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2024年, 第43卷, 第5期
刊出日期：2024-05-15 上一期    下一期

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新能源火灾防控技术研究进展 卓萍, 张网, 张良, 储玉喜, 陈晔, 张晋, 王玥, 李紫婷, 陈红光, 2024 (5):  578-589.  摘要 ( 1554 )   PDF(659KB) ( 380 )   对近年新能源火灾防控技术的研究进展进行了综述。通过对基础理论研究、国内外技术现状进行回顾和分析，总结得出了风力发电、光伏发电、电化学储能、电动汽车和氢能等领域火灾防控的主要技术进展，梳理了目前仍需解决的火灾防控难点和堵点问题，明确了未来发展方向，为我国新能源行业火灾防控提供技术指导，助力行业安全发展。 相关文章 | 计量指标

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锂离子电池热失控监测参数研究综述 王芳, 陈文涛, 马彪, 刘仕强, 2024 (5):  590-596.  摘要 ( 499 )   PDF(1610KB) ( 400 )   锂离子电池因其能量密度高、自放电率低、循环寿命长、输出功率大等优点被广泛应用于储能领域，然而由于其不稳定性导致储能事故频发。从热失控-火灾蔓延角度出发，对热失控机理进行探究，基于产气成分及含量、膨胀力、表面温度、电压变化等热失控特征参数，对现有的磷酸铁锂体系电池早期预警（外部）方式进行综述，在此基础上，提出未来电池热失控早期预警（外置）的发展思路，为锂电池热失控早期监控及预警提供思路。 相关文章 | 计量指标

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针刺诱发电池热失控的研究进展综述 张磊, 刘彦辉, 叶从亮, 周钰鑫, 黄鑫炎, 2024 (5):  597-604.  摘要 ( 686 )   PDF(2826KB) ( 393 )   针刺测试是研究锂离子电池热失效机理和热失控特性的重要方法之一。本文汇总了目前广泛采用的针刺测试设置，并研究了不同变量对热失控演化的影响，包括针刺的深度、速度、位置以及针的材料和直径等，对针刺破坏下锂离子电池内短路及热失控行为进行机理性探索与分析。结果发现，针刺的深度与电池热失控行为的严重程度成正比，针刺的速度对电池热失控没有明显影响，针刺发生在活性材料较密集或电极附近时电池热失控更严重。针的材料和直径对电池热失控行为具有双重影响，需要结合实际情况对产热和散热情况分别进行分析。最后通过总结不同因素对电池热失控的影响，对减缓锂离子电池热失控以及更新其安全测试程序提出了新的见解，为后续的创新型研究工作提供思路。 相关文章 | 计量指标

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锂离子电池热失控行为及火灾危险性研究综述 周志钻, 王博轩, 宋露露, 杨立中 2024 (5):  605-612.  摘要 ( 550 )   PDF(5612KB) ( 392 )   锂离子电池作为一种高效清洁的储能载体，因其能量密度高、自放电低、充电快、循环寿命长等优点在实现碳中和目标中发挥着重要的作用。然而，由于锂离子电池材料的活泼性和电解液的可燃性，其在滥用条件下极易发生热失控，大量热量和可燃气体的产生会进一步造成火灾甚至爆炸事故。锂离子电池潜在的安全问题和高火灾风险在一定程度上限制了其在新能源汽车和电化学储能系统中的大规模应用。本文针对锂离子电池的热失控及火灾问题，梳理了热诱发下锂离子电池热失控行为特性的相关研究现状，总结了从锂离子电池内部材料的反应特性到锂离子电池单体的热失控行为，再到电池模组的热失控演变特征的研究进展，进而分析了锂离子电池热失控及其传播的抑制技术，并给出研究建议及展望。 相关文章 | 计量指标

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锂离子电池热失控阻隔材料研究进展与展望 周钰鑫, 刘彦辉, 唐亮, 叶从亮, 张磊, 郝梦龙, 黄鑫炎 2024 (5):  613-619.  摘要 ( 1081 )   PDF(4712KB) ( 396 )   全球环境污染与能源短缺问题的持续升级，使得锂离子电池等新型储能技术成为新能源革命中的重要方案。然而，电池的安全隐患，尤其是大规模电池组热失控及其传播触发的火灾风险，是电池储能行业进一步规模化的关键问题。文章把握行业痛点，总结了抑制电池热失控及其传播的阻隔材料的研究进展，并从吸热、隔热、吸热-隔热协同三方面对阻隔材料的功能进行分类评价。最后，整理了系统级电池热失控及其火灾的仿真模型与抑制策略，有助于厘清阻隔材料抑制电池热失控火蔓延的研究脉络，为后续的创新性研究工作提供思路。 相关文章 | 计量指标

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锂离子电池液冷热管理系统研究进展 王圣, 李新, 蒋维, 李锦焙 2024 (5):  620-625.  摘要 ( 346 )   PDF(2366KB) ( 388 )   锂离子电池由于具有优良的电化学特性，在电动汽车及储能等领域得到了广泛的应用，但是其工作性能及安全性受温度的影响较大，因此，需要采用合理有效的热管理系统，以确保电池的温度维持在适宜范围内。本文归纳了常见的热管理系统，总结了风冷、相变材料冷却、热管冷却和液冷的研究现状及优缺点，重点从直接接触液冷和间接接触液冷两方面介绍了当前液冷技术的优化方式。对于单一热管理系统存在的局限性，从耦合热管理系统角度分析了液冷与其他方式相结合的热管理系统的研究现状。提出液冷热管理系统应向综合优化、智能管控的方向发展，特别是与被动散热方式的耦合以及电池管理系统的匹配连接。 相关文章 | 计量指标

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基于气凝胶与相变材料夹层结构的电池热失控-热管理综合布置决策 丁永鑫, 马非, 赵军, 戴传山, 2024 (5):  626-633.  摘要 ( 1100 )   PDF(2071KB) ( 414 )   为提高电池模组热失控抑制与热管理散热综合效果，本文设计了一种电池间添加相变材料（PCM）-气凝胶夹层结构的热管理系统并优化夹层的布置结构。结果表明，针对抑制热失控传播，纯气凝胶的布置效果最佳，相较于自然空冷，可使模组中最后一个电池触发热失控的时间延长，但电池热管理散热效果显著恶化；针对强化热管理散热，纯相变材料的布置效果最佳，相较于自然空冷，可使电池一个放电循环下的最高温度降低20 ℃以上，但其抑制热失控传播的效果明显弱于纯气凝胶；针对热失控-热管理综合效益，PCM-气凝胶-PCM布置形式具有更广泛的适用性，在保证电池热失控抑制效果的同时强化了电池正常工作时的散热，可实现整体效益的最大化。 相关文章 | 计量指标

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储能用锂电池热失控可燃气体爆燃过程研究 徐艺博, 朱艳丽, 杨凯, 张明杰 2024 (5):  634-640.  摘要 ( 361 )   PDF(4360KB) ( 380 )   为了有效防控磷酸铁锂电池储能电站安全事故，评估磷酸铁锂电池热失控后逸出气体的爆炸危险性是重中之重。本文根据前期试验结果，配制不同荷电状态（SOC）磷酸铁锂电池热失控逸出可燃气体和空气不同体积比例的预混气体，开展预混气体爆燃过程研究。试验结果表明：预混气体爆炸压力随着可燃气体体积分数的增加呈现先增加后减小的变化规律，与SOC相关性不大；预混气体爆燃的最大压力pmax随着预混气体中H2、CO、CH4等可燃组分占比的增加而增大；通过20 L球爆炸极限测试试验，获得不同荷电状态电池所配制的预混气体爆炸极限；对比2种爆炸极限数值计算方法，认为勒夏特列公式适用于爆炸下限计算，绝热火焰温度法适用于爆炸上限计算；根据爆炸指数Kg可知，磷酸铁锂电池热失控气体发生爆炸事故后造成的破坏效应随着SOC的增大而增大，说明高SOC的磷酸铁锂电池极易引发火灾爆炸危险，建议采取布设监控可燃气体浓度的装置等手段防范和减轻电池潜在风险。 相关文章 | 计量指标

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磷酸铁锂电池热失控传播特性的影响因素研究 宋来丰, 田佳敏, 刘勇, 王青松 2024 (5):  641-650.  摘要 ( 1099 )   PDF(7080KB) ( 400 )   以试验方式探究影响磷酸铁锂电池热失控传播的主要因素，设计了不同荷电状态、电池间距以及电气连接方式的电池模组开展热失控传播试验，根据温度、电压以及质量等参数，分析了不同因素对热失控传播的影响程度。结果表明，3种因素对热失控传播的影响程度依次为：荷电状态、电池间距、电气连接方式。同时得到导致热失控传播的主要传热路径是向下游电池传热。 相关文章 | 计量指标

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触觉传感技术在锂离子电池热失控预警中的应用 唐亮, 尚文艳, 张少禹, 陈召凡 2024 (5):  651-655.  摘要 ( 1182 )   PDF(5182KB) ( 410 )   针对应用触觉传感技术进行储能用锂离子电池的热失控安全监控开展了研究，选取52 Ah方壳磷酸铁锂电池作为研究对象，采用加热板触发单体及模组电池热失控，并结合力、电、热等多种实时监测手段，详细剖析了单体和模组层级的热失控过程。在单体级热失控试验中，电池温度因加热板作用而逐渐升高，112 s后内部短路导致膨胀力急剧增强，比电压和温度的响应能力提前8.9 min。进一步扩展到模组级热失控试验，在触发端部电池热失控后，尤其在热蔓延导致相邻电芯热失控阶段，膨胀力在电池温度和电压尚无明显变化时出现快速增长，可较电压和温度提前约6.0 min响应热失控。试验证明，相对电池温度、电压等特征，电池膨胀力能提前预警电池热失控，引入力维度数据监控能有效提高储能用锂离子电池热失控的预警能力。 相关文章 | 计量指标

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LFP电池热失控液氮冷却惰化理论分析方法研究 王玥, 张少禹, 储玉喜, 陈晔, 2024 (5):  656-662.  摘要 ( 308 )   PDF(2364KB) ( 378 )   传统的商用灭火剂扑救锂离子电池热失控火灾和抑制复燃的效果不佳，液氮作为一种高效的灭火剂，其冷却抑制锂离子电池热失控的效果得到了很多研究机构试验验证，但目前针对液氮灭火用量和灭火效能尚缺乏理论分析方法。笔者通过对液氮灭火机理的理论分析，研究确定了液氮冷却和惰化理论分析计算方法。方法中通过试验和理论分析确定热失控放热热量、液氮吸热热量、液氮惰化用量等，并通过实尺试验验证方法的有效性。以280 Ah磷酸铁锂电池热失控为例，依据理论分析方法，计算得到了惰化抑爆和冷却的最低液氮用量，在有效容积为38.88 m3的爆炸试验箱体内，施加了83.39 kg液氮后，24 h间隔点火48次，均未出现燃爆现象。通过实际案例验证理论分析方法的有效性和合理性，提出的理论分析方法为液氮灭火抑爆的设计和有效性分析提供评价手段和方法，进一步增强磷酸铁锂电池舱式储能系统的安全性。 相关文章 | 计量指标

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储能用锂离子电池纳入强制监管的可行性研究 王晓冬, 赵丽香 2024 (5):  663-666.  摘要 ( 235 )   PDF(461KB) ( 397 )   随着储能用锂离子电池在新型储能中的占比大幅增加，锂离子电池安全问题引发的储能电站事故频发。为提高我国储能用锂离子电池的安全准入水平，应加强行业管理，实施合理的监管措施。阐述当前储能用锂离子电池产业发展、国外相关标准和监管模式现状，简要分析其他领域锂离子电池现行监管模式和储能用锂离子电池强制性标准的技术条款，给出后续开展强制性监管的合理建议。 相关文章 | 计量指标

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纤维素基水凝胶抑制磷酸铁锂电池火灾性能研究 张海文, 邢志祥, 吴洁, 路万征 2024 (5):  667-673.  摘要 ( 1003 )   PDF(6972KB) ( 388 )   近年来，锂离子电池火灾事故频发，且火灾事故的后果也极为严重，开发锂离子电池高效灭火剂成为研究的热点之一。本文采用高分子材料、交联剂与阻燃剂合成了一种纤维素基阻燃水凝胶，并与水按比例复配成水凝胶灭火剂，搭建锂离子电池灭火试验平台进行了灭火试验。灭火试验表明，与纯细水雾相比，该种水凝胶灭火剂能够更快速地降低电池表面的温度并有效扑灭明火，高温时，能够覆盖于电池表面，起到持续降温的作用，有效降低了第二温度峰的高度。且加入阻燃剂后能够进一步提高降温速率，对磷酸铁锂电池具有良好的灭火效果，可用于锂离子电池应急消防灭火工作中。 相关文章 | 计量指标

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基于电池模块重构的储能电池异常两级诊断方法 王庭华, 吴静云, 何大瑞, 鄢博 2024 (5):  674-679.  摘要 ( 210 )   PDF(1245KB) ( 396 )   准确监测储能电池衰减异常是保障电池储能系统安全运行的关键。采用可重构电池拓扑结构是未来电池储能系统的一大趋势，而现有的基于数据驱动的电池健康状态评估方法多关注算法层面的改进，难以利用这一结构的优势。针对这一问题，提出一种异常电池两级诊断方法：初级诊断采用通过全工况全寿命周期模拟数据集训练的最小二乘支持向量机分类模型，筛选出疑似异常电池模块；二级诊断采用一种基于残差连接和门控循环单元的健康状态估算模型，实现对储能电池健康状态的准确估计，并验证初级诊断结果。试验结果表明，提出的诊断方法在两个诊断环节上均具有较高的准确率，在可重构电池拓扑结构基础上实现了储能电池衰减异常的准确监测。 相关文章 | 计量指标

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基于可逆循环的电池变截面通道液冷仿真研究 欧繁, 李新, 蒋维, 李锦焙, 董镝 2024 (5):  680-686.  摘要 ( 241 )   PDF(2443KB) ( 392 )   以280 Ah方形磷酸铁锂电池为研究对象，设计了符合大容量电池组产热特点的变截面对称型流道液冷板，建立了锂离子电池组液冷仿真模型，采用可逆循环的液冷冷却方式，研究了电池组在不同冷却方式下的冷却效果及冷却液入口温度、可逆循环的转向发生时间对电池组散热性能的影响。结果表明：变截面对称型流道有助于提高位于电池组中心位置电池的散热性能，平衡由于位置不同引起的温度不均匀性；液冷板内的冷却液采用双向可逆循环方式比仅有自然对流条件下的电池组表面最高温度降低了17.8 ℃；研究提出的液冷板结构中，冷却液入口温度主要影响电池组表面的最高温度，而可逆循环的转向时间主要影响电池组的温度均匀性。 相关文章 | 计量指标

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磷酸铁锂电池爆阀后热失控抑制策略及效果研究 陈书文, 刘凯, 宋振轩, 吕娜伟, 姜欣, 金阳 2024 (5):  687-692.  摘要 ( 399 )   PDF(7810KB) ( 390 )   为了研究磷酸铁锂电池爆阀后热失控的抑制效果，搭建了热失控特性检测试验平台。首先对电池热失控喷气进行阶段划分，然后对比分析了不同时机切断供电对磷酸铁锂电池热失控现象特性、温度和可燃气浓度特性的影响。结果表明：磷酸铁锂电池安全阀爆开后，存在2次喷气，时间间隔为10 s左右。当安全阀打开时，伴随少量气体的喷发，立即切断供电，内部反应随之停止，阀口并未出现第2次喷气。在第2次喷气后，电池进入完全热失控状态，若立即切断供电，电池表面温度长时间持续升高，最高温度为93 ℃。在第2次喷气2 min后再断电，电池表面温度持续升高至200 ℃，相较于第2次喷气时断电，最高温度差为107 ℃，H2、CO的最大体积分数差为7.09×10-4、3.28×10-4。如果在安全阀开启瞬间不能立刻预警及干预，有效的预警应该在第1次喷气和第2次喷气之间动作，可以控制温度的上升和可燃气体的喷射，降低火灾爆炸风险。 相关文章 | 计量指标

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氢燃料电池汽车氢系统氢气泄漏的燃爆危险性研究 张磊, 马秋菊, 黄昊, 张永丰 2024 (5):  693-697.  摘要 ( 348 )   PDF(10220KB) ( 384 )   搭建了FCV（氢燃料电池汽车）氢系统氢气泄漏着火试验台架，开展了高压氢气泄漏着火试验与FCV乘员舱内氢气泄漏燃爆数值模拟研究，采集了氢气喷射火形态、火焰长度、典型位置温度及热辐射通量等参数。试验结果表明，0.4 L/0.84 MPa高压氢气经直径6 mm圆孔水平泄漏的时间仅为80 ms，氢气着火后的火焰呈水平喷射状，火焰长度达1.4 m，燃烧时间为0.3 s，且距离泄漏口约1.0 m处的氢气燃烧强度最大，采集的最大热辐射通量为0.27 kW/m2；数值模拟结果显示，氢气在乘员舱内泄漏着火后，仅28 ms整个乘员舱就被引燃，乘员舱内的最高绝热温度达2 000 ℃，最大相对压力达0.5 MPa。车载氢系统氢气泄漏燃爆的危险性极大，严重威胁乘员生命安全，FCV应加强安全性能设计，避免此类事故发生。 相关文章 | 计量指标

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基于物理信息深度学习的氢气泄漏扩散预测 张新琪, 师吉浩, 陈国明 2024 (5):  698-703.  摘要 ( 358 )   PDF(1048KB) ( 386 )   氢气易燃易爆易扩散，一旦发生泄漏，极易引发火灾事故，氢气泄漏扩散预测对氢能火灾防控至关重要。为了实时准确预测氢气泄漏扩散后果，提出基于物理信息深度学习的氢气泄漏扩散预测模型，通过图神经网络学习监测数据之间的依赖特性，进一步在图节点直接求解氢气射流扩散的物理微分方程，计算残差约束图神经网络深度学习的参数优化过程，根据稀疏浓度监测数据实现扩散浓度和速度的秒级预测。通过公开试验数据对比研究了所提模型性能，结果表明，与现有方法相比，该模型不仅具有秒级预测能力，而且能够更准确地模拟氢气泄漏扩散浓度和速度，可为氢气泄漏火灾防控提供实时参考信息。 相关文章 | 计量指标

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基于深度学习的氢喷射火事故后果预测方法 何旭, 孔得朋, 杨国栋, 于溪芮 2024 (5):  704-708.  摘要 ( 432 )   PDF(2498KB) ( 394 )   加氢站作为氢能应用产业最重要的配套基础设施之一，其中存在的大量高压氢气伴随着泄漏风险。高压氢气一旦泄漏，极易形成喷射火，对加氢站内构筑物及人员生命财产安全造成严重威胁。为了实现氢喷射火事故后果的快速准确预测，提出了基于神经网络的代理模型事故后果预测方法，相较于传统数值仿真方法具有显著的时效性优势。该方法构建了一种基于生成对抗网络和长短期记忆神经网络的混合代理模型，使用数值仿真生成的训练样本对代理模型进行训练，完成训练的代理模型能够预测加氢站高压氢气泄漏产生喷射火事故后的温度分布情况。使用模糊C均值聚类方法和结构相似度指标定量分析了代理模型预测结果的准确度，结果表明氢喷射火后果预测代理模型能够在保证可接受预测精度的前提下，极大地提高后果预测效率，实现了加氢站氢喷射火后果的时空快速预测。 相关文章 | 计量指标

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基于典型交通事故的燃料电池汽车储氢气瓶挤压试验研究 陈向阳, 张鹏, 黄书隆, 郝冬, 2024 (5):  709-715.  摘要 ( 870 )   PDF(11380KB) ( 407 )   车载氢系统作为燃料电池汽车的核心子系统之一，在交通事故中，一旦承受较大的挤压力，可能导致关键零部件发生功能失效，进而引发氢气的大量泄漏，造成更严重的后果，对车载储氢气瓶进行耐挤压性测评是进一步完善燃料电池汽车安全评价体系的重要工作。建立了车载储氢气瓶的挤压测评方法，详细阐述了挤压测评方法4方面的内容，并进行了车载储氢气瓶的挤压试验验证，通过试验数据分析挤压对储氢气瓶的影响，定量评价分析储氢气瓶挤压之后的安全性，为车载氢系统安全评价提供参考。 相关文章 | 计量指标

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燃料电池汽车车载氢系统潜在失效模式及原因分析 董文妍, 陈向阳, 杨子荣, 郝冬, 2024 (5):  716-721.  摘要 ( 739 )   PDF(4784KB) ( 405 )   车载氢系统的安全性是燃料电池汽车（FCV）的核心技术指标之一，其安全性保障是实现FCV大规模商业化的重要前提。本文围绕车载氢系统的安全性，介绍了车载氢系统的组成，分析了车载氢系统及其零部件的失效模式及原因，总结了车载氢系统的失效后果，并探讨了现阶段在FCV消防安全方面亟需完善的内容。分析表明，车载氢系统的潜在失效模式及原因主要包括密封、振动疲劳、机械冲击、碰撞、快速充放氢疲劳、热损伤、控制系统功能失效等，失效的主要后果表现为氢气泄漏。对于氢气泄漏的危害分析应充分结合车辆所处的场景进行综合考量，在极端场景下，“氢气泄漏+密闭/半密闭空间+点火源”将引起火灾甚至爆炸，会严重威胁公众的生命财产安全。因此，建议从强化安全性设计和验证、提升氢泄漏监测和气源控制技术、开展失效致灾危害量化评价、加强火灾防控技术等多个方面，促进车载氢系统的安全性水平提升。 相关文章 | 计量指标

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三元锂电池电动自行车火灾燃烧特性研究 何学超, 刘振飞, 何瑾 2024 (5):  722-725.  摘要 ( 361 )   PDF(3910KB) ( 397 )   通过对三元锂电池电动自行车开展实体燃烧试验，研究了电动自行车火灾的发展和蔓延过程，分析了燃烧现象、温度及烟气变化等典型特征。试验结果表明，电动自行车火灾发展迅速，燃烧过程中伴随射流火和爆炸现象。在距地面1 m处，测得的火羽流温度最高可达730 ℃，此时对应的最大热释放速率为1 290 kW。通过对烟气毒性进行评估，计算得到有效剂量百分数FED值为1.8，表明在此火灾环境中大约一半人员会因烟气毒气危害而丧生。此外，产生的烟气中还包含大量易燃易爆气体，其中H2含量最高为2 300 μL/L。 相关文章 | 计量指标

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沉井式机械立体停车库火灾风险及防治策略研究 周广连 2024 (5):  726-729.  摘要 ( 249 )   PDF(3367KB) ( 381 )   在充分调研的基础上，结合电动汽车火灾案例和他人研究成果，对某在用沉井式机械立体停车库的消防设计进行详细分析，发现存在防火单元无法分、消防联动易失准、灭火效能不确定、事故处置难度大的主要风险。通过理论研究和对比数据分析，提出预警探测、防火分隔、分级响应、结构抗火、消防救援方面的策略。本研究为下一步开展相关实体试验、消防设计、规范修订提供了基本思路。 相关文章 | 计量指标

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基于云端数据分析的共享电单车起火原因分析技术研究 陈克, 黄盟, 张若蘅, 张斌, 宋建勋, 何兵 2024 (5):  730-736.  摘要 ( 1025 )   PDF(15592KB) ( 386 )   共享电单车具有运行数据采集和云端记录功能，揭示云端数据随起火部位及引燃模式的变化规律，可为起火原因认定和产品质量管理提供新依据。本文通过明火引燃、动力电池热失控整车燃烧试验和电气线路短路故障试验，研究共享电单车起火燃烧过程中云端数据的V-t曲线特征和变化规律。结果表明：明火及短路会导致数据传输线路断开，整车电压数据出现骤降后快速降至0，电压下降速度可超过500.56 mV/s；动力电池热失控后，整车电压数据出现骤降后缓慢下降，电压下降速度为20.02 mV/s，并在下降过程中出现短期的电压回升现象。开展共享电单车的火灾调查时，可通过调取云端数据分析V-t曲线特征的方法，为起火原因认定工作提供线索。 相关文章 | 计量指标

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新能源汽车底部碰撞安全测评技术研究 闫鹏飞, 何兴, 高妍, 刘祎帆, 2024 (5):  737-742.  摘要 ( 960 )   PDF(3992KB) ( 406 )   通过对复杂底部碰撞场景的分析，并基于托底工况，结合试验和仿真手段搭建出底部防护安全测评技术方案，揭示了底部磕碰障碍物和电池系统的作用机理。基于试验和仿真的联动分析，创建涵盖不同损伤因子的多工况、可结构设计优化的最优测评方案，为复杂场景工况合理提取、有效表征新能源汽车底部碰撞安全问题提供重要支撑。 相关文章 | 计量指标

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车用动力电池存储中热失控预警防控技术研究 许磊, 郑伟, 赵兵 2024 (5):  743-749.  摘要 ( 251 )   PDF(6234KB) ( 390 )   为了研究一种车用动力电池包存储中热失控火灾预警防控方法的效用，通过开展车用动力电池包的真实试验和模拟仿真，分析热失控火灾早期征兆信号序列的显著性，并研究电池包火灾蔓延扩散中附近温度分布情况。结果表明：采用FDS模拟仿真的方式能够实现对车用动力电池包存储中热失控火灾的有效模拟，其热释放速率和烟气蔓延过程同试验过程近似，通过模拟模组级热失控场景下的温度场分布可知，通过有效分隔措施可将火势控制在箱体隔层内部，不会造成其他空间的造成严重灾害；试验测试不同传感器响应情况，通过32.8 kHz超声传感器能较早采集到电池热失控状态，时间显著早于图像、烟雾传感器，且在相对封闭空间超声传感器探测效果较为显著。 相关文章 | 计量指标

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锂离子电池热失控内部压力测试方法研究 刘恩宏, 黄文盛, 徐成善, 冯旭宁 2024 (5):  750-755.  摘要 ( 1079 )   PDF(6570KB) ( 400 )   锂离子电池作为新能源汽车等战略性产业的核心部件，安全性受到广泛关注。电池安全事故通常始于电池热失控，即电池内部出现剧烈的链式放热连锁反应，产生并释放大量可燃气体。本文提出了一种锂离子电池热失控内部压力测试方法并开展了电池热失控试验，通过测量电池热失控时的内部压力分析热失控过程。结果发现，产气会造成内部压力迅速变化，释放的1 000 ℃、0.25~0.50 MPa高温高压气体对传热散热过程有显著影响。同时，因产气造成的电池内部压力变化早于内短路造成的开路电压变化和电池产热造成的温度变化。该方法对全面研究热失控机理，提升热失控预警、排气阀设计等电池安全技术性能具有重要意义。 相关文章 | 计量指标

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电动汽车热失控危害性评测技术研究 张良, 赵志伟, 张得胜, 黄盟, 周思达, 杨世春, 刘国芳 2024 (5):  756-761.  摘要 ( 928 )   PDF(8529KB) ( 386 )   随着电动汽车保有量的增加，动力电池热失控导致的着火事故时有发生，对热失控危险性进行评测是提升电动汽车安全性能的重要手段之一，而行业内尚未形成量化评估方法。针对上述问题，搭建了电动汽车整车燃烧试验平台，并开展了大量由热失控引发电动汽车火灾的模拟试验，提取了以下可用于电动汽车热失控危害性评测的参考指标与部分潜在指标：试验开始至动力电池热失控的时间间隔可作为电池故障预警有效性的指标；热失控至车辆起火的时间间隔与车内温度可作为乘员逃生安全性的指标；烟气体积分数超标时刻及其与起火时刻的关系可作为驾驶室毒气危害性的指标；车内可燃气体体积分数和车外热辐射强度可作为评估爆炸危险性和相邻车辆引燃风险性的指标。通过提出上述评价指标，为后续形成量化评估方法及相关标准提供参考。 相关文章 | 计量指标

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光伏火灾带电扑救触电安全性分析研究 王玥, 张网, 吕东, 2024 (5):  762-766.  摘要 ( 310 )   PDF(6240KB) ( 394 )   由于光伏发电系统在有光照条件下会持续发电，故无法切断其电源，而使用传统的灭火剂扑救光伏火灾时会发生触电事故。为研究传统灭火剂在带电状态下扑救光伏发电系统直流侧高压的触电风险，提出了光伏火灾带电扑救试验平台和试验方法。通过试验发现：泡沫、水基灭火剂、二氧化碳等灭火剂在扑救直流侧300~1 500 V高压光伏火灾时，由于灭火剂的绝缘性而无法形成回路，从而不具备导电性；消火栓水枪和多功能水枪带电扑救过程中枪头带有直流电，枪头电压随流量和距离的变化而变化，由于多功能水枪水柱中心为空气，显著降低了水柱的电导率，因此，多功能水枪比消火栓水枪更适合扑救光伏发电系统带电火灾。通过拟合得到了多功能水枪带电扑救过程中水电导率的计算方法，计算确定了水枪一级和二级带电扑救的安全距离。带电扑救过程中的扑救距离要严格大于一级安全扑救距离，二级扑救距离范围内要采取相应的防护措施，以防止触电事故的发生。 相关文章 | 计量指标