- 前言
改革开放的四十年来，我国经济迅猛发展，经济总量跃居世界第二。然而经济高速增长给生态环境和自然资源带来巨大压力，因此如何在考虑能源资源的情况下改变经济发展模式，提高可再生能源利用的比例是迫切需要解决的问题。2016年我国签署了《巴黎气候变化协定》，在实现经济发展的同时。控制CO2的总体排放量，不断降低石化能源的比例。
对于能源消耗和温室气体排放大户的汽车产业来说，通过实现汽车能源多元化，用电替代方案消除对环境的污染。大力发展电动汽车既是保障我国能源安全的战略措施，也是对我国的汽车工业实现跨越式发展的重大机遇。从2001年新能源汽车专项计划启动以来，在国家多项产业政策扶持下，我国新能源汽车产业走上快速发展的道路，成为全球新能源汽车产销量第一大国。新事物的产生一定伴随新的问题，新能源汽车层出不穷的火灾事故不仅给人们带来了财产损失，损害了人们的生命安全，一定程度上对新能源汽车产业造成了负面影响。
锂离子电池具有能量密度大、输出电压高、循环寿命长、环境污染小、低自放电率、无记忆效应等特点，集成成组后可以满足诸多领域的能源需求，在新能源汽车政策的推动下，锂离子电池被广泛使用。然而锂离子电池其电芯成组结构复杂，电化学性能和稳定性相较于传统的化石燃料差异较大，电池能量密度也在不断提高，在使用过程出现的突发事件或者滥用诸如电池过充、硬物穿刺、挤压甚至高温环境，容易导致电极、电解液、隔膜发生物理、化学反应，这些反应产生的大量热量若不及时散失到周围环境必将引起热失控的发生，最后导致电池起火、爆炸。因此在起火初期以何种方式在短时间内有效控制电池火灾是解决问题的关键。选用合适的灭火方案将火灾终止于初期或尽可能延长给车内人员告警逃生的时间，对于保障乘客生命财产安全具有重要意义。
- 国内外研究现状
Mingyi Chen等人在《Investigation on thermal and fire propagation behaviour of multiple lithium-ion batteries within the package》中指出电池热量和火焰传播的特点。电池包内的热量转移在热失控和火焰传播中起着支配性的作用，其中高速喷射火对于火灾蔓延有着重要影响。再无干预的情况下，电池在遇上明火后会毫无疑问的发生热失控甚至进一步导致起火，并且热量和和火焰的传播会持续的加速。在两组不同数量的电池模块对照实验中表明，对于装有更多电池单元的模块，燃烧时的效率更高，平均到单个电池产生的热量更多。这些研究数据给电池包的设计提供安全参考：在追求动力电池能量密度的时候不能无视热量与火焰传播的危害；电池单元要留有足够的间隙减少火灾蔓延的可能，使用耐火材料和隔热材料或者防火壳体组织电池单元的温度达到临界条件，防止热失控或者明火的出现；避免多组电池同时热失控是一种有效的缓解热量和火焰传播的手段[1]。
- Held等在《Safe cell, safe battery? Battery fire investigation using FMEA, FTA and practical experiments》中对电动汽车火灾事故进行了根本原因分析。采用FMEA和FTA对蓄电池系统级故障进行了分析和设计，分析了蓄电池内部短路的行为及其对蓄电池系统和车辆的影响，证明了独立蓄电池内部短路会导致排气和排烟，但不会发生火灾或爆炸，符合制造商声明和电池风险评估的安全标准。当电池系统触发这种电池排气时，碳化电池产生的电火花点燃烟雾，最终导致车辆起火[2]。
Mingyi Chen在《tudy of the fire hazards of lithium-ion batteries at different pressures》中对不同大气压力下和不同SOC下的锂电池燃烧特性进行了研究。更高的锂电池SOC导致燃烧更快，质量损失量和质量损失率都又提高，在数据中显示50%的SOC水平下的电池热释放速率达到峰值，而100%水平下的电池由于不完全的喷射烟气的燃烧，其HRR会有下降。大气压力对于电池燃烧也产生影响。随着大气压力升高，单个电池的燃烧时间会变长，质量燃烧率、HRR、THR都在更高气压下有所增加。在成组电池和单个电池对照试验中表面，成组电池的燃烧效率更高[14]。
朱明巍在《谈火探管式自动探火灭火系统及其工程应用》中结合某工业厂房综合动力站的工程实例，介绍了二氧化碳式火探管式自动灭火装置，并对各主要部件的组成和功能进行了阐述，详细描述了火探系统的布置方案及计算方法[3]。
相坤等人在《火探管式自动探火灭火装置应用于密闭空间的试验研究》中为明确火探管式自动探火灭火装置对典型密闭空间的灭火效能及灭火后的烟气毒性，选用七氟丙烷和二氧化碳分别作为灭火介质，研究灭火过程的温度变化及灭火后的烟气浓度。研究结果表明：与二氧化碳相比，七氟丙烷灭火效果更为高效，且大屏幕空间温度下降速度更快；与二氧化碳相比，采用七氟丙烷后燃烧过程得到较好的抑制，且七氟丙烷灭火时有毒有害烟气浓度相对较少[4]。
黎可在《基于火探管式的锂离子电池灭火技术研究》基于火探管灭火技术同时利用新型清洁灭火剂 NOVEC1230，组装成火探管灭火。其研究结果表明，当火探管灭火系统直接布置在电池正上方时，在起火后的5.6s控制火情；随着灭火剂用量增加使得体系温度显著降低，防止电池出现复燃或引起连锁热失控现象发生；但是当效覆盖区域外的热失控电池烘烤其他电池，则会引起连锁热失控，造成灭火系统失效；在火探管灭火系统布线时，至少需要一根火探管覆盖一颗电芯单元；也可以将整个电池组重新分区，每块区域内安装独立的火探管系统[5]。
张磊等在《抑制锂电池火灾灭火剂技术研究发展》中为得到扑救锂电池火灾的最佳灭火剂，总结了电动汽车火灾事故案例,归纳国内外锂电池消防安全技术研究机构的工作进展，重点综述了锂电池火灾灭火剂技术的研究方法，比如德国的DEKRE锂电池火灾灭火技术、美国FAA锂电池火灾灭火技术和CAA锂电池火灾灭火技术。并通过建立火灾模型，实验结论，得到了电动汽车火灾的关键诱因，总结出锂电池火灾灭火剂技术的一般特点，并得出了七氟丙烷的灭火效果远高于CO2灭火效果的结论[6]。
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