一种新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置及方法与流程

本发明涉及模拟训练技术，具体涉及针对电动汽车锂电池火灾的应急救援模拟训练技术。

背景技术：

1、然而随着新能源汽车的逐渐普及，火灾事故却不断发生。近年来，相继发生多起新能源汽车自燃、撞击起火等起火灾事故。

2、新能源汽车的消防安全正逐渐成为消防部队灭火救援的难题。目前，消防等应急救援部门还未掌握新能源汽车结构、高压电线路分布、电池火灾特点、氢气泄漏防爆等基本信息，针对新能源汽车的灭火与应急救援还采用针对传统汽车的应急救援方法，具有较大的安全隐患。

3、近年来，相继发生的新能源汽车自燃、撞击起火等起火灾事故，在这些事故中消防员只能依靠传统火灾扑救的经验进行简单处置，火灾扑救过程的不科学、不专业，不仅不能最大力度的挽救生命财产损失，而且将消防救援人员直接暴露在了未知的危险环境中。

4、由此可见，提供一种新能源汽车火灾模拟训练装置，实现提高消防部队应对新能源汽车火灾的救援处置水平。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置，能够真实模拟新能源汽车的火灾发生发展过程，在此基础上，本发明还提供一种新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练控制方法，实现为培训消防人员掌握相关灭火技术要点。

2、为了达到上述目的，本发明提供的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置主要包括车辆本体、燃烧系统、供气和控制系统；

3、所述车辆本体作为训练装置的基本载体，构成训练环境；

4、所述燃烧系统布设在所述车辆本体中，以在车辆本体构建的训练环境中采用气体燃烧的方式来模拟新能源汽车锂电池着火燃烧的状态；

5、所述供气和控制系统对所述燃烧系统进行供气和智能化控制，模拟新能源汽车的火灾发生发展过程。

6、进一步的，所述车辆本体为全不锈钢结构，车身设有若干的破拆结构。

7、进一步的，所述燃烧系统包含主燃烧器和点火组件，所述主燃烧器布置在车辆本体底部，主燃烧器外形采用电动汽车真实电池包结构，下部为敞开结构，上部为封闭结构，用于模拟电动汽车底部电池包着火，火焰从底部向四周溢出的真实形态，所述点火组件与主燃烧器配合设置。

8、进一步的，所述点火组件包括点火烧嘴与点火控制模块，所述点火烧嘴与与主燃烧器配合设置，所述点火控制模块连接所述点火烧嘴。

9、进一步的，所述供气和控制系统包括燃气控制组件，点火控制组件，燃气吹扫组件以及燃烧控制组件；

10、所述燃气控制组件连通燃烧气源以及燃烧系统，调节控制进入燃烧系统中用于主燃烧的燃气的状态；

11、所述点火控制组件连通燃烧气源以及燃烧系统，调节控制进入燃烧系统中用于点火的燃气状态；

12、所述燃气吹扫组件连通吹扫气源以及燃烧系统，调节控制进入燃烧系统中吹扫气体的状态；

13、所述燃烧控制组件连接并协调燃气控制组件，点火控制组件，燃气吹扫组件以及燃烧系统之间配合工作来模拟新能源汽车的火灾发生发展过程。

14、进一步的，所述点火控制组件连通燃烧气源以及燃烧系统，为点火组件提供预混点火气源，所述点火控制组件能够调节控制进入燃烧系统中用于点火的燃气和空气状态，确保燃气和空气处于燃烧当量比，预混气在点火器处的流速接近火焰传播速度，确保点火火源为稳定的预混火焰，不易被灭火措施扑灭，从而保证主燃烧器流出的燃气能全部被点燃，实现了燃烧模拟过程防止可燃气积聚爆炸的安全目标。

15、进一步的，所述燃烧控制组件包括燃烧状态探测器与燃烧控制器，所述燃烧状态探测器判断着火位置是否有灭火剂作用，通过探测到温度变化采集灭火剂作用的情况，将信号反馈会燃烧控制器，所述燃烧制器控制燃烧系统形成模拟火焰。

16、进一步的，所述供气和控制系统中还包括火焰探测器，所述火焰探测器位于点火组件端部位置，在点火组件自动点火后，火焰探测器能探测到点火组件是否点火成功，只有在确保点火成功后才能进一步打开主燃烧器，确保主燃烧器流出的全部可燃气都能被点火引燃，从而确保模拟过程的安全性。

17、为了达到上述目的，本发明提供的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练控制方法，所述控制方法基于构建的汽车车辆本体来构成训练环境，并在汽车车辆本体内采用气体燃烧的方式来模拟新能源汽车锂电池着火燃烧的状态，并通过控制火焰的动态变化来模拟新能源汽车的火灾发生发展过程。

18、进一步的，所述控制方法通过建立新能源汽车锂电池燃烧模型，用于模拟新能源汽车锂电池燃烧三个重要的状态：电池滥用状态->热失控状态->热失控蔓延状态，并根据模拟每个状态形成对应的烧烧模式控制指令；该燃烧模拟控制系统可将形成的烧烧模式控制指令发送至控制燃烧控制组件。

19、进一步的，所述控制方法中还包括氮气吹扫控制步骤。

20、本发明提供的方案通过构建针对新能源汽车火灾训练的特殊场景，同时采用气体燃烧技术控制火焰的动态变化，以可燃气体作为燃料(天然气、丙烷或者石油液化气)，真实模拟新能源汽车的火灾发生发展过程，从而能够实现模拟系能源汽车着火真实场景，可用于培训消防人员掌握相关灭火技术要点，有效克服现有技术所存在的问题。

21、本发明提供方案所形成的火灾模拟训练装置产品可反复使用，移动方便，占地面积小，操作简单，能适应各种训练环境。

22、本发明提供方案所形成的火灾模拟训练装置设有紧急安全切断、低压压力保护等安全连锁保护，同时还配合氮气吹扫管道保护，保证整个装置使用过程的安全性。

技术特征：

1.新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置，其特征在于，包括车辆本体、燃烧系统、供气和控制系统；

2.根据权利要求1所述的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置，其特征在于，所述车辆本体为全不锈钢结构，车身设有若干的破拆结构。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置，其特征在于，所述燃烧系统包含主燃烧器和点火组件，所述主燃烧器布置在车辆本体底部，主燃烧器外形采用电动汽车真实电池包结构，下部为敞开结构，上部为封闭结构，用于模拟电动汽车底部电池包着火，火焰从底部向四周溢出的真实形态，所述点火组件与主燃烧器配合设置。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置，其特征在于，所述点火组件包括点火烧嘴与点火控制模块，所述点火烧嘴与与主燃烧器配合设置，所述点火控制模块连接所述点火烧嘴。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置，其特征在于，所述供气和控制系统包括燃气控制组件，点火控制组件，燃气吹扫组件以及燃烧控制组件；

6.根据权利要求5所述的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置，其特征在于，所述燃烧控制组件包括燃烧状态探测器与燃烧控制器，所述燃烧状态探测器判断着火位置是否有灭火剂作用，通过探测到温度变化采集灭火剂作用的情况，将信号反馈会燃烧控制器，所述燃烧制器控制燃烧系统形成模拟火焰。

7.根据权利要求1所述的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置，其特征在于，所述供气和控制系统中还包括火焰探测器，所述火焰探测器位于点火组件端部位置，用于探测到点火组件是否点火成功。

8.新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练控制方法，其特征在于，所述控制方法基于构建的汽车车辆本体来构成训练环境，并在汽车车辆本体内采用气体燃烧的方式来模拟新能源汽车锂电池着火燃烧的状态，并通过控制火焰的动态变化来模拟新能源汽车的火灾发生发展过程。

9.根据权利要求8所述的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练控制方法，其特征在于，所述控制方法通过建立新能源汽车锂电池燃烧模型，用于模拟新能源汽车锂电池燃烧三个重要的状态：电池滥用状态->热失控状态->热失控蔓延状态，并根据模拟每个状态形成对应的烧烧模式控制指令；该燃烧模拟控制系统可将形成的烧烧模式控制指令发送至控制燃烧控制组件。

10.根据权利要求8所述的新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练控制方法，其特征在于，所述控制方法中还包括氮气吹扫控制步骤。

技术总结
本发明公开了一种新能源汽车锂电池火灾应急救援模拟训练装置及方法，本方案基于构建的汽车车辆本体来构成训练环境，并在汽车车辆本体内采用气体燃烧的方式来模拟新能源汽车锂电池着火燃烧的状态，并通过控制火焰的动态变化来模拟新能源汽车的火灾发生发展过程。本发明提供的方案能够实现模拟系能源汽车着火真实场景，可用于培训消防人员掌握相关灭火技术要点，有效克服现有技术所存在的问题。

技术研发人员：何其泽,李福敏,洪嬴政,杨君涛,王伟
受保护的技术使用者：应急管理部上海消防研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14