汽车锂电池燃烧爆炸抑制技术研究

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作者：

包诣正

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摘要：

近年来,新能源汽车凭借绿色环保,能量转化效率高,循环性能好等优势满足消费者购车需求,不断发展占领汽车市场.然而在人们享受新能源汽车带来舒适体验的同时,由动力锂离子电池热失控引发的新能源汽车火灾爆炸时有发生,不仅严重危害到驾驶员和乘客的生命财产安全,还极大阻碍了新能源汽车的推广发展.因此,研究锂离子电池燃烧爆炸抑制技术,研发可靠,高效针对新能源汽车锂电池燃烧爆炸的自动灭火抑爆系统,对减少火灾爆炸事故导致的损失具有重要意义.基于此,本文选取新能源汽车主流动力电池三元锂电池为研究对象,研究分析锂离子电池的工作原理和热失控机理,分析新能源汽车火灾特点和危险性,研究汽车锂电池燃烧爆炸抑制技术.主要成果如下:(1)通过分析多种灭火剂性质及灭火机理,基于新能源汽车锂电池运行环境,选择二氧化碳和七氟丙烷作为抑制锂离子电池燃烧爆炸灭火剂的研究对象,通过试验对二氧化碳和七氟丙烷的灭火抑爆效果进行对比分析,得出二者灭火降温效果均表现良好,但七氟丙烷的综合性能要优于二氧化碳.(2)针对锂离子电池燃烧爆炸特性,依据电池类型及汽车灭火要求,提出设计一种充装七氟丙烷的灭火抑爆装置,对装置外型结构,管路选型,喷嘴等进行了设计,并确定了七氟丙烷充装量,充装压力,喷撒流量等关键参数.针对新能源汽车研发灭火抑爆系统,基于锂离子电池燃烧爆炸的特征参数选择合适的传感器,根据新能源汽车的火灾特点设计控制器,灭火抑爆系统工作时,如果传感器单次测得的温度数据触发火警预警,控制器内判定程序立即触发传感器采样周期控制单元,提升采样频率,若连续三次温度数据超过阈值则为真实火警,即刻触发灭火装置,持续喷洒灭火剂进行灭火降温,同时传输数据给相关部门请求支援,降低火灾造成的危害.(3)通过锂离子电池火灾爆炸试验平台对开发出的新能源汽车锂电池燃烧爆炸灭火抑爆装置进行了性能验证试验,装置启动后可迅速扑灭明火,并有效降低锂离子电池温度,验证了充装七氟丙烷的灭火抑爆装置可成功抑制锂离子电池燃烧爆炸,具有较好的实用性.

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学位级别：

硕士