，通過手動按鈕給予滅火裝置（有源）電啟動信號，滅火裝置立即啟動并釋放熱氣溶膠滅火氣體，對進行保護區(qū)進行滅火?？赏ㄟ^配置反饋輸出功能及反饋模塊（聲光報警器）實現(xiàn)滅火裝置啟動后的啟動反饋信號輸出。

3.4系統(tǒng)組成 

序號	產(chǎn)品名稱	型號規(guī)格	性能說明
1	微型熱氣溶膠 自動滅火裝置		滅火氣體發(fā)生劑常態(tài)貯存為固體，經(jīng)由電（熱）啟動后，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷卻凝集形成煙霧狀滅火氣體，通過滅火氣體疏導(dǎo)口（噴口）釋放到保護區(qū)，形成全淹沒狀態(tài)，最終通過破壞燃燒鏈式反應(yīng)的方式進行滅火，在滅火完畢后正常通風即可散盡滅火氣體。
2	反饋輸出功能	F1	需與外置模塊連接，滅火裝置啟動后可輸出啟動反饋信號。
3	感溫火災(zāi)探測線束	TC-0175XA	當探測到保護區(qū)溫度上升到175℃（±10℃）時，立即給予滅火裝置（無源）自動啟動信號。
4	熱啟式多臺聯(lián)動元件	L02	可將兩臺熱啟式自動滅火裝置連接，聯(lián)動啟動。
5	熱啟式多臺聯(lián)動元件	L03	可將三臺熱啟式自動滅火裝置連接，聯(lián)動啟動。
6	熱啟式多臺聯(lián)動元件	L04	可將四臺熱啟式自動滅火裝置連接，聯(lián)動啟動。
7	電啟式手動按鈕模塊	MK311	當發(fā)現(xiàn)保護區(qū)發(fā)生火險后實現(xiàn)聲光報警及手動啟動功能。
8	85℃點型感溫探針	GW085TZ	當探測到保護區(qū)溫度上升到火災(zāi)設(shè)定火險溫度85℃后，連接電源和報警器輸出火災(zāi)信號。
9	130℃點型感溫探針	GW0130TZ	當探測到保護區(qū)溫度上升到火災(zāi)設(shè)定火險溫度130℃后，連接電源和報警器輸出火災(zāi)信號。
10	150℃點型感溫探針	GW0150TZ	當探測到保護區(qū)溫度上升到火災(zāi)設(shè)定火險溫度150℃后，連接電源和報警器輸出火災(zāi)信號。