動(dòng)力電池?zé)崾Э卦蚍治鲆约盁崾Э仡A(yù)警和滅火系統(tǒng)原理的解析

編者按

動(dòng)力電池工作后是必然要發(fā)熱的，常態(tài)下是可控的，但是非常態(tài)下會(huì)失控。如果失控，必然會(huì)發(fā)生火災(zāi)。技術(shù)上必須要搞清楚，對(duì)失控原因分析是必須的。

動(dòng)力電池組熱失控機(jī)理，許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)在專門立項(xiàng)研究，而客車企業(yè)目前急需要的是，有一個(gè)理論基礎(chǔ)，已經(jīng)通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可，同時(shí)有技術(shù)含量的產(chǎn)品。目前客車企業(yè)對(duì)此比較困惑，主要原因是動(dòng)力電池組的一個(gè)總成件是客車廠采購(gòu)，而目前動(dòng)力電池組產(chǎn)品離客車企業(yè)的要求有較遠(yuǎn)的距離。

一、動(dòng)力電池?zé)崾Э卦蚍治?/p>

動(dòng)力電池工作后是必然要發(fā)熱的，常態(tài)下是可控的，但是非常態(tài)下會(huì)失控。如果失控，必然會(huì)發(fā)生火災(zāi)。技術(shù)上必須要搞清楚，對(duì)失控原因分析是必須的。歸納起來，有內(nèi)、外2個(gè)方面的基本原因：

(1)外因：過充電觸發(fā)熱失控、外力導(dǎo)致熱失控、過熱觸發(fā)熱失控；

(2)內(nèi)因：電池內(nèi)部短路觸發(fā)熱失控。

動(dòng)力電池是能源系統(tǒng)，工作一定會(huì)發(fā)熱。要保障絕對(duì)安全，必須從工程上，有可靠技術(shù)來保障它的發(fā)熱是可控的。

保障基本途徑有兩條：一是事前有預(yù)警，可提前進(jìn)行人員干預(yù)，但是如果預(yù)警功能失效，必須有自動(dòng)效滅火功能。如果以上兩條做到了，動(dòng)力電池組的安全，自然就有保障了。

二、動(dòng)力電池組熱失控預(yù)警及滅火是一個(gè)整體

主要由單體式動(dòng)力電池火情預(yù)警控制裝置和動(dòng)力電池專用新型氣體自動(dòng)滅火裝置兩部分組成。干預(yù)控制及火情發(fā)生緊急狀態(tài)下自動(dòng)高效滅火，具有多傳感器復(fù)合探測(cè)，全周期火情探測(cè)，熱失控監(jiān)測(cè)分析預(yù)警，緊急控制滅火等特征，以探測(cè)預(yù)警智能控制的方式解決動(dòng)力電池組火災(zāi)隱患，最大限度保護(hù)電動(dòng)汽車及司乘人員安全。

實(shí)際車載產(chǎn)品必須要求，裝置體積小巧、安裝靈活、運(yùn)維便捷、綠色環(huán)保、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，在功能（性能）上要求，有火災(zāi)探測(cè)預(yù)警、自啟、人工啟動(dòng)等，滿足滅火效率和效果要求。

三、動(dòng)力電池組熱失控預(yù)警的基本功能

針對(duì)動(dòng)力電池?zé)崾Э剡M(jìn)行智能化管理，要實(shí)現(xiàn)電池火災(zāi)初期探測(cè)、智能分析、提前預(yù)警， 主要功能要求：

火情早期準(zhǔn)確識(shí)別

全周期火情探測(cè)記錄

智能判斷，聯(lián)動(dòng)滅火

數(shù)據(jù)黑匣子功能，數(shù)據(jù)追蹤

滅火劑無殘留，對(duì)電器設(shè)備無損害

長(zhǎng)壽命，輕維護(hù)

開放接口，信息共享。

四、動(dòng)力電池?zé)崾Э仡A(yù)警與滅火系統(tǒng)原理

（一）動(dòng)力電池?zé)崾Э仡A(yù)警系統(tǒng)

系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)電池箱內(nèi)部類CO氣體、煙霧、溫度、火焰各探測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)參數(shù)及其變化值，使用數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模型對(duì)參數(shù)變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析處理，智能判斷是否存在熱失控火情風(fēng)險(xiǎn)。動(dòng)力電池火情預(yù)警控制系統(tǒng)如下：

（1）工作原理如下：

當(dāng)動(dòng)力電池出現(xiàn)故障并開始泄壓、發(fā)熱等，探測(cè)器可探測(cè)到異常變化，將火情發(fā)生的潛在階段、發(fā)煙階段、高溫階段及明火階段通過CAN總線或線束向駕駛員發(fā)出預(yù)警信號(hào)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)預(yù)警及控制啟動(dòng)滅火裝置，系統(tǒng)可以智能判斷并自動(dòng)啟動(dòng)滅火裝置以防止火情惡化，也可在緊急狀態(tài)下由人工啟動(dòng)滅火裝置。滅火裝置通過高效滅火劑在數(shù)秒內(nèi)控制火情，最大限度保護(hù)電池組安全。

（2）產(chǎn)品實(shí)例介紹

裝置具有體積小巧易于安裝布設(shè)，品質(zhì)優(yōu)異環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，多重探測(cè)分階段多樣化，數(shù)據(jù)分析模型科學(xué)先進(jìn)，控制精準(zhǔn)快速響應(yīng)到位、管理動(dòng)態(tài)程序化智能化等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)。

失控預(yù)警裝置為集主動(dòng)探測(cè)、數(shù)據(jù)分析研判、控制、管理多重功能為一體的集成化設(shè)計(jì)，內(nèi)含高靈敏度溫度傳感器、氣體傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?，安裝于動(dòng)力電池組電池箱內(nèi)，與自動(dòng)滅火裝置及BMS管理系統(tǒng)對(duì)接，探測(cè)電池箱內(nèi)因內(nèi)部短路、過度充放、外部短路等導(dǎo)致火災(zāi)初期所產(chǎn)生的氣體、熱量、煙霧、明火，通過系統(tǒng)智能分析電池?zé)崾Э仉A段并進(jìn)行自動(dòng)干預(yù)控制。

（二）動(dòng)力電池組專用氣體自動(dòng)滅火裝置

動(dòng)力電池組專用氣體自動(dòng)滅火裝置日常為無壓力儲(chǔ)存，滅火藥劑具有防潮、耐溫、抗腐蝕等優(yōu)異性能?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，裝置通過電啟動(dòng)或感溫啟動(dòng)方式引發(fā)滅火藥劑發(fā)生作用，迅速產(chǎn)生大量亞納米級(jí)固相微粒和惰性氣體混合物，以高濃度煙氣狀立體全淹沒式作用于火災(zāi)發(fā)生的每個(gè)角落，通過物理降溫、化學(xué)抑制、稀釋氧氣多重作用，快速高效撲滅火災(zāi)，對(duì)環(huán)境及人員無毒害。

動(dòng)力電池組專用氣體自動(dòng)滅火裝置在體積、重量、滅火效率、環(huán)保性能和便捷易用性等方面有顯著優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品立足國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)動(dòng)力電池系統(tǒng)保護(hù)空間環(huán)境及其自身特點(diǎn)，經(jīng)過大量試驗(yàn)研制成型，具有體積小巧、快速高效、安全易用、運(yùn)維便捷、綠色環(huán)保等特點(diǎn)。

（一）滅火機(jī)理說明：

（二）滅火裝置啟動(dòng)模式說明：

（1）電啟動(dòng)

火災(zāi)發(fā)生時(shí)，探測(cè)器傳遞信號(hào)給消防控制器，控制器通過電信號(hào)啟動(dòng)滅火裝置滅火；或人工控制電啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)裝置滅火。

（2）熱敏線感溫線啟動(dòng)

當(dāng)溫度達(dá)到170℃，或遇明火時(shí)，熱敏線感溫自燃，并迅速傳遞啟動(dòng)信號(hào)給滅火裝置快速撲滅明火。