锂电池组火灾试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于火灾试验技术领域，尤其为锂电池组火灾试验装置及方法，包括：试验容器，具有用于容纳电池组的容纳空间，且上部开设有溢流口；电池组，放置在所述容纳空间内，且高度低于溢流口；热电偶，固定安装在所述电池组的外壁侧以及所述电池组的上方；泡沫喷头，固定设置在所述试验容器内，并位于所述电池组的上方，其中，所述泡沫喷头的输入端连接有压缩空气泡沫灭火系统；通过设置不同容器环境下针对锂电池的火灾试验，能够全面准确的评价灭火装置的灭火性能，并且能更加准确、科学地研究锂电池在不同容器内的火灾行为特性，从而实现对锂电池火灾灭火装置性能的全面评价。池火灾灭火装置性能的全面评价。池火灾灭火装置性能的全面评价。

【技术实现步骤摘要】
锂电池组火灾试验装置及方法


[0001]本专利技术属于火灾试验
，具体涉及锂电池组火灾试验装置及方法。

技术介绍

[0002]随着新一代锂电池材料的迅速发展以及电池技术的进一步提高，使得锂电池在电池储能系统中成为应用最广泛的电池，锂电池虽然拥有优良的性能，但其在过热、过充放、短路等滥用条件下会发生热失控，释放大量的热量和有毒烟气，进而可能引发火灾爆炸事故。
[0003]目前，针对锂电池热失控行为特性的研究很多，但基本上都是在实验室的敞开空间或者小范围封闭空间内进行的，因此现有的研究很难真实地揭示锂电池在储能预制舱内的火灾行为特性，不能为提高预制舱式电池储能系统的安全性能提供理论基础，本专利技术是为了研究压缩空气泡沫灭火系统扑救锂电池组火灾的有效性和适用性进行证明的试验方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了锂电池组火灾试验装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：锂电池组火灾试验装置，包括：试验容器，具有用于容纳电池组的容纳空间，且上部开设有溢流口；电池组，放置在所述容纳空间内，且高度低于溢流口；热电偶，固定安装在所述电池组的外壁侧以及所述电池组的上方；泡沫喷头，固定设置在所述试验容器内，并位于所述电池组的上方；其中，所述泡沫喷头的输入端连接有压缩空气泡沫灭火系统，所述压缩空气泡沫灭火系统包括设置在压缩空气泡沫灭火箱内的系统控制器、空气压缩机、水泵、泡沫比例混合器和泡沫发生器，所述空气压缩机、水泵、泡沫比例混合器和泡沫发生器均与所述系统控制器电性连接，所述泡沫喷头的输入端通过管道组连接至所述压缩空气泡沫灭火箱的输出端，所述泡沫喷头上安装有泡沫释放器，所述泡沫释放器与所述系统控制器电性连接。
[0006]优选的，所述电池组包含一组以上的磷酸铁锂电池，每组所述磷酸铁锂电池包括两个并联的电芯组，每个所述电芯组包括串联的十二只电芯。
[0007]优选的，所述磷酸铁锂电池的尺寸为长665
×
宽525
×
高260mm。
[0008]优选的，所述试验容器包括试验箱、试验柜和预制舱。
[0009]优选的，所述试验箱的尺寸为长800
×
宽800
×
高500mm，所述试验柜的尺寸为长900
×
宽900
×
高2300mm，所述预制舱的尺寸为长12192
×
宽2438
×
高2896mm。
[0010]优选的，所述试验箱的顶部具有溢流口，且所述试验箱内设置有一个所述电池组，所述电池组的上表面和侧表面各安装一个所述热电偶，且所述电池组的上方布置有两个所述热电偶，所述泡沫喷头位于所述电池组的上方。
[0011]优选的，所述试验容器的内部设有用于放置电池组的电池架。
[0012]优选的，所述试验柜的顶部具有溢流口，所述试验柜的内部设有所述电池架，所述电池架内安装有七组并联的所述电池组，所述电池组的上方布置有两个所述热电偶，位于所述电池架上、下侧的所述电池组的上表面和侧表面各安装一个所述热电偶，所述泡沫喷头位于所述电池组的上方。
[0013]优选的，所述预制舱的侧边上部具有溢流口，所述预制舱内靠近所述溢流口的一侧设置有所述电池架，所述电池架上安装有三列并联所述电池组，每列所述电池组包括七组串联的所述电池组，所述电池架的上方和侧方均设有两个所述热电偶，且位于所述电池架上侧的所述电池组表面安装有所述热电偶，所述泡沫喷头位于所述预制舱内远离所述电池架的一侧。
[0014]一种锂电池组火灾试验方法，包括以下步骤：
[0015]包括以下步骤：
[0016]步骤S1、构建所述试验容器：
[0017]步骤S11、采用碳钢板材构建无上盖的试验箱，并定义其顶部开放端为所述溢流口；
[0018]步骤S12、采用碳钢板材构建无上盖的试验柜，并定义其顶部开放端为所述溢流口；
[0019]步骤S13、采用标准尺集装箱构建预制舱，并在其侧壁2.5m高度处开设一个300mm*100mm的所述溢流口；
[0020]步骤S2、布放所述电池组：
[0021]步骤S21、在试验箱内中心位置放置一组磷酸铁锂电池；
[0022]步骤S22、在试验柜内放置电池架，所述电池架位于试验柜中心，并由下至上堆放七组以并联形式连接的磷酸铁锂电池；
[0023]步骤S23、在预制舱内放置电池架，所述电池架位于预制舱内靠近所述溢流口的一侧，所述电池架上放置在水平方向放置的三列相互串联、每列由下至上堆放七组以并联形式连接的磷酸铁锂电池；
[0024]步骤S3、布放所述热电偶：
[0025]步骤S31、试验箱内共布置四只所述热电偶，其中，在试验箱体上方布置两只所述热电偶，分别距离箱底600、1000mm；另外在电池模组顶面、侧面各布置一只所述热电偶；
[0026]步骤S32、试验柜内共布置十二只所述热电偶，其中，在试验柜上方布置两只所述热电偶，分别距离柜底2300、2700mm；另外在所述电池架第1、2、3、6、7层模组顶面、侧面各布置一只所述热电偶；
[0027]步骤S33、预制舱共布置三十四只所述热电偶，在所述电池架上方布置两只热电偶，分别距离所述电池架顶部200、700mm；其中，在所述电池架侧面布置两只所述热电偶，分别距离所述电池架底部1200、1700mm，且距侧面300mm；另外在电池架第1、2、3、4、5层共十五组模组顶面、侧面各布置一只所述热电偶，共三十只；
[0028]步骤S4、引燃所述电池组：
[0029]步骤S41、在试验箱中，设定稳定燃烧温度为600℃，采用将所述电池组过充和自动电打火的方式将电池模组引燃，过充电压为正常充电电压的2倍，达到稳定燃烧阶段，即电池正上方温度趋于稳定；
[0030]步骤S42、在试验柜中，设定稳定燃烧温度为600℃，采用将所述电池组过充和自动电打火的方式将位于第二层和最底层的电池组引燃，过充电压为正常充电电压的2倍，达到稳定燃烧状态，即电池正上方温度趋于稳定；
[0031]步骤S43、在预制舱中，设定稳定燃烧温度为600℃，采用将所述电池组过充和自动电打火的方式将顶层和第四层电池引燃，过充电压为正常充电电压的2倍，达到稳定燃烧阶段，即电池正上方温度趋于稳定；
[0032]步骤S5、达到充分燃烧状态后，启动泡沫灭火系统：
[0033]步骤S51、试验前，由第三方检测机构工作人员按照数据现场设定压缩空气泡沫灭火系统的泡沫混合液流量、泡沫混合比、气液比等试验参数；
[0034]步骤S52、手动启动所述压缩空气泡沫灭火系统，开始施加泡沫；
[0035]步骤S53、连续施加泡沫至所述试验容器内，直至所述溢流口溢出泡沫，停止施加；
[0036]步骤S54、记录灭火时间、泡沫喷放时间和所述热电偶的数据，并持续观察电池复燃情况；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂电池组火灾试验装置，其特征在于，包括：试验容器(1)，具有用于容纳电池组(2)的容纳空间(101)，且上部开设有溢流口(102)；电池组(2)，放置在所述容纳空间(101)内，且高度低于溢流口(102)；热电偶(3)，固定安装在所述电池组(2)的外壁侧以及所述电池组(2)的上方；泡沫喷头(4)，固定设置在所述试验容器(1)内，并位于所述电池组(2)的上方；其中，所述泡沫喷头(4)的输入端连接有压缩空气泡沫灭火系统，所述压缩空气泡沫灭火系统包括设置在压缩空气泡沫灭火箱(5)内的系统控制器(51)、空气压缩机(52)、水泵(53)、泡沫比例混合器(54)和泡沫发生器(55)，所述空气压缩机(52)、水泵(53)、泡沫比例混合器(54)和泡沫发生器(55)均与所述系统控制器(51)电性连接，所述泡沫喷头(4)的输入端通过管道组(41)连接至所述压缩空气泡沫灭火箱(5)的输出端，所述泡沫喷头(4)上安装有泡沫释放器(56)，所述泡沫释放器(56)与所述系统控制器(51)电性连接。2.根据权利要求1所述的锂电池组火灾试验装置，其特征在于：所述电池组(2)包含一组以上的磷酸铁锂电池，每组所述磷酸铁锂电池包括两个并联的电芯组，每个所述电芯组包括串联的十二只电芯。3.根据权利要求2所述的锂电池组火灾试验装置，其特征在于：所述磷酸铁锂电池的尺寸为长665
×
宽525
×
高260mm。4.根据权利要求2所述的锂电池组火灾试验装置，其特征在于：所述试验容器(1)包括试验箱、试验柜和预制舱。5.根据权利要求4所述的锂电池组火灾试验装置，其特征在于：所述试验箱的尺寸为长800
×
宽800
×
高500mm，所述试验柜的尺寸为长900
×
宽900
×
高2300mm，所述预制舱的尺寸为长12192
×
宽2438
×
高2896mm。6.根据权利要求4所述的锂电池组火灾试验装置，其特征在于：所述试验箱的顶部具有溢流口(102)，且所述试验箱内设置有一个所述电池组(2)，所述电池组(2)的上表面和侧表面各安装一个所述热电偶(3)，且所述电池组(2)的上方布置有两个所述热电偶(3)，所述泡沫喷头(4)位于所述电池组(2)的上方。7.根据权利要求4所述的锂电池组火灾试验装置，其特征在于：所述试验容器(1)的内部设有用于放置电池组(2)的电池架(11)。8.根据权利要求7所述的锂电池组火灾试验装置，其特征在于：所述试验柜的顶部具有溢流口(102)，所述试验柜的内部设有所述电池架(11)，所述电池架(11)内安装有七组并联的所述电池组(2)，所述电池组(2)的上方布置有两个所述热电偶(3)，位于所述电池架(11)上、下侧的所述电池组(2)的上表面和侧表面各安装一个所述热电偶(3)，所述泡沫喷头(4)位于所述电池组(2)的上方。9.根据权利要求7所述的锂电池组火灾试验装置，其特征在于：所述预制舱的侧边上部具有溢流口(102)，所述预制舱内靠近所述溢流口(102)的一侧设置有所述电池架(11)，所述电池架(11)上安装有三列并联所述电池组(2)，每列所述电池组(2)包括七组串联的所述电池组(2)，所述电池架(11)的上方和侧方均设有两个所述热电偶(3)，且位于所述电池架(11)上侧的所述电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彦卿，王静萱，金磊，张国正，王欢，张建新，范海玲，
申请(专利权)人：天津天雾智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：