本发明涉及模拟航空运输领域，更加涉及一种耐高温、耐爆炸冲击，可实现振动与变动压力耦合条件的航空运输锂电池燃爆实验平台。
背景技术：
锂电池具有优异的电学性能，是目前广泛应用的储能元件。但由于电极材料及电解质具有可燃性，实际使用和运输过程中易发生燃烧爆炸等恶性事故。
现代民航客货机多巡航飞行于海拔10，000左右的平流层，该区域具有低温(-48℃)、低压(26.4kpa)、存在对流扰动超越等现象。飞机在爬升、下降、以及巡航飞行过程中可能遭遇到剧烈的振动和压力变化。虽然现代客货机采用了多种技术手段以降低这些不利环境对机载设备及货物的影响，但并不能完全避免。在这种振动和变压耦合的恶劣环境中，锂电池可能由于内部或外部原因导致破坏，发生热灾害事故。一旦在飞机内部发生锂电池燃烧和爆炸，将会对飞行安全造成严重的威胁，极易产生机毁人亡的恶性事故。
航空运输过程中剧烈的振动和变动压力耦合调节，是造成锂电池及装备锂电池设施设备破坏的直接或重要间接诱因。针对锂电池热灾害事故和航空运输的特殊条件，国内外学者分别开展了不同形式的理论和实验研究，但现有的各类测试及实验系统，仅针对低压条件进行设计，而对于连续的变压条件，尤其是航空运输过程中可能发生的剧烈振动与变压耦合条件未加以考虑。而对于锂电池的热灾害研究大多集中在其热释放速率、最高温度等热特性的研究，而对锂电池的燃烧爆炸，尤其是其反应过程中特有的剧烈爆炸喷射研究较少。因此，开展耐高温、耐爆炸冲击、可实现剧烈振动与变压耦合的锂电池燃爆实验平台设计，对航空飞行安全和航空危险品运输具有重要的理论和现实意义。
同时，由于民航飞机目前广泛装备的哈龙灭火剂对锂电池的燃爆过程不能进行有效控制，并且哈龙灭火剂会对大气层造成严重破坏，这类灭火剂正被逐步淘汰。目前，人们对几种具有潜力的哈龙替代灭火剂(卤代烷同系替代物、气溶胶、细水雾)的灭火效果已经开展了一系列的评价研究，但由于相关实验测试平台的限制，哈龙替代灭火剂对锂电池的燃烧和爆炸等热灾害事故的抑制与灭火效果，目前未见相关研究与专用设备设计，本实验平台配有灵活可变的模块化抑燃抑爆剂施加及评价系统，通过加装的各类哈龙替代灭火剂作用系统，可用于相关灭火剂的爆炸抑制和灭火机理研究，对航空运输条件下哈龙替代灭火剂的抑燃抑爆作用进行测试与评价。
技术实现要素：
本发明提供可实现振动与变动压力耦合的航空运输锂电池实验平台，所述航空运输锂电池实验平台至少包括舱体、舱门；
所述舱门上设置有舱门把手、紧固螺栓、观察窗；
所述舱体内设置有试样固定支架、频率可调耐高温振动平台、红外热像仪和灭火剂抑燃抑爆系统；
所述舱体的顶部设置有温度传感器、压力传感器和放空阀；
所述航空运输锂电池实验平台还包括氮气瓶、真空泵；
所述氮气瓶通过输气管道和舱体连接，所述输气管道上设置有减压器和球阀；
所述输气管道上设置有采样管道；所述真空泵通过采样管道和舱体连接；
所述采样管道上设置有采气袋、气体成分分析仪和数据分析系统；
所述航空运输锂电池实验平台还包括数据采集分析仪器用于采集舱体内不同位置处的温度、压力等数据。
作为本发明的一种实施方式，所述频率可调耐高温振动平台由电源、底座、台体、变频电机和操作台组成。
作为本发明的一种实施方式，所述底座和台体通过弹性支撑连接。
作为本发明的一种实施方式，所述灭火剂抑燃抑爆系统由灭火剂容器、探测与控制系统、导管和电池，
所述灭火器容器的顶部安装有导管、喷射口和探测与控制系统；
所述探测与控制系统包括电磁阀、感应器和喷射控制器；
所述电池通过导线和电磁阀、感应器和喷射控制器连接。
作为本发明的一种实施方式，所述感应器为热感应器。
作为本发明的一种实施方式，所述真空泵通过真空管道和所述舱体连接。
作为本发明的一种实施方式，所述真空管道上设置有球阀。
作为本发明的一种实施方式，所述频率可调耐高温振动平台可耐800℃。
作为本发明的一种实施方式，所述弹性支撑为弹簧。
作为本发明的一种实施方式，所述操作台为plc操作台。
有益效果：
1、本实验平台配有灵活可变的模块化抑燃抑爆剂施加及评价系统，通过加装的各类哈龙替代灭火剂作用系统，可用于相关灭火剂的爆炸抑制和灭火机理研究，对航空运输条件下哈龙替代灭火剂的抑燃抑爆作用进行测试与评价。
2、可实现对航空运输正常条件及超过此范围的剧烈振动及强烈变压的特殊环境中锂电池燃烧爆炸等灾害事故的模拟再现，从而为航空飞行安全和航空货物运输安全研究提供基础实验平台。
3、通过燃烧爆炸温度测试、压力测试、燃烧产物分析及其他相应传感器测试，可用于锂电池在航空运输环境中燃爆特性的实验研究，以及其他具有燃爆危害的航空危险品运输过程的安全特性研究。
附图说明
图1：所述可实现振动与变动压力耦合的航空运输锂电池实验平台的结构示意图。
图2：所述频率可调耐高温振动平台的结构示意图。
图3：所述灭火剂抑燃抑爆系统的结构示意图。
符号说明：1、舱门；2、观察窗；3、舱体；4、舱门把手；5、紧固螺栓；6、视频采集仪器；7、温度传感器；8、压力传感器；9、放空阀；10、球阀；11、温度传感器支架；12、试样固定支架；13、频率可调耐高温振动平台；14、红外热像仪；15、数据采集分析仪器；16、减压器；17采气袋；18、气体成分分析仪；19、数据分析系统；20、真空泵；21、氮气瓶；22、灭火剂抑燃抑爆系统。
23、电源；24、底座；25、台体；26、变频电机；27、操作台；28、弹性支撑；
29、灭火剂容器；30、喷射口；31、导管；32、电池；33、电磁阀；34、感应器；35、喷射控制器；36、真空管道；37、输气管道；38、采样管道
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明提供可实现振动与变动压力耦合的航空运输锂电池实验平台，所述航空运输锂电池实验平台至少包括舱体、舱门；
所述舱门上设置有舱门把手、紧固螺栓、观察窗；
所述舱体内设置有试样固定支架、频率可调耐高温振动平台、红外热像仪和灭火剂抑燃抑爆系统；
所述舱体的顶部设置有温度传感器、压力传感器和放空阀；
所述航空运输锂电池实验平台还包括氮气瓶、真空泵；
所述氮气瓶通过输气管道和舱体连接，所述输气管道上设置有减压器和球阀；
所述输气管道上设置有采样管道；所述真空泵通过采样管道和舱体连接；
所述采样管道上设置有采气袋、气体成分分析仪和数据分析系统；
所述航空运输锂电池实验平台还包括数据采集分析仪器用于采集舱体内不同位置处的温度、压力等数据。
作为本发明的一种实施方式，所述频率可调耐高温振动平台由电源、底座、台体、变频电机和操作台组成。
作为本发明的一种实施方式，所述底座和台体通过弹性支撑连接。
作为本发明的一种实施方式，所述灭火剂抑燃抑爆系统由灭火剂容器、探测与控制系统、导管和电池，
所述灭火器容器的顶部安装有导管、喷射口和探测与控制系统；
所述探测与控制系统包括电磁阀、感应器和喷射控制器；
所述电池通过导线和电磁阀、感应器和喷射控制器连接。
作为本发明的一种实施方式，所述感应器为热感应器。
作为本发明的一种实施方式，所述真空泵通过真空管道和所述舱体连接。
作为本发明的一种实施方式，所述真空管道上设置有球阀。
作为本发明的一种实施方式，所述频率可调耐高温振动平台可耐800℃。
作为本发明的一种实施方式，所述弹性支撑为弹簧。
本发明中所述实验平台还安装有视频采集仪器。所述温度传感器通过温度传感器支架安装。
运行原理：实验平台模拟飞机在真实飞行条件下可能发生的剧烈振动与变动压力耦合的运输过程，模拟变压舱体实现飞行过程中的大气压连续变化，振动平台可根据飞机飞行过程中出现的颠簸状况，调节振动频率，从而模拟真实及极端的航空运输过程中锂电池燃爆的发生及发展过程，通过抑燃抑爆释放及评价测试系统，对该过程及其控制开展研究。同时，耐高温、耐爆炸冲击、振动频率和变压速率可调的实验平台，可模拟航空运输特殊环境特点。具备抑燃抑爆释放及评价测试系统，锂电池热失控实验支架，多种数据采集仪，远程操控终端。
下面，结合附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下优选实施方式仅仅是说明本质的示例而已。
实施例1：本实施例提供可实现振动与变动压力耦合的航空运输锂电池实验平台，所述航空运输锂电池实验平台至少包括舱体3、舱门1；所述舱门上设置有舱门把手4、紧固螺栓5、观察窗2；所述舱体内设置有试样固定支架12、频率可调耐高温振动平台13、红外热像仪14和灭火剂抑燃抑爆系统22；
所述舱体的顶部设置有温度传感器7、压力传感器8和放空阀9；所述航空运输锂电池实验平台还包括氮气瓶21、真空泵20；所述氮气瓶21通过输气管道37和舱体3连接，所述输气管道37上设置有减压器16和球阀10；所述输气管道37上设置有采样管道38；所述真空泵20通过采样管道38和舱体3连接；所述采样管道38上设置有采气袋17、气体成分分析仪18和数据分析系统19；所述航空运输锂电池实验平台还包括数据采集分析仪器15用于采集舱体内不同位置处的温度、压力等数据。所述实验平台还安装有视频采集仪器6。所述温度传感器7通过温度传感器支架11安装。
所述频率可调耐高温振动平台13由电源23、底座24、台体25、变频电机26和操作台27组成。所述底座24和台体25通过弹性支撑28连接。所述弹性支撑28为弹簧。所述操作台27为plc操作台。所述频率可调耐高温振动平台可耐800℃。
所述灭火剂抑燃抑爆系统22由灭火剂容器29、探测与控制系统、导管31和电池32，所述灭火器容器的顶部安装有导管31、喷射口30和探测与控制系统；所述探测与控制系统包括电磁阀33、感应器34和喷射控制器35；所述电池32通过导线和电磁阀33、感应器34和喷射控制器35连接。所述感应器为热感应器。
所述真空泵通过真空管道36和所述舱体3连接，用于抽取舱体内的空气，进行减压操作。所述真空管道36上设置有球阀10。
本实施例中，锂电池的容量为2500mah，取电量是100％，锂电池的数量为1个。
压力探头距离电池的长度为10cm。
本实施例中的灭火剂抑燃抑爆系统处于关闭状态。
实施例2：本实施例提供可实现振动与变动压力耦合的航空运输锂电池实验平台，所述航空运输锂电池实验平台至少包括舱体3、舱门1；所述舱门上设置有舱门把手4、紧固螺栓5、观察窗2；所述舱体内设置有试样固定支架12、频率可调耐高温振动平台13、红外热像仪14和灭火剂抑燃抑爆系统22；
所述舱体的顶部设置有温度传感器7、压力传感器8和放空阀9；所述航空运输锂电池实验平台还包括氮气瓶21、真空泵20；所述氮气瓶21通过输气管道37和舱体3连接，所述输气管道37上设置有减压器16和球阀10；所述输气管道37上设置有采样管道38；所述真空泵20通过采样管道38和舱体3连接；所述采样管道38上设置有采气袋17、气体成分分析仪18和数据分析系统19；所述航空运输锂电池实验平台还包括数据采集分析仪器15用于采集舱体内不同位置处的温度、压力等数据。所述实验平台还安装有视频采集仪器6。所述温度传感器7通过温度传感器支架11安装。
所述频率可调耐高温振动平台13由电源23、底座24、台体25、变频电机26和操作台27组成。所述底座24和台体25通过弹性支撑28连接。所述弹性支撑28为弹簧。所述操作台27为plc操作台。所述频率可调耐高温振动平台可耐800℃。
所述灭火剂抑燃抑爆系统22由灭火剂容器29、探测与控制系统、导管31和电池32，所述灭火器容器的顶部安装有导管31、喷射口30和探测与控制系统；所述探测与控制系统包括电磁阀33、感应器34和喷射控制器35；所述电池32通过导线和电磁阀33、感应器34和喷射控制器35连接。所述感应器为热感应器。
所述真空泵通过真空管道36和所述舱体3连接，用于抽取舱体内的空气，进行减压操作。所述真空管道36上设置有球阀10。
本实施例中，锂电池的容量为2500mah，取电量是100％，锂电池的数量为2个。
压力探头距离电池的长度为10cm。
本实施例中的灭火剂抑燃抑爆系统处于关闭状态。
实施例3：本实施例提供可实现振动与变动压力耦合的航空运输锂电池实验平台，所述航空运输锂电池实验平台至少包括舱体3、舱门1；所述舱门上设置有舱门把手4、紧固螺栓5、观察窗2；所述舱体内设置有试样固定支架12、频率可调耐高温振动平台13、红外热像仪14和灭火剂抑燃抑爆系统22；
所述舱体的顶部设置有温度传感器7、压力传感器8和放空阀9；所述航空运输锂电池实验平台还包括氮气瓶21、真空泵20；所述氮气瓶21通过输气管道37和舱体3连接，所述输气管道37上设置有减压器16和球阀10；所述输气管道37上设置有采样管道38；所述真空泵20通过采样管道38和舱体3连接；所述采样管道38上设置有采气袋17、气体成分分析仪18和数据分析系统19；所述航空运输锂电池实验平台还包括数据采集分析仪器15用于采集舱体内不同位置处的温度、压力等数据。所述实验平台还安装有视频采集仪器6。所述温度传感器7通过温度传感器支架11安装。
所述频率可调耐高温振动平台13由电源23、底座24、台体25、变频电机26和操作台27组成。所述底座24和台体25通过弹性支撑28连接。所述弹性支撑28为弹簧。所述操作台27为plc操作台。所述频率可调耐高温振动平台可耐800℃。
所述灭火剂抑燃抑爆系统22由灭火剂容器29、探测与控制系统、导管31和电池32，所述灭火器容器的顶部安装有导管31、喷射口30和探测与控制系统；所述探测与控制系统包括电磁阀33、感应器34和喷射控制器35；所述电池32通过导线和电磁阀33、感应器34和喷射控制器35连接。所述感应器为热感应器。
所述真空泵通过真空管道36和所述舱体3连接，用于抽取舱体内的空气，进行减压操作。所述真空管道36上设置有球阀10。
本实施例中，锂电池的容量为2500mah，取电量是100％，锂电池的数量为1个。
压力探头距离电池的长度为10cm。
本实施例中的灭火剂抑燃抑爆系统处于正常使用状态。
实施例4：本实施例提供可实现振动与变动压力耦合的航空运输锂电池实验平台，所述航空运输锂电池实验平台至少包括舱体3、舱门1；所述舱门上设置有舱门把手4、紧固螺栓5、观察窗2；所述舱体内设置有试样固定支架12、频率可调耐高温振动平台13、红外热像仪14和灭火剂抑燃抑爆系统22；
所述舱体的顶部设置有温度传感器7、压力传感器8和放空阀9；所述航空运输锂电池实验平台还包括氮气瓶21、真空泵20；所述氮气瓶21通过输气管道37和舱体3连接，所述输气管道37上设置有减压器16和球阀10；所述输气管道37上设置有采样管道38；所述真空泵20通过采样管道38和舱体3连接；所述采样管道38上设置有采气袋17、气体成分分析仪18和数据分析系统19；所述航空运输锂电池实验平台还包括数据采集分析仪器15用于采集舱体内不同位置处的温度、压力等数据。所述实验平台还安装有视频采集仪器6。所述温度传感器7通过温度传感器支架11安装。
所述频率可调耐高温振动平台13由电源23、底座24、台体25、变频电机26和操作台27组成。所述底座24和台体25通过弹性支撑28连接。所述弹性支撑28为弹簧。所述操作台27为plc操作台。所述频率可调耐高温振动平台可耐800℃。
所述灭火剂抑燃抑爆系统22由灭火剂容器29、探测与控制系统、导管31和电池32，所述灭火器容器的顶部安装有导管31、喷射口30和探测与控制系统；所述探测与控制系统包括电磁阀33、感应器34和喷射控制器35；所述电池32通过导线和电磁阀33、感应器34和喷射控制器35连接。所述感应器为热感应器。
所述真空泵通过真空管道36和所述舱体3连接，用于抽取舱体内的空气，进行减压操作。所述真空管道36上设置有球阀10。
本实施例中，锂电池的容量为2500mah，取电量是100％，锂电池的数量为2个。
压力探头距离电池的长度为10cm。
本实施例中的灭火剂抑燃抑爆系统处于正常使用状态。
测试：
1、测试电池燃爆时的温度和压力。
2、测试燃爆过程产生的气体。
3、测试灭火剂抑燃抑爆系统能否及时的对电池的燃爆进行处理。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。