多层楼梯间锂离子电池电动自行车火灾数值模拟研究

为探究搭载锂离子电池的电动自行车在多层居民楼内的潜在火灾风险,基于火灾动力学模拟器FDS软件对不同工况下的电动自行车火灾进行数值模拟,研究火灾中能见度、烟气温度和CO浓度等参数的动态变化,深入探讨火灾烟气的扩散特性。研究表明:电动自行车火灾发展迅速,在火灾初期,烟气浓度迅速上升;电池的充电状态并非决定电动自行车火灾严重程度的主要因素;在通风受限条件下,楼内温度与烟气积聚风险偏高,低楼层的危险程度更大。研究结果可为相关部门和电动车厂商等提供参考,协助其制定更有效的预防措施和应急处理方案,帮助人员在相似类型火灾中逃生。

基于PyroSim的仓储锂离子电池火灾数值模拟研究

采用PyroSim软件模拟仓储锂离子电池热失控引起的火灾场景,分析了火灾点火源周围的温度变化、热释放速率、能见度变化和CO体积分数变化情况,并设置喷淋系统对其进行灭火效果的数值模拟研究。结果表明:仓储锂离子电池发生火灾后,在35 s时烟气蔓延至整个仓库,火场的最高温度可达1625℃,热释放速率最高可达81607 k W/s,CO体积分数最大可达1.799Χ10^(-3)。设置喷淋装置灭火后,锂离子电池燃烧所产生的烟气明显减少,点火源周围的温度也得到了控制,热释放速率最高为6.5 kW/s,达到灭火和防止火灾蔓延的目的,有效地抑制锂离子电池储存仓库火灾的发生。

锂离子电池在货架仓储中的火灾蔓延规律研究

采用PyroSim火灾仿真软件开展了锂离子电池在货架仓储中的火灾仿真研究,分析了不同起火部位下的火灾蔓延规律,并据此提出了防火策略。首先建立锂离子电池模型并对其进行验证,利用验证后的模型开展不同起火部位下锂电池货架火灾仿真研究,分析其喷淋启动时间、火焰熄灭时间、燃尽锂电池组数量、温度及CO体积分数变化规律。然后基于火灾蔓延规律,设计防火策略,对比了无阻燃隔板、阻燃隔板安装于锂电池组左右两侧、安装于锂电池组四侧的火灾蔓延抑制效果。研究表明:四层锂电池货架中起火部位越低,燃尽锂电池组数量越多,火灾中所释放的CO体积分数越高,持续释放的时间越久,货架底层起火时CO持续释放时间比顶层起火时多出54%;不同防火方式中,安装于锂电池组左右侧的阻燃隔板对于火焰抑制效果最佳。

电动汽车锂离子电池组火灾数值模拟研究

为了探究电动汽车火灾危险性,利用FDS软件建立锂离子电池火灾模型,并对电动汽车锂离子电池组火灾进行数值模拟研究,分析火灾过程中的热释放速率、烟气、能见度、温度、CO和CO2浓度变化规律。研究结果表明:电动汽车内锂离子电池组火灾发展迅速,其烟气、高温、CO等危害影响车内人员的安全;车辆内部锂离子电池组的数量决定其火灾危险性的大小,大电池容量电动汽车火灾风险较高;当电动大巴车后端电池组发生火灾时,人员后门逃离的安全性系数高于前门;电动汽车火灾可能发生蔓延,增大车辆密集型区域的消防安全难度。该模拟结果可为电动汽车消防提供参考。

变电站电池间火灾后果仿真VR嵌入与人员伤害评估

为探究变电站电池间发生火灾后对处置人员安全的影响,构建后果影响嵌入虚拟现实模拟测试平台,采用PyroSim导入3DMAX变电站模型后,利用FDS进行锂离子电池火灾数值模拟事故处置人员能见度、CO物质的量之比、温度等危害因素的分布规律以及锂离子电池火灾烟气蔓延扩散特性。将火灾模拟结果中热辐射、CO物质的量之比、CO_(2)物质的量之比等危害因素通过数据接口嵌入到VR应急疏散平台中,结合FED模型分析其扩散特性对应急设备资源布置需求和人员现场查勘救援策略的影响。结果表明,受电池燃烧特性和电池间布局影响,电池组热失控行为呈现多米诺效应,烟气产生速率与扩散速度较快,后果嵌入VR测试平台能反映人员真实应急状态,能对人员在不同情况下的伤害进行评估,并能对空气呼吸器设置位置有效性进行评估。

锂电池单体起火燃烧过程仿真模拟

电动汽车火灾事故频发使车用锂电池安全问题受到广泛关注。为研究车用锂电池起火燃烧特性,建立一种基于火灾动力学理论的锂电池单体起火燃烧数值模型,并借助FDS进行模型计算和仿真。以某款车用锂电池单体为研究对象,对该单体在热失控时的起火燃烧过程进行仿真,并进行该单体的热失控实验。与实验结果对比发现,模型准确地模拟出单体燃烧时冒烟、起火、剧烈燃烧、熄灭的火情演变过程,仿真温度曲线揭示了电池热失控时燃烧速度快、火焰强度大、热量爆发集中的特点,验证了模型的可靠性。分析仿真得到的CO2释放速率、CO释放速率、热释放速率和总释放热量等参数随时间的变化曲线,研究结果表明:有效抑制单体热失控及其燃烧蔓延对提高电池包安全性有重要意义。

储能电站磷酸铁锂电池模组灭火参数的仿真优化

为研究储能场景下磷酸铁锂电池组热失控火灾的最佳灭火方式,通过火灾动力学模拟软件建立储能电池模组等尺寸模型;对模型开展不同热失控位置、细水雾流量、雾滴直径和细水雾喷头布置位置的仿真实验.仿真结果表明:细水雾流量和雾滴直径对灭火效果有很大影响,适当增大细水雾流量、减小雾滴直径可以明显提升灭火效果;综合灭火系统设计安全性及制造成本,确定最佳灭火参数组合为细水雾流量2.0 L·min^(-1)、雾滴直径200μm、细水雾喷头布置位置为电池箱顶部中央.

轻型飞机电池舱火灾模拟研究

随着计算机技术的运用与发展,计算机技术运用于模拟和消防的各个领域。同时,轻型飞机的市场需求越来越广泛,而对于轻型飞机的火灾场景的真实研究还很缺乏,一方面发生火灾的可能性不大,应急模拟训练的机会也少,另一方面灭火演练可操作性比较差,所以对轻型飞机的火灾模拟十分有必要。本次研究利用模拟技术,建立虚拟的轻型飞机电池舱火灾场景。本文以某款轻型飞机为研究对象,通过建立飞机电池舱火灾模拟系统,分析飞机锂电池发生火灾时电池舱和座舱烟气温度分布规律,评测座舱内人员的安全性。

细水雾特性参数对锂离子电池组灭火效果的影响

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/m^(2)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。

通风条件下储能集装箱磷酸铁锂电池热失控气体扩散规律

储能电站安全和消防问题备受关注,采用磷酸铁锂电池热失控特征气体作为探测预警的方式已经广泛应用于储能电站。气体在储能集装箱部的扩散规律直接影响探测预警的准确性,对通风影响储能集装箱磷酸铁锂电池热失控特征气体扩散规律尚缺乏深入的认识。为了探究通风对储能集装箱特征气体扩散的影响,首先采用锂离子电池热失控实验平台探究了109 Ah磷酸铁锂电池发生热失控特征气体的种类及组分,然后采用数值分析技术对储能电站气体扩散进行全尺寸模拟,通过改变通风速率、通风尺寸、通风位置讨论特征气体的扩散规律,给出纵向特征气体的变化规律,为现实气体探测预警提供理论依据。