细水雾特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响

作者：王文和; 贺森; 王学辉; 米红甫

来源：安全与环境学报, 2021, 21(06): 2505-2512.

DOI：10.13637/j.issn.1009-6094.2020.0730

• 安全工程
• 锂电池
• 锥形量热仪
• 火灾模型
• 细水雾
• 数值模拟

为了研究不同特性参数细水雾抑制锂电池组火灾的效果,利用计算流体动力学模型和火灾动力学模拟程序对不同特性参数细水雾灭火效果进行了分析。采用锥形量热仪在50 kW/m2辐射热条件下和100%荷电状态下对锂离子电池进行燃烧试验,获取其热释放速率曲线,热释放速率峰值为9.23 kW。在试验获得参数的基础上以6个18650型锂电池建立火灾模型,利用火灾场模拟软件FDS对不同雾滴直径、雾动量和喷雾强度的细水雾的灭火过程进行数值模拟。定量分析熄灭锂离子电池火的细水雾相对适宜的条件范围,研究细水雾的特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响。结果表明:在细水雾雾滴动能不变的情况下,随细水雾雾滴粒径增大,灭火时间先波动后增大,在细水雾粒径为50～100μm的工况下系统抑制锂离子电池火效果最佳,灭火时间最短,耗水量最少;水雾动量变化在一定区间内增加对锂电池灭火有增强效果,当雾滴速度足以穿越火焰时,增加水雾动量对灭火效果影响不大;在规定范围内喷雾强度越大,细水雾能够气化的数量越多,吸收的热量也越多,越有利于灭锂离子电池火灾。

• 单位
  重庆市安全生产科学研究院; 重庆科技学院