基于实体试验的磷酸铁锂电池火灾危险性分析

为研究动力锂离子电池的火灾危险性,以大容量磷酸铁锂电池为研究对象,开展了电池单体的燃烧试验及电池模组的量热试验,获得温度变化曲线和热释放速率曲线。试验结果表明:在外部加热的条件下,电池表面温度在150℃以上磷酸铁锂电池有发生热失控的风险;额定电压12.8 V、额定容量200 Ah的磷酸铁锂电池模组发生热失控,电池模组所释放的总热值约为366 MJ,最大热释放速率约为240 k W。此试验方法可用于量化分析不同材料动力电池的燃烧特性电池;     

电动汽车的火灾危险性探讨

电动汽车是我国重点培育的战略性新兴产业。从电动汽车的构造、工作原理和火灾案例等方面分析了电动汽车的火灾危险性,提出动力电池的副反应导致的热失控是电动汽车起火的最主要原因,系统阐释了动力电池燃烧爆炸的机理和诱因,并采用模拟实验归纳了动力电池的火灾特点,进而就如何保障电动汽车的消防安全提出了相关建议。     

梯次利用磷酸铁锂方形电池过充火灾危险性研究

为了掌握梯次利用磷酸铁锂电池火灾的发生规律,采用不同过充方式和不同过充倍率对梯次利用磷酸铁锂方形电池(容量为25 Ah,SOH=80％)充电,考察在绝热条件下电池的燃烧爆炸特性.试验结果表明:当某型电池安全阀打开后停止过充,电池可能仅出现喷射烟气现象,不会发生火灾.当该型号电池安全阀打开后持续过充,充电倍率超过0.5 ...     

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站防火设计

预制舱式磷酸铁锂电池储能电站在我国应用较为广泛,其消防安全问题是国内外关注的焦点问题.本文通过开展磷酸铁锂储能电池模块在过充条件下的燃烧特性试验,分析总结了预制舱式磷酸铁锂电池储能电站火灾发生发展的特点,并以此为依据,从火灾危险性、防火间距、火灾预警策略、灭火系统设计、消防给水及消防车道等方面提出储能电站防火设计的基本...     

热过载锂电池失控特性及其早期探测模式研究

为提高消防部门应对锂电池火灾时的灭火救援能力,开展了热过载条件下三元锂、锰酸锂及磷酸铁锂电池的热失控试验,发现三元锂及锰酸锂电池的热失控特性较为类似,依次经历了"变形—冒烟—火星四溅—着火"四个阶段,而磷酸铁锂电池仅冒出大量白烟,未发生燃烧;对锂电池热失控逸出的气体进行了分析,发现锂电池特别是磷酸铁锂电池热失控会产生大量CO、H_2、CH_4、C_2H_2、C_2H_4、PF_5等有毒有害烟气,消防部队在扑救此类火灾时,必须引起高度警惕。在此基础上,探讨了锂电池火灾的早期探测报警模式,提出了气体探测作为锂电池火灾探测主要指标的较优方案。     

电动船三元锂电池舱与磷酸铁锂电池舱灭火对比试验研究

为研究三元锂电池电动船的消防安全,搭建了一个船舶锂电池舱火灾试验平台,通过模拟舱室火灾场景,开展了一系列大尺寸灭火试验,从灭火现象、冷却效果及复燃间隔时间等方面对比分析了4种船用固定式灭火系统对三元锂电池和磷酸铁锂电池初期火灾的抑制效果.试验表明,压力水雾灭火系统对两种电池火体现出较好的抑制和冷却效果,5、10 L/(...     

磷酸铁锂电池储能预制舱消防给水设施及设计参数

在碳达峰、碳中和背景下,风、光等可再生能源将逐渐成为主导能源,但其发电不连续、不稳定,需要配置储能设施。磷酸铁锂电池储能预制舱在储能市场应用较多,但磷酸铁锂电池热失控风险大,具有较大火灾危险性,而现行的消防设计标准偏低。研究了磷酸铁锂电池的火灾特点及其灭火介质的适用性,确定水基灭火剂是其较好的灭火介质。结合储能电站磷酸铁锂电池模组火灾细水雾灭火实体试验等相关试验成果以及有关储能电站火灾事故教训,研究了适用于磷酸铁锂电池储能预制舱的消防给水措施,提出了相关设计参数。并结合工程实例论述了磷酸铁锂电池储能预制舱消防给水设计方案,即磷酸铁锂电池储能预制舱内设置细水雾灭火系统,着火舱和邻近舱设置外部冷却水系统。     

在受限和通风防火分区内对燃烧速率特性的试验研究

在核安全研究框架内对在受限和通风防火分区内油池火燃烧速率进行了试验研究。在实体火灾试验基础上，此研究为在受限和通风火灾场景下的燃烧速率机理提供了新的信息。描述了在自由条件和空气受限条件下所进行的试验，对试验装置、仪器以及火源进行了详细叙述。在相同场景（0．4m^2TPH油池火）下，对自由条件和空气受限条件的试验情况下的燃烧速率进行了对比。在空气受限情况下，燃烧速率与时间的变化曲线显示出三个不同阶段：自由条件和受限燃烧速率相同；不稳定阶段，空气受限条件下燃烧速率高于自由条件下的燃烧速率;稳定阶段。从图像分析看，不稳定阶段显示，动荡和间歇火焰大大提高了燃烧速率。介绍了通风速率和油池面积对此现象的影响。试验结果为理解有限区域内燃烧速率提供了新的试验信息。     

石蜡火灾扑救过程中的燃烧特性

设计制作了由燃烧装置、数据采集处理系统和灭火系统3部分组成的石蜡火灾试验模型,对石蜡火灾扑救过程中的燃烧特性进行试验研究,采集分析了石蜡火灾的热辐射和温度变化数据,描述了火焰燃烧和火焰扑灭过程中的变化趋势。通过实验发现,石蜡并不容易被点燃,流动性是石蜡火灾最重要的特点和危险因素。     

水喷雾系统抑制电动汽车火灾有效性实验研究

为解决现有消防手段难以有效扑灭电动汽车火灾的问题,设计了水喷雾隔热阻火系统和拖车式车载水喷雾灭火降温系统.对模拟电动汽车火灾进行灭火有效性全尺度实验.结果表明,在现有工况条件下,水喷雾隔热阻火系统能有效抑制车辆底盘的射流火焰,可防止火灾向相邻车辆蔓延,但受安装位置限制,该系统对驾驶舱内部火焰的抑制和降温效果较差,灭火后...     

溴代三氟丙烯对电池火灾的灭火效果实验研究

搭建了一套灭火实验平台,以额定容量为75 Ah的三元软包锂离子电池单体为研究对象,采用恒定功率为1 000 W的铝铸加热板诱发电池热失控,分析了电池在50%SOC下的燃烧特性,研究了溴代三氟丙烯（2-BTP）对电池火灾的灭火降温效果,并在相同工况下与水、七氟丙烷、五氟乙烷进行对比,分析了不同灭火剂的灭火时间、最高温度和复燃情况。结果表明,实验条件下,溴代三氟丙烯最快在13 s内扑灭了明火,不仅灭火速度最快,降温效果最好,还能有效抑制锂离子电池复燃。     

细水雾对磷酸铁锂储能电池模组性能影响研究

细水雾可有效扑灭储能电站磷酸铁锂电池热失控火灾并抑制其复燃,但在灭火过程中细水雾喷放对处于非热失控状态的正常电池的影响尚未明确,一定程度上限制了其在储能电池消防安全领域的推广应用。以正常326 Ah磷酸铁锂储能电池模组为试验对象,系统研究了细水雾持续喷放对其充放电性能、安全性能及数据监测模块（BMU）功能的影响。结果表明：在15 min的细水雾持续喷放及后续观察期间,3组电池模组均未出现外壳形变、未产生可燃气体、未出现温度升高及电火花等异常现象,且各单体电压平稳,BMU数据采集功能正常,试验前后电池模组充放电性能未出现明显波动,验证了细水雾在磷酸铁锂储能电池模组火灾扑救过程中的可靠性。     

电动汽车锂电池灭火技术研究

为了预防和减少电动汽车锂电池火灾造成的危害,分析了电动汽车发生火灾的现状,对近年来电动汽车起火案例进行了调查,针对电芯和动力锂电池组结构,分别对动力锂电池中的单颗电芯和电池模组中间的电芯进行加热试验。结果表明,动力锂电池不会发生剧烈爆炸,但具有火势猛烈、蔓延迅速的特点。通过对动力锂电池系统的热失控机制和起火过程的分析,对电动汽车动力锂电池火灾的灭火技术进行了研究,结合实际工作提出了灭火技术与方法建议。     

电池储能系统火灾预警与灭火系统设计

基于某梯次电池储能系统实际工程项目需求,结合电池热失控机理,提出了基于VOC、可燃气体、温度、烟雾等的多级预警系统及分级预警策略,对电池进行全周期、连续性监测,确保快速有效地检测出电池热失控状态,实现灭火系统的早期介入。在传统的七氟丙烷灭火系统基础上,增加水喷淋灭火系统,确保能够有效扑灭火灾。以退役磷酸铁锂电芯热失控为例验证了该系统的有效性。     

磷酸铁锂储能电站电池预制舱消防系统研究

为确保磷酸铁锂储能电站安全可靠运行,降低磷酸铁锂储能电池的火灾风险,针对磷酸铁锂储能电站电池预制舱的火灾防火和灭火系统控制策略展开研究。以磷酸铁锂电池早期热失控及热扩散的特征气体参数为探测对象,对电池热失控状态进行预测预警,及早预测电池异常状态。采用与电池管理系统（BMS）智慧联动,提出多层次火灾报警控制策略,以控制电池舱爆炸风险隐患,保障储能系统安全。     

改性干水灭火剂灭木垛火试验研究

新型干水灭火剂因其高含水量和特殊核壳结构,具有良好的灭火效果。为探究干水对木垛火的灭火效果,自行制备磷酸二氢铵改性干水并开展小尺寸木垛火灭火试验。结果表明：干水灭火剂能够扑灭小尺寸木垛火且不发生复燃,改性干水的控火时间仅为8 s,控火过程中火焰高度持续快速下降,而干粉灭火剂的控火时间则为20 s,喷撒结束39 s后发生复燃;改性干水对火焰区及木垛的温度抑制效果均优于干粉灭火剂,控火时间内,改性干水作用下木垛表面的平均温降速率高达17.00℃/s,是干粉灭火剂作用下平均温降速率的1.94倍;改性干水能够有效降低木垛内部温度,在喷撒50 s内,木垛中心的平均温降速率为8.78℃/s,而干粉灭火剂缺乏冷却作用,木垛中心的平均温降速率仅为6.10℃/s,无法有效抑制阴燃。     

全氟己酮和细水雾抑制三元锂离子电池火灾有效性研究

锂离子电池热失控是造成电动汽车火灾事故的首要因素。文章概述了车用锂离子电池热失控火灾危险性及抑制方法,并开展了全氟己酮、细水雾对车用三元锂离子电池热失控火灾的灭火试验。结果表明,三元锂离子电池热失控时表面最高温度超过500℃,表面最大升温速率达到18.93℃/s;全氟己酮灭火剂和细水雾均能有效扑灭电池初期明火,但在灭火后数分钟内电池发生复燃。两种灭火剂均能有效降低电池表面最高温度和最大升温速率。