一种锂电池包测试消防灭火系统的制作方法

1.本实用新型涉及电池包测试安全领域，尤其涉及一种锂电池包测试消防灭火系统。


背景技术：

2.新能源汽车作为节能、环保的新型交通工具占据市场份额越来越大，随着人们对新能源汽车续航里程的需求越来越高，近年来，因其核心部件电池包引发火灾、爆炸常见诸报道。为验证电池包安全性，研发阶段一般安全测试有过充、过放、热冲击和短路等，常会引起火灾、爆炸。如何能在短时间内精准探测电池包起火，及时扑灭明火以及防止复燃是整个消防灭火系统的关键。
3.中国专利公开号cn110393874a，公开日2019年11月1日，发明创造的名称为用于锂电池模块的消防灭火控制方法，该申请案技术方案具体是在锂电池箱体内顶部安装烟雾探测器，在箱体侧面设消防剂投放口、制冷剂投放口，投放口设自动控制阀，当系统检测到锂电池箱体内有烟雾时，将连锁打开自动控制阀通过投放口向箱内投放灭火剂、冷却剂，当箱内没有烟雾时，自动停止灭火剂和制冷剂投放，利用相转化方式对锂电池冷却降温，实现快速扑灭明火且能较好抑制复燃，其不足之处在于，该方案只设置了烟雾探测器，不能精准的识别火情，而且没有设置手动控制装置，当系统发生故障无法手动启动系统进行消防灭火。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术中扑灭锂电池包测试过程中存在的明火并防止其复燃问题，同时还能监测火灾产生的烟雾组分变化，为起火原因分析提供数据参考，可满足多种工况、多种型号锂电池包的消防灭火、测试阶段起火研究要求。
5.本实用新型所采用的技术方案为：一种锂电池包测试消防灭火系统，包括电池包环境仓，灭火装置和火灾报警控制装置，电池包环境仓内设置有与灭火装置连接的喷洒装置以及烟雾传感器，烟雾传感器与火灾报警控制装置连接，其特征在于，还包括检测电池包环境仓温度的温度传感器、检测起火烟气的可燃有毒气体探测器，温度传感器和可燃有毒气体探测器与火灾报警控制装置连接。所述灭火装置包括气体灭火装置和自动喷水灭火装置，气体灭火装置和自动喷水装置通过管路与喷洒装置连接，火灾报警控制装置分别与气体灭火装置和自动喷水灭火装置控制连接。锂电池包环境仓是进行锂电池包安全测试的装置，若是在锂电池包测试过程发生火灾或者爆炸，灭火装置对锂电池包环境仓进行灭火工作并防止明火复燃，火灾报警控制装置是控制中心，控制着整个系统的运作。
6.作为优选，气体灭火装置包括钢瓶和由电磁驱动装置控制的容器阀，钢瓶上方出口处连接容器阀，容器阀上方连接电磁驱动装置，容器阀出口连接金属软管，金属软管出口接集流管，集流管出口接喷洒装置，电磁驱动装置与火灾报警控制装置连接，整个装置放置在柜体中。容器阀的开关由电磁驱动装置驱动，电磁驱动装置受火灾报警控制器、气体灭火控制器和手动紧急启停按钮控制，灭火剂选用1230灭火剂。
7.作为优选，所述气体灭火装置还包括称重模块，钢瓶置于称重模块之上，可以检测到钢瓶内灭火剂的量，方便提醒相关人员及时补充灭火剂。所述容器阀上设有检测压力的压力表，压力表可以在气体灭火装置工作时实时检测钢瓶内的压力，所述集流管上设有泄压阀和单向阀。
8.作为优选，自动喷水灭火装置包括水箱、水泵和水系统管线，水箱连接水泵，水泵通过水系统管线连接喷装置，水系统管线上设有电磁阀，水泵、电磁阀与火灾报警控制装置连接。自动喷水灭火装置主要用于防止电池包复燃，当电池包产生复燃时，火灾报警控制系统探测到火情触发自动喷水灭火装置喷放消防水，通过持续喷放降温的方式抑制电池包燃烧。不仅有效解决了电池包复燃问题，而且最大限度的避免财产损失。
9.作为优选，所述水系统管线上安装有由两个单向阀并联组成的预作用阀组、水流指示器和漏水探测器，预作用阀组、水流指示器和漏水探测器均与火灾报警控制装置连接。水流指示器能够显示管线上是否有灭火剂或者消防水，当管线上发生泄漏时，漏水探测器可以做出反应关闭阀组，防止造成泄漏事故。
10.作为优选，所述火灾报警控制装置包括火灾报警控制器、气体灭火控制器、灭火剂喷放报警器、探测器控制器，探测器控制器进线端分别与烟雾传感器、温度传感器、可燃有毒气探测器连接，探测器控制器出线端分别与气体灭火控制器进线端、火灾报警控制器连接。火灾报警控制装置具有数据记录功能，可以按秒记录并存储消防动作前后设定时间内个探测器采集到的数据，一方面方便研发人员分析火灾原因进行追溯，另一方面可以为消防系统的改良提供数据基础。本发明中探测装置从报警到喷放灭火气体响应时间小于2s，从温度报警到喷水响应时间小于5s，消防动作反应灵敏、高效。
11.作为优选，还设有手动紧急启停按钮，手动紧急启停按钮一端与火灾报警控制器电连接，手动紧急启停按钮另一端与气体灭火装置电连接，有自动喷放和手动喷放两种模式。各探测器将探测到的数据上传到火灾报警控制装置，通过控制系统逻辑判断，触发自动喷放，当人为观测到火情时，可以通过手动模式及时喷放灭火剂和消防水。
12.作为优选，所述可燃有毒气体探测器包括氢气探测器和一氧化碳探测器，火灾报警控制装置与氢气探测器和一氧化碳探测器控制连接，氢气探测器和一氧化碳探测器均与水过滤器连接，水过滤器与冷凝管连接，冷凝管与采集电池环境仓内空气的空气采样管连接。在本系统中，火情探测装置包括烟雾探测器、氢气探测器、一氧化碳探测器和温度传感器，三种以上探测器进行组合逻辑判断，减少了灭火系统的误报警误喷放的概率。
13.作为优选，所述电池包环境仓包括温箱，在温箱的顶部侧面设有泄压口，温箱的底部两侧设有排水沟槽。温箱具备温湿度调节功能，锂电池包环境仓内部空间大小可根据实际需求调整，系统工作后留下的消防水、灭火剂或其他液体通过排水沟槽排出锂电池包环境仓。
14.作为优选，所述喷洒装置包括系统管线和若干喷头，喷头安装在系统管线的末端并处于电池包环境仓内，在系统管线上靠近气体灭火装置处设有检测是否有灭火剂经过的信号开关，信号开关与火灾报警控制装置电连接。喷头采用旋转雾化喷头，流量系统在k8
‑
k18之间，1230灭火剂和消防水都通过系统管线传输至喷头，喷洒出来达到灭火的目的。
15.本实用新型的有益效果为：（1）火情探测传感器包含烟雾探测器、可燃有毒气体探测器、温度传感器，三种以上探测器进行组合逻辑判断，减少了灭火系统的误报警误喷放的
概率；（2）通过持续喷放降温的方式抑制电池包燃烧，有效解决了电池包复燃问题；（3）火灾报警控制系统具有数据记录功能，可以按秒记录并存储消防动作前后设定时间内各探测器采集到的数据，一方面方便研发人员分析火灾原因进行溯源，另一方面可以为消防系统的改良提供数据基础；（4）本发明包括自动喷放和手动喷放两种模式。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构框示意图。
17.图2为本实用新型的整体结构示意图。
18.图3为本实用新型的气体灭火装置结构示意图。
19.其中：1、电池包环境仓，2、气体灭火装置，3、自动喷水灭火装置，4、火灾报警控制装置，5、喷洒装置，100、温箱，101、泄压口，102、排水沟槽，200、称重模块，201、柜体，202、钢瓶，203、压力表，204、容器阀，205、电磁驱动装置，206、金属软管，207、单向阀，208、集流管，209、安全泄压阀，210、信号开关，211、系统管线，212、喷头，213、气体灭火控制器，214、手动紧急启停按钮，215、灭火剂喷放警报器，300、水箱，301、水泵，302、水系统管线，303、预作用阀组，304、漏水探测器，305、电磁阀，306、水流指示器，401、火灾报警控制器，402、烟雾探测器，403、温度传感器，404、空气采样管，405、冷凝管，406、水过滤器，407、一氧化碳探测器，408、氢气探测器，409、探测器控制器。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型做进一步描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1和图2所示，本实用新型提供一种锂电池包测试消防灭火系统包括电池包环境仓1，灭火装置和火灾报警控制装置4，电池包环境仓内设置有与灭火装置连接的喷洒装置5以及烟雾传感器402，烟雾传感器402与火灾报警控制装置4连接，其特征在于，还包括检测电池包环境仓1温度的温度传感器403、检测起火烟气的可燃有毒气体探测器，温度传感器403和可燃有毒气体探测器与火灾报警控制装置4连接，所述灭火装置包括气体灭火装置2和自动喷水灭火装置3，气体灭火装置2和自动喷水装置3通过管路与喷洒装置连接，火灾报警控制装置4分别与气体灭火装置2和自动喷水灭火装置3控制连接。锂电池包环境仓1包括泄压口101、排水沟槽102和温箱100，泄压口101安装在电池环境仓的顶部侧面，排水沟槽102安装在电池环境仓的底部两侧。
22.如图3所示气体灭火装置2包括钢瓶202和由电磁驱动装置205控制的容器阀204，钢瓶202上方出口处连接容器阀204，容器阀上方连接电磁驱动装置205，容器阀204出口连接金属软管206，金属软管206出口接集流管208，集流管208出口接喷洒装置5，电磁驱动装置205与火灾报警控制装置4连接，钢瓶202放置在称重模块200之上，电磁驱动装置205放置在容器阀201上方，容器阀204上设有检测压力的压力表203，整个装置放置在柜体201中。
23.自动喷水灭火装置3包括水箱300、水泵301和水系统管线302，水箱300连接水泵301，水泵301通过水系统管线302连接喷装置，水系统管线302上设有电磁阀305，水泵301、
电磁阀305与火灾报警控制装置连接。
24.火灾报警控制装置4包括火灾报警控制器401、气体灭火控制器213、灭火剂喷放报警器215、探测器控制器409，探测器控制器409进线端分别与烟雾传感器402、温度传感器403、可燃有毒气探测器连接，探测器控制器409出线端分别与气体灭火控制器213进线端、火灾报警控制器401连接，烟雾探测器402安装在温箱100内顶部安装有烟雾探测器402，温度传感器403安装在温箱100内下部侧边，空气采样管404安装在温箱100内顶部侧边。可燃有毒气体探测器包括氢气探测器408和一氧化碳探测器407，氢气探测器408和一氧化碳探测器407一端与火灾报警控制装置4连接，氢气探测器408和一氧化碳探测器407另一端与水过滤器406连接，水过滤器406与冷凝管405连接，冷凝管405与采集电池环境仓1内空气的空气采样管404连接。
25.自动模式下，当锂电池包环境仓内锂电池包发生起火时，温箱100顶部的烟雾探测器402探测到起火烟雾，同时将探测信号反馈至探测器控制器409，探测器控制器409对数据处理后将报警信号分别传输至气体灭火控制器213和火灾报警控制器401，同时电池包起火产生的烟气进入锂电池包环境仓内空气采样管404，并经冷凝管405、水过滤器406进入一氧化碳探测器407和氢气探测器408进行一氧化碳和氢气含量的持续监测并记录监测数据，当同时收到烟雾探测器402、一氧化碳探测器407、氢气探测器408任意两路探测器发出的报警信号时，气体灭火控制器213或火灾报警控制器401将发出开启信号控制电磁驱动装置205动作打开容器阀204，气瓶202内的灭火剂依次经过容器阀204、金属软管206、单向阀207进入集流管208，灭火剂在集流管208内汇集后沿系统管线211并流过信号开关210后继续沿系统管线211从温箱100顶部喷头212对温箱100内整个空间进行喷放灭火剂，信号开关210探测到有灭火剂经过便发出探测信号至气体灭火控制器213和火灾报警控制器401，气体灭火控制器213或火灾报警控制器401将发出开启信号至灭火剂喷放警报器215，灭火剂喷放警报器215随即发出灭火剂喷放警报信号，经现场测试，从探测装置报警到喷气体灭火剂响应时间不超过2秒，整个灭火剂喷放时间小于30秒，可达到扑灭锂电池包燃烧明火目的；当温箱100底部侧面的温度传感器403监测到环境仓内环境温度在3秒内上升达到10℃且温度超过150℃时，则会将探测信号反馈至探测器传感器409，探测器控制器409对数据处理后将报警信号传输至火灾报警控制器401，火灾报警控制器401将发出超温警报信号，同时联动打开消防水泵301、预作用阀组303、电磁阀305，消防水箱300内的消防水将沿着水系统管线302依次经过预作用阀组303、漏水探测器304、水流指示器306、电磁阀305，再沿系统管线211进入温箱100顶部喷头212对锂电池包环境仓内整个空间进行消防水喷放，经现场实际测试，从温度传感器403探测到超温到火灾报警控制器401报警响应时间不到3秒，从温度报警到消防水系统喷水响应时间不到5秒，喷水时间超过30min，持续的冷却降温能达到防止锂电池包复燃、彻底灭火的目的，最后产生的废水从箱体100下部的排水沟槽102排至箱体外，不会造成设备的损坏；
26.手动模式下，当锂电池包环境仓内锂电池包发生起火时，温箱100顶部的烟雾探测器402探测到起火烟雾，同时将探测信号反馈至探测器控制器409，探测器控制器409对数据处理后将报警信号分别传输至气体灭火控制器213和火灾报警控制器401，同时电池包起火产生的烟气进入环境仓内空气采样管404，并经冷凝管405、水过滤器406进入一氧化碳探测器407和氢气探测器408进行一氧化碳和氢气含量的持续监测并记录监测数据，当同时收到
烟雾探测器402、一氧化碳探测器407、氢气探测器408任意两路探测器发出的报警信号时，手动操作手动紧急启停按钮214或气体灭火控制器213或火灾报警控制器401控制面板上启动按钮，控制电磁驱动装置205联动打开容器阀204，气瓶202内的灭火剂依次经过容器阀204、金属软管206、单向阀207进入集流管208，灭火剂在集流管208内汇集后沿系统管线211并流经信号开关210后再沿系统管线211流经温箱100顶部喷头212对整个温箱100内空间进行灭火剂喷放，信号开关210探测到有灭火剂经过便发出探测信号至气体灭火控制器213和火灾报警控制器401，气体灭火控制器213或火灾报警控制器401将发出开启信号至灭火剂喷放警报器215，灭火剂喷放警报器215随即发出灭火剂喷放警报信号，经现场测试，整个灭火剂喷放时间小于30秒，可达到扑灭锂电池包明火燃烧目的；当温箱100底部侧面的温度传感器403监测到锂电池包环境仓内环境温度在3秒内上升达到10℃且温度超过150℃时，则会将探测信号反馈至探测器传感器409，探测器控制器409对数据处理后将报警信号传输至火灾报警控制器401，火灾报警控制器401将发出超温警报信号，在火灾报警控制器401面板上手动开启消防水泵301、预作用阀组303、电磁阀305，消防水箱300内的消防水将沿着水系统管线302依次经过预作用阀组303、漏水探测器304、接水流指示器306、电磁阀305经系统管线211进入温箱100顶部喷头212对环境仓内整个空间进行消防水喷放，经现场实际测试，从温度传感器403探测到超温到火灾报警控制器401报警响应时间不到3秒，喷水时间超过30分钟，持续的冷却降温能达到防止锂电池包复燃、彻底灭火的目的，最后产生的废水从箱体100下部的排水沟槽102排至箱体外，不会造成设备的损坏。