应用于新能源汽车电池舱的消防灭火解决方案

一、事故案例 

（1）杭州众泰朗悦自燃事件 

   车型：众泰朗悦纯电动出租车 

   时间：2011年4月11日 

   电池类型：磷酸铁锂电池

经杭州市政府委托的第三方独立机构检测的自燃事故原因为： 

l  电池箱内电池单体漏液，电池单体和电池箱铝壳之间的绝缘受损毁；

l  电池箱内出现局部电池短路；

l  绝缘损毁点通过电池箱及支架的接地构成强电压的短路回路；

l  电池箱被部分举升后引起火势扩大，点燃内饰。

（2）乌鲁木齐公交调度站车库失火事件

  车型： 安凯牌“双电”超级电容与锂电

        池混合纯电动客车 

  时间：2010.01.07 凌晨5点 

  电池类型：磷酸铁锂电池

2010年1月7日凌晨，乌鲁木齐一公交车调度站内停放6辆电动车的车库起火，经过火灾调查事故原因确认为：1号电动公交车左侧第一组电池箱内部电池发生故障产生高温自燃起火引燃车厢内可燃装饰材料蔓延成灾。

（3）上海825路公交自燃事件

    车型：上海雷博混合动力公交

    时间：2011.07.18  12点左右

  电池类型：磷酸铁锂电池

一辆825路电池+电容纯电动公交车在中山公园附近突发自燃。在现场，公交车电容已经被烧得焦黑。起火时车上并没有乘客，也没有人员受伤。刚看到车辆起火时，附近商场的保安拿出灭火器救火，但是并没有完全控制住火势。在消防赶到后，才将火势控制住。

二、电池火灾原因分析 

    目前业内针对锂电池的开发和研制中，遇到了一个棘手的问题——电池中储存的能量越多，电池就越不稳定、甚至会起火。 《纽约时报》曾有刊文介绍说，锂电池起火是其化学成分造成的，因为在电池很小的体积中含有可导致大火的所有成分：碳、氧和一种易燃液体——锂盐类电解质。电池充电时，阴极的锂离子向阳极移动；电池在使用过程中，锂离子又回到阴极 以提供能量。在充完电的状态下，失去大部分离子的阴极非常不稳定，随着热量积蓄，电池就会像科学家们所说的那样“热失控”。其中主要原因有：

    1、不当充电时高温造成的电解液气化；

    2、使用或快速释放能量的热失控是引起电解液燃烧或者是直接导致电池材料燃烧爆炸，或者是电池外壳撑破后空气与锂发生激烈氧化反应而爆炸。

电池设计缺陷以及原材料瑕疵造成的短路、过度充电和水渍。

三、自动灭火装置的介绍

3.1方案设计

设计案例：江西百路佳新能源6.5米长客车，内有电池舱5个，故需设计的保护区为5个保护区，每个保护区配置1台自动灭火装置（型号QRR0.03GW/SHS-AR23ZF），5个保护区内的5台装置通过总承线束和驾驶员操作盘上的模块联接。

当任一保护区发生火险时，通过设定好温度阈值的火灾探测针进行温度探测，当温度升至设定值（普遍设定为130℃）时，输出火险报警信号，驾驶员操作盘上的模块发出声光报警信号，当驾驶员人为判断发生火险时，可通过模块按钮手动启动灭火装置进行灭火。在无人值守或无法手动启动灭火装置时，当温度持续升温至±175℃时，火灾感温探测线束会自动（无源）启动灭火装置，实现保护区灭火。

 

3.2灭火原理 

启动/报警/反馈模块   自动灭火装置系统图

热气溶胶灭火气体发生剂是一种由氧化剂、还原剂、燃烧速度控制剂和粘合剂组成的固体化学混合物。通过热（电）启动后，反应产物经冷却并形成凝集呈溶胶状态。在热作用下，灭火气体中的气化金属离子、阳离子可以与燃烧中的活性基团发生亲和反应，反复大量消耗活性基团，减少燃烧自由基，并高效吸收并中和火焰中的燃烧自由基，从而达到化学抑制灭火作用。而灭火气体中包裹着固体颗粒形成的气溶胶，可以长时间悬浮、散布到各个角落，以一种全淹没的方式高效灭火。 

3.3启动方式 

① 热（无源）自启动： 

    当保护空间发生火险，通过布置在保护空间内的感温探测线束上的任意一点探测温度达到175（±10℃）时，感温火灾探测线束即给予启动信号，灭火装置立即启动并释放热气溶胶灭火气体，对保护区进行灭火。可通过配置反馈输出功能及反馈模块（声光报警器）实现灭火装置启动后的启动反馈信号输出。

② 电（有源）手启动： 

    人为判断发生火险时，通过手动按钮给予灭火装置（有源）电启动信号，灭火装置立即启动并释放热气溶胶灭火气体，对进行保护区进行灭火。可通过配置反馈输出功能及反馈模块（声光报警器）实现灭火装置启动后的启动反馈信号输出。

3.4系统组成 

序号	产品名称	型号规格	性能说明
1	微型热气溶胶 自动灭火装置		灭火气体发生剂常态贮存为固体，经由电（热）启动后，化学反应产物经冷却凝集形成烟雾状灭火气体，通过灭火气体疏导口（喷口）释放到保护区，形成全淹没状态，最终通过破坏燃烧链式反应的方式进行灭火，在灭火完毕后正常通风即可散尽灭火气体。
2	反馈输出功能	F1	需与外置模块连接，灭火装置启动后可输出启动反馈信号。
3	感温火灾探测线束	TC-0175XA	当探测到保护区温度上升到175℃（±10℃）时，立即给予灭火装置（无源）自动启动信号。
4	热启式多台联动元件	L02	可将两台热启式自动灭火装置连接，联动启动。
5	热启式多台联动元件	L03	可将三台热启式自动灭火装置连接，联动启动。
6	热启式多台联动元件	L04	可将四台热启式自动灭火装置连接，联动启动。
7	电启式手动按钮模块	MK311	当发现保护区发生火险后实现声光报警及手动启动功能。
8	85℃点型感温探针	GW085TZ	当探测到保护区温度上升到火灾设定火险温度85℃后，连接电源和报警器输出火灾信号。
9	130℃点型感温探针	GW0130TZ	当探测到保护区温度上升到火灾设定火险温度130℃后，连接电源和报警器输出火灾信号。
10	150℃点型感温探针	GW0150TZ	当探测到保护区温度上升到火灾设定火险温度150℃后，连接电源和报警器输出火灾信号。