1.本实用新型属于锂离子电池火灾消防技术领域，尤其涉及一种锂离子电池火灾消防试验系统。
背景技术：
2.目前还没有锂离子电池火灾消防试验方法的标准。目前锂离子电池试验箱主要有锂离子电池燃烧试验箱，采用本生灯点火，天然气燃烧升温，采用明火加热火烧锂离子电池，对锂离子电池灭火试验并不适用
3.团体标准t/csae 86
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2018《电动汽车锂离子电池箱自动灭火装置性能要求和试验(报批稿)》方法把灭火剂类型分为气体、干粉、热气溶胶类，把研究认为对锂离子电池灭火效果最好的水基灭火剂列为其它，试验方法对水基灭火剂并没有予以足够的重视与规定，并不适合水基灭火剂。
4.上述气体、干粉、热气溶胶类灭火剂因不具有热失控的锂离子电池的降温功能或功能有限，根据美国海军发布的一个锂离子电池消防的通知，建议使用的“细雾化水或水成膜泡沫“来冷却电池，抑制”燃烧，并减少热失控传播的可能性。美国联邦航空局研究了锂离子电池的抑制与水和哈龙1211因为这些是通常可在手灭火器船上商用飞机。1211灭火剂本身并不能防止因电池组的复燃，电池热失控反应的传播。作为第一选择，美国联邦航空局建议使用水基灭火剂抑制锂离子电池的火灾，因水将两者灭火和抑制热失控扩展。但目前并没有适合水基灭火剂消防试验箱。因此，需要一种适合包括水基灭火剂消防试验箱。
技术实现要素：
5.本实用新型目的在于提供一种锂离子电池火灾消防试验系统，该锂离子电池火灾消防试验系统适合锂离子电池燃烧、爆炸的高温等极端条件下使用，可以使用气体、干粉、水基灭火剂在内的各种灭火剂消防试验。
6.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种锂离子电池火灾消防试验系统，所述锂离子电池火灾消防试验在一试验箱体内进行，具体包括夹持模块，用于锂离子电池的固定；
7.加热及点火模块，用来实现锂离子电池的升温加热及对可燃气体的点燃；
8.感应检测模块，包括多种传感器，用于探测锂离子电池升温后的温度、形变及有机物泄露状态；
9.灭火模块，用于锂离子电池燃烧后的灭火；
10.净化模块，用于试验后产生的废水的收集和废气的净化；
11.及控制模块，用于控制加热及点火模块、灭火模块及净化模块的动作。
12.上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
13.1.上述方案中，所述夹持模块包括位于试验箱体内部的锂离子电池夹具，所述锂离子电池夹具固定在试验箱体内部，所述锂离子电池固定在锂离子电池夹具上。
14.2.上述方案中，所述加热及点火模块包括加热模块和电子点火装置，所述加热模块设置在试验箱体内部，位于锂离子电池下方或侧面，所述加热模块的加热面加装远红外加热元件，所述电子点火装置固定在试验箱体内壁上。
15.3.上述方案中，所述感应检测模块包括声光报警器、温度传感器、压力传感器和烟雾传感器，所述声光报警器安装在试验箱体的顶部，所述温度传感器、压力传感器和烟雾传感器设置在试验箱体内部，所述温度传感器设置至少一个，分布在试验箱体顶部及侧壁。
16.4.上述方案中，所述灭火模块包括灭火剂钢瓶、灭火剂控制阀和灭火剂管道，所述灭火剂钢瓶通过灭火剂管道连接在试验箱体上，所述灭火剂管道上设有灭火剂控制阀，所述灭火剂管道延伸在试验箱体内的一端设有喷嘴。
17.5.上述方案中，所述净化模块包括排水和除烟两个部分，所述排水部分包括放水管和接水桶，所述试验箱体下端设有排水口，所述接水桶通过放水管连接在排水口上；所述除烟部分包括抽风机、烟尘处理器、排风管和出风口，所述试验箱体顶部设有出风口，所述烟尘处理器的入口端通过管道连接在出风口上，所述烟尘处理器的出口端上连接有排风管，所述烟尘处理器的入口端的管道上连接有抽风机。
18.6.上述方案中，所述控制模块包括设置在试验箱体外侧的控制箱，所述灭火剂控制阀、声光报警器、温度传感器、压力传感器、烟雾传感器、加热模块和电子点火装置均电性连接在控制箱中。
19.7.上述方案中，还包括远程控制记录模块、观察模块和电源模块，所述远程控制记录模块连接在控制箱上，用于记录锂离子电池升温形变及燃烧的整个过程，所述观察模块包括照明灯、视窗玻璃和摄像头，所述试验箱体的前侧设有视窗玻璃，所述视窗玻璃的外侧设有照明灯，所述摄像头朝向视窗玻璃的方向安装固定；所述电源模块包括充电器，所述充电器安装在试验箱体外侧。
20.8.上述方案中，所述试验箱体通过支架放置在地面上，所述充电器的安装架固定在支架上。
21.9.上述方案中，所述试验箱体上设有一防爆门，所述视窗玻璃设置在防爆门上。
22.由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
23.1、本实用新型锂离子电池火灾消防试验系统，其适合锂离子电池燃烧、爆炸的高温等极端条件下使用，可以使用气体、干粉、水基灭火剂在内的各种灭火剂消防试验。
24.2、本实用新型锂离子电池火灾消防试验系统，其具有电池加热、电子点火功能、通过烟雾、压力和多点温度传感器检测锂离子电池热失控状态，当发现锂离子电池出现热失控达到一定的阈值，由控制器自动发出报警信号，当热失控达到一定程度时，锂离子电池芯或者电池组温度达到燃烧临界点，或者锂离子电池芯严重臌胀变形引发压力变形报警器报警，或者已经起火引发烟雾报警器报警，本火灾消防试验箱的控制器根据设定的程序及时发出切断电池连接电源和启动灭火剂阀门，向试验箱至注入专用灭火剂；使用安全可靠。
附图说明
25.附图1为本实用新型结构示意图。
26.附图2为本实用新型试验箱体内部结构示意图。
27.图中：1、灭火剂钢瓶；2、灭火剂控制阀；3、灭火剂管道；4、试验箱体；5、防爆门；6、
照明灯；7、视窗玻璃；8、摄像头；9、支架；10、充电器；11、控制箱；12、远程控制记录模块；13、声光报警器；14、放水管；15、接水桶； 16、抽风机；17、烟尘处理器；18、排风管；19、喷嘴；20、加热模块；21、锂离子电池夹具；22、锂离子电池；23、温度传感器；24、压力传感器；25、烟雾传感器；26、出风口；27、排水口；28、电子点火装置。
具体实施方式
28.在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利的具体含义。
29.下面结合实施例对本实用新型作进一步描述：
30.一种锂离子电池火灾消防试验系统，具有电池程序加热、电子点火功能、通过和烟雾、压力和多点温度传感器检测锂离子电池热失控状态，当发现锂离子电池出现热失控达到一定的阈值，由控制器自动发出报警信号，当热失控达到一定程度时，锂离子电池芯或者电池组温度达到燃烧临界点，或者锂离子电池芯严重臌胀变形引发压力报警器报警，或者已经起火引发烟雾报警器报警，本火灾消防试验箱的控制器根据设定的程序及时发出切断电池连接电源和启动灭火剂阀门，向试验箱至注入专用灭火剂。
31.具体包括试验箱体4，所述试验箱体4通过支架9固定在地面上，所述试验箱体4前侧设有防爆门5，防爆门安装锁扣，可以放入和取出试验电池样品；所述防爆门5上设置有视窗玻璃7，用于观察和试验过程和拍摄视频，所述视窗玻璃7的外侧设有照明灯6，此照明灯6采用led灯，并且设有遮光罩，用于试验箱内照明，并且不影响人员观察和拍摄视频，朝向视窗玻璃7的方向安装有摄像头8，用于记录试验过程的影像资料。
32.所述试验箱体4为一密闭的中空箱体，其内部设有锂离子电池夹具21，所述锂离子电池夹具21固定在试验箱体4内部，所述锂离子电池22固定在锂离子电池夹具21上，夹具可以调节，以适应固定不同大小电池，并采用弹簧压紧结构，防止试验的出现电池松动；在此锂离子电池夹具21的下方或侧面设有加热模块20，所述加热模块20设置在试验箱体4内部，位于锂离子电池22下方或侧面，所述加热模块20为防水绝缘加热模块，采用铸铝包覆加热原件，热效率高，对电池加热效果好；加热模块20在加热面加装远红外加热元件板、片等，以提高对锂离子电池膨胀变形后的加热效果；
33.所述试验箱体4内壁上还设有电子点火装置28，用于点燃热失控锂离子电池释放出的可燃性气体，以便进行灭火试验。
34.所述试验箱体4内壁上还设有感应检测模块，所述感应检测模块包括声光报警器13、温度传感器23、压力传感器24和烟雾传感器25，所述声光报警器 13安装在试验箱体4的顶部，设置针对锂离子电池达到不同的热失控状态，系统发出声光报警信号；所述温度传感
器23、压力传感器24和烟雾传感器25设置在试验箱体4内部，温度传感器23有多个，用于探测电池试验箱不同点位的温度。压力传感器24用于探测电池的变形。烟雾传感器25用于探测有机物的泄漏和燃烧烟雾。
35.上述声光报警器13、温度传感器23、压力传感器24、烟雾传感器25、加热模块20和电子点火装置28均电性连接在控制箱11内部，控制箱11通过硬件和软件控制整个试验箱的运行，试验箱所有的控制调节开关按钮均设置本地和远程控制界面，以保证试验人员安全。
36.所述试验箱体4外侧连接有灭火模块，所述灭火模块包括灭火剂钢瓶1、灭火剂控制阀2和灭火剂管道3，所述灭火剂钢瓶1通过灭火剂管道3连接在试验箱体4上，所述灭火剂管道3上设有灭火剂控制阀2，所述灭火剂管道3延伸在试验箱体4内的一端设有喷嘴19，针对不同的灭火剂介质，可以使用不同的喷嘴，喷嘴设置在试验箱的上部或侧壁；本专利中试验箱体4适合各种类的灭火剂，通常的试验箱只适合一类或两类，且一般不适合水基灭火剂。
37.在锂离子电池火灾试验结束后，灭火模块产生的液体以及锂离子电池燃烧产生的烟气需要进行处理，所述净化模块包括排水和除烟两个部分，所述排水部分包括放水管14和接水桶15，所述试验箱体4下端设有排水口27，所述接水桶15通过放水管14连接在排水口27上，此排水部分主要用于水基灭火试验排出消防液；所述除烟部分包括抽风机16、烟尘处理器17、排风管18和出风口26，所述试验箱体4顶部设有出风口26，所述烟尘处理器17的入口端通过管道连接在出风口26上，所述烟尘处理器17的出口端上连接有排风管18，所述烟尘处理器17的入口端的管道上连接有抽风机16，用于及时将试验箱中的烟雾排除到烟尘处理器17中处理净化后排出，烟尘处理器17对试验产生的烟雾进行基本的处理，有利于保护试验环境和试验人员身体健康，设备可以安置在有排气孔的室内或室外。
38.本试验箱设置有自控电磁阀和手动控制阀，适用于程序自动控制和条件或强制手动控制，例如灭火剂控制阀2，可适用于控制消防灭火剂的启动控制，控制阀可以控制方面的启动时间、灭火剂的喷出时间和喷出量。
39.本试验箱还包括远程控制记录模块12和电源模块，所述远程控制记录模块 12连接在控制箱11上，用于记录锂离子电池22升温形变及燃烧的整个过程；所述电源模块包括充电器，所述充电器10安装在试验箱体4外侧，所述充电器10的安装架固定在支架9上，此电源控制部分工作过程如下：当启动消防灭火剂阀门，自动切断试验箱的加热动力电源，但传感器监控和记录的弱电电源继续供电。
40.本试验箱采用金属结构，具有结构增强的防火、防爆结构，设有专门的防爆泄压口和箱体夹层有防止过热的冷却盘管，用于试验箱体的超温保护。
41.本实用新型上述内容进一步解释如下：
42.试验时，通过加热模块20对锂离子电池22进行加热，温度传感器23、压力传感器24、烟雾传感器25实时监测锂离子电池的温度计形变，直至锂离子电池22产生烟气，通过电子点火装置对锂离子电池释放出的可燃性性气体进行点燃，然后打开灭火剂控制阀2，对试验箱体4内的火灾进行扑灭，产生的液体通过排水口进入接水桶，而试验产生的烟气通过出风口进入烟尘处理器17，经过净化的烟气排入空气中。
43.此试验箱体4固定在支架上面，支架的高度应该使试验箱体4方便安装电池和通过玻璃视窗观察试验情况，试验箱体下方放置充电器10，充电线通入试验箱体4内，充电线加
耐温保护套管，与电池的正负极相连。控制箱11安装在试验箱体4的后部，控制器和控制电路元件安装在控制箱中，控制箱11门上设置控制开关和调节显示界面，同时设置远程控制、记录、显示单元，通过信号线与控制箱连接，可以实现安全的试验控制和记录，同时也可以连接互联网，实现试验的远程实时共享。声光报警器13设置在试验箱体4的顶部，通过信号线路与控制器相连。试验产生的烟雾通过耐温的金属管道与烟气抽风机16相连，抽出来的烟尘气体进入烟气处理器17，处理器中通过耐温的滤料或静电除烟尘，处理后的气体通过管道排到室外。摄像头8设置在试验箱的视窗玻璃7外，同步记录试验全程是视频资料。灭火剂控制阀2与控制器通过信号线相连，按照控制器的指令开关阀门。储存消防灭火剂的灭火剂钢瓶1通过金属管道与控制阀连接，然后与灭火剂喷嘴相连，以满足消防灭火试验需要。
44.本试验箱适合锂离子电池燃烧、爆炸的高温等极端条件下使用，可以使用气体、干粉、水基灭火剂在内的各种灭火剂消防试验。采用电加热的方式引发锂离子电池热失控，采用温度、压力和烟感传感器对试验过程进行监测，采用多路无纸记录系统和摄像系统对试验过程进行同步完整的记录。
45.根据预防为主的消防方针，压力传感器对锂离子电池变形，结合温度传感器可以对锂离子电池热失控程度做出精确的判断，从而在电池还没有失火爆炸的失火，及时发出报警信息和灭火指令，喷出的水基消防液可及时降低电池温度。防止火灾的发生，因此本试验箱可以做预防锂离子电池起火、爆炸的试验。
46.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。