[发明专利]电动客车锂离子电池舱实体火灾模拟试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种电动客车锂离子电池舱实体火灾模拟试验装置，其特征在于：包括试验舱体（1）、1号电池箱（2）、2号电池箱（3）、3号电池箱（4）、防爆灯（5）、摄像头（6）、热电偶树（7）、烟气分析仪（8）、电缆模型（9）、电缆引燃油盘（10）、电子点火器（11）、锂离子电池模组或电芯组（12）；

所述试验舱体（1）为矩形密封舱体，试验舱体（1）内部通过数根横梁和数根竖梁构成1号电池箱舱（1-1）、2号电池箱舱（1-2）、3号电池箱舱（1-3）、4号电池箱舱（1-4）、5号电池箱舱（1-5）、6号电池箱舱（1-6），在每个电池箱舱对应的试验舱体顶部，分别开孔安装防火玻璃构成顶部观察窗，试验舱体顶部采用可掀起结构，试验舱体（1）的前后面为气弹簧门（1-7），在气弹簧门（1-7）设有门观察窗；

在试验舱体顶部梁上装有数个防爆灯（5），在1号电池箱舱（1-1）、2号电池箱舱（1-2）、3号电池箱舱（1-3）、4号电池箱舱（1-4）的上方均装有一个摄像头（6），数个热电偶构成热电偶树（7），在1号电池箱舱（1-1）和3号电池箱舱（1-3）之间，在2号电池箱舱（1-2）和4号电池箱舱（1-4）之间，在3号电池箱舱（1-3）和5号电池箱舱（1-5）之间，在5号电池箱舱（1-5）内分别设有热电偶树（7），在1号电池箱舱（1-1）一侧的试验舱体（1）侧壁上端，设有烟气分析仪（8）和电子点火器（11）；

在1号电池箱舱（1-1）、2号电池箱舱（1-2）和3号电池箱舱（1-3）内对应设有1号电池箱（2）、2号电池箱（3）和3号电池箱（4），在1号电池箱（2）、2号电池箱（3）和3号电池箱（4）内分别装有锂离子电池模组或电芯组（12），锂离子电池模组或电芯组（12）由数块锂离子电池或数块电芯构成，数块锂离子电池或数块电芯采用并联或串联方式构成一组动力电缆，动力电缆为非阻燃的电缆，

在5号电池箱舱（1-5）内悬挂有电缆模型（9），电缆模型（9）采用三组动力电缆和数根非阻燃电缆盘在一起构成，在电缆模型（9）下方设有电缆引燃油盘（10）；

电路连接为，设置在试验舱体（1）外的计算机终端通过视频采集卡与摄像头（6）连接，计算机终端通过数据采集卡与热电偶树（7）连接，计算机终端通过RS485接口与烟气分析仪（8）连接。

2.一种采用权利要求1所述的电动客车锂离子电池舱实体火灾模拟试验装置的试验方法，其特征在于：步骤如下，

一．模拟电池过充引发火灾；

第一步，将试验舱体（1）前后的气弹簧门（1-7）打开，将分别装有锂离子电池模组或电芯组（12）的1号电池箱（2）、2号电池箱（3）和3号电池箱（4）对应的推入内1号电池箱舱（1-1）、2号电池箱舱（1-2）和3号电池箱舱（1-3）内，将1号电池箱（2）、2号电池箱（3）和3号电池箱（4）的每组动力电缆引入5号电池箱舱（1-5）内，与数根非阻燃电缆盘在一起构成电缆模型（9），并悬挂在电缆引燃油盘（10）上方，将试验舱体（1）前后的气弹簧门（1-7）关闭；

第二步，引燃电池箱试验；

电缆模型（9）下部电缆引燃油盘（10）内空置，通过充电器对1号电池箱（2）内的锂离子电池模组或电芯组（12）进行过充，待1号电池箱（2）内锂离子电池模组或电芯组（12）发生热失控释放出可燃气体后，停止充电，1min后，启动电子点火器（11），引燃可燃气体，烟气分析仪（8）采集锂离子电池模组或电芯组（12）热失控后所释放出的气体，通过烟气分析仪（8）内置的电化学传感器分析气体浓度，同时将气体浓度信号通过RS485接口传送到计算机终端；数个热电偶树（7）监测锂离子电池模组或电芯组（12）表面温度变化及电池箱内、电池舱内的温度变化，将采集到的温度变化信号，通过数据采集卡传送到计算机终端；

数个摄像头（6）适时观察舱体内部1号电池箱（2）、2号电池箱（3）、3号电池箱（4）及电缆模型（9）的燃烧状态，并通过视频采集卡将观察的影像传送到计算机终端；

试验过程中，所有采集的数据，最终显示在计算机终端上，并实时显示记录，包括记录的温度、气体浓度变化信号，1号电池箱（2）的燃烧状态及燃烧蔓延情况，2号电池箱（3）、3号电池箱（4）、电缆模型（9）被引燃情况，计算机终端可以输出温度、气体浓度报表和曲线，用于进一步分析火灾发展蔓延规律；

根据计算机终端获得的温度、气体浓度数据，以及燃烧状态和燃烧蔓延视频资料，可以分析在电池过充工况下，电动客车锂离子电池舱火灾发展蔓延规律；

二．模拟电池舱电缆短路引发火灾；

第一步，同模拟电池过充引发火灾第一步；

第二步，引燃电缆试验；

将试验舱体（1）一侧的气弹簧门（1-7）打开，将1.2L汽油注入电缆模型（9）下部电缆引燃油盘（10）内，点燃电缆引燃油盘（10）内汽油，将试验舱体（1）一侧的气弹簧门（1-7）关闭，电缆引燃油盘（10）内的汽油引燃电缆模型（9），通过烟气分析仪（8）内置的电化学传感器分析气体浓度，同时将气体浓度信号通过RS485接口传送到计算机终端；数个热电偶树（7）监测锂离子电池模组或电芯组（12）表面温度变化及电池箱内、电池舱内的温度变化，将采集到的温度变化信号，通过数据采集卡传送到计算机终端；

数个摄像头（6）适时观察舱体内部1号电池箱、2号电池箱、3号电池箱、电缆模型（9）的燃烧状态，并通过视频采集卡将观察的影像传送到计算机终端；

试验过程中，所有采集的数据，最终显示在计算机终端上，并实时显示记录，包括记录的温度、气体浓度变化信号，1号电池箱（2）的燃烧状态及燃烧蔓延情况，2号电池箱（3）、3号电池箱（4）、电缆模型（9）被引燃情况，计算机终端可以输出温度、气体浓度报表和曲线，用于进一步分析火灾发展蔓延规律；

根据计算机终端获得的温度、气体浓度数据，以及燃烧状态和燃烧蔓延视频资料，可以分析在电池箱电缆短路工况下，电动客车锂离子电池舱火灾发展蔓延规律。