應用于新能源汽車(chē)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(chē)型：眾泰朗悅純電動(dòng)出租車(chē) 

   時(shí)間：2011年4月11日 

   電池類(lèi)型：磷酸鐵鋰電池

經(jīng)杭州市政府委托的第三方獨立機構檢測的自燃事故原因為： 

l  電池箱內電池單體漏液，電池單體和電池箱鋁殼之間的絕緣受損毀；

l  電池箱內出現局部電池短路；

l  絕緣損毀點(diǎn)通過(guò)電池箱及支架的接地構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(diǎn)燃內飾。

（2）烏魯木齊公交調度站車(chē)庫失火事件

  車(chē)型： 安凱牌“雙電”超級電容與鋰電

        池混合純電動(dòng)客車(chē) 

  時(shí)間：2010.01.07 凌晨5點(diǎn) 

  電池類(lèi)型：磷酸鐵鋰電池

2010年1月7日凌晨，烏魯木齊一公交車(chē)調度站內停放6輛電動(dòng)車(chē)的車(chē)庫起火，經(jīng)過(guò)火災調查事故原因確認為：1號電動(dòng)公交車(chē)左側第一組電池箱內部電池發(fā)生故障產(chǎn)生高溫自燃起火引燃車(chē)廂內可燃裝飾材料蔓延成災。

（3）上海825路公交自燃事件

    車(chē)型：上海雷博混合動(dòng)力公交

    時(shí)間：2011.07.18  12點(diǎn)左右

  電池類(lèi)型：磷酸鐵鋰電池

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

二、電池火災原因分析 

    目前業(yè)內針對鋰電池的開(kāi)發(fā)和研制中，遇到了一個(gè)棘手的問(wèn)題——電池中儲存的能量越多，電池就越不穩定、甚至會(huì )起火。 《紐約時(shí)報》曾有刊文介紹說(shuō)，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致大火的所有成分：碳、氧和一種易燃液體——鋰鹽類(lèi)電解質(zhì)。電池充電時(shí)，陰極的鋰離子向陽(yáng)極移動(dòng)；電池在使用過(guò)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定，隨著(zhù)熱量積蓄，電池就會(huì )像科學(xué)家們所說(shuō)的那樣“熱失控”。其中主要原因有：

    1、不當充電時(shí)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)生激烈氧化反應而爆炸。

電池設計缺陷以及原材料瑕疵造成的短路、過(guò)度充電和水漬。

三、自動(dòng)滅火裝置的介紹

3.1方案設計

設計案例：江西百路佳新能源6.5米長(cháng)客車(chē)，內有電池艙5個(gè)，故需設計的保護區為5個(gè)保護區，每個(gè)保護區配置1臺自動(dòng)滅火裝置（型號QRR0.03GW/SHS-AR23ZF），5個(gè)保護區內的5臺裝置通過(guò)總承線(xiàn)束和駕駛員操作盤(pán)上的模塊聯(lián)接。

當任一保護區發(fā)生火險時(shí)，通過(guò)設定好溫度閾值的火災探測針進(jìn)行溫度探測，當溫度升至設定值（普遍設定為130℃）時(shí)，輸出火險報警信號，駕駛員操作盤(pán)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(shí)，可通過(guò)模塊按鈕手動(dòng)啟動(dòng)滅火裝置進(jìn)行滅火。在無(wú)人值守或無(wú)法手動(dòng)啟動(dòng)滅火裝置時(shí)，當溫度持續升溫至±175℃時(shí)，火災感溫探測線(xiàn)束會(huì )自動(dòng)（無(wú)源）啟動(dòng)滅火裝置，實(shí)現保護區滅火。

 

3.2滅火原理 

啟動(dòng)/報警/反饋模塊   自動(dòng)滅火裝置系統圖

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(guò)熱（電）啟動(dòng)后，反應產(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(yáng)離子可以與燃燒中的活性基團發(fā)生親和反應，反復大量消耗活性基團，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(zhù)固體顆粒形成的氣溶膠，可以長(cháng)時(shí)間懸浮、散布到各個(gè)角落，以一種全淹沒(méi)的方式高效滅火。 

3.3啟動(dòng)方式 

① 熱（無(wú)源）自啟動(dòng)： 

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

② 電（有源）手啟動(dòng)： 

    人為判斷發(fā)生火險時(shí)，通過(guò)手動(dòng)按鈕給予滅火裝置（有源）電啟動(dòng)信號，滅火裝置立即啟動(dòng)并釋放熱氣溶膠滅火氣體，對進(jìn)行保護區進(jìn)行滅火?？赏ㄟ^(guò)配置反饋輸出功能及反饋模塊（聲光報警器）實(shí)現滅火裝置啟動(dòng)后的啟動(dòng)反饋信號輸出。

3.4系統組成 

序號	產(chǎn)品名稱(chēng)	型號規格	性能說(shuō)明
1	微型熱氣溶膠 自動(dòng)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(dòng)后，化學(xué)反應產(chǎn)物經(jīng)冷卻凝集形成煙霧狀滅火氣體，通過(guò)滅火氣體疏導口（噴口）釋放到保護區，形成全淹沒(méi)狀態(tài)，最終通過(guò)破壞燃燒鏈式反應的方式進(jìn)行滅火，在滅火完畢后正常通風(fēng)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(dòng)后可輸出啟動(dòng)反饋信號。
3	感溫火災探測線(xiàn)束	TC-0175XA	當探測到保護區溫度上升到175℃（±10℃）時(shí)，立即給予滅火裝置（無(wú)源）自動(dòng)啟動(dòng)信號。
4	熱啟式多臺聯(lián)動(dòng)元件	L02	可將兩臺熱啟式自動(dòng)滅火裝置連接，聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)。
5	熱啟式多臺聯(lián)動(dòng)元件	L03	可將三臺熱啟式自動(dòng)滅火裝置連接，聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)。
6	熱啟式多臺聯(lián)動(dòng)元件	L04	可將四臺熱啟式自動(dòng)滅火裝置連接，聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)。
7	電啟式手動(dòng)按鈕模塊	MK311	當發(fā)現保護區發(fā)生火險后實(shí)現聲光報警及手動(dòng)啟動(dòng)功能。
8	85℃點(diǎn)型感溫探針	GW085TZ	當探測到保護區溫度上升到火災設定火險溫度85℃后，連接電源和報警器輸出火災信號。
9	130℃點(diǎn)型感溫探針	GW0130TZ	當探測到保護區溫度上升到火災設定火險溫度130℃后，連接電源和報警器輸出火災信號。
10	150℃點(diǎn)型感溫探針	GW0150TZ	當探測到保護區溫度上升到火災設定火險溫度150℃后，連接電源和報警器輸出火災信號。