Kapalı Alanda Farklı Söndürme Ajanlarıyla Lityum İyon Batarya Modülü Yangın Söndürme Üzerine Deneysel Çalışma

Özet

Çalışma, gerçek kapalı alanlarda farklı söndürme ajanlarının Li-ion batarya yangınlarına etkisini soruyor. Üç adet 3,2 V/314 Ah LFP depolama hücresi, GB 36276'ya göre 800 W ısıtıcıyla (emniyet tahliyesinde kapatıldı) termal kaçağa sürüldü, tahliye gazı tutuşturuldu. Dört durum karşılaştırıldı: ajan yok, yoğunlaştırılmış aerosol (30 g, 0,3 m³ korumaya göre), heptaflüoropropan (3 kg) ve perflüorohekzanon (3 kg); hepsi 12 mm boruda 2,0 katsayılı nozullarla boru beslemeli verildi.

Söndürme olmadan tepe HRR 69,09 kW'a, toplam ısı salımı 8,05 MJ'a ulaştı ve kapalı alanda tahliyeden sonra birden fazla deflagrasyon oldu. Heptaflüoropropan alevleri 12 s'de, perflüorohekzanon 20 s'de söndürdü; aerosol alevde hızlı daralmaya yol açtı ama yeniden tutuşmayı önleyemedi. Ön yüzey batarya sıcaklığı heptaflüoropropanla 147 °C, perflüorohekzanonla 230 °C düştü; perflüorohekzanonun sıvı yapışması sürekli soğutma sağladı.

Gerilim yanıtı gaz ve duman salımının gerisinde kaldığı için yazarlar karakteristik gaz izlemeyi erken uyarıda gerilim izlemeden daha zamana duyarlı buluyor. Üç ajan da komşu hücreler arası ısı transferini engelleme konusunda sınırlı yetenek gösterdi; bu yüzden hızlı alev bastırma ile uzun süreli soğutmanın birleştirilmesi, havalandırma ve patlama tahliyesiyle koordine edilmesi öneriliyor.

Sınırlar: üç hücreli tek paket, tek ajan miktarı ve tek konfigürasyon; sonuçlar daha büyük modüller ve farklı kapalı alan hacimleri için doğrulanmış değil. Perflüorohekzanon alevi söndürme, soğutma ve termal yayılımı bastırmada öne çıkarken heptaflüoropropan hızlı yanıt ajanı olarak uygun.

Öne çıkan noktalar

1. Test hücreleri üç adet 3,2 V/314 Ah LFP depolama hücresiydi; termal kaçak GB 36276'ya göre 800 W ısıtıcıyla tetiklendi ve emniyet tahliyesinde kapatıldı.
2. Ajan miktarları: aerosol 30 g (0,3 m³ koruma için), heptaflüoropropan 3 kg ve perflüorohekzanon 3 kg; 12 mm boruda 2,0 katsayılı nozullar.
3. Söndürme olmadan tepe HRR 69,09 kW, toplam ısı salımı 8,05 MJ; kapalı alanda tahliyeden sonra birden fazla deflagrasyon.
4. Heptaflüoropropan alevleri 12 s'de, perflüorohekzanon 20 s'de söndürdü; aerosol hızlı alev daralmasına yol açtı ama yeniden tutuşmayı önleyemedi.
5. Ön yüzey batarya sıcaklığı heptaflüoropropanla 147 °C, perflüorohekzanonla 230 °C düştü; perflüorohekzanonun sıvı yapışması sürekli soğutma sağladı.
6. Gerilim yanıtı gaz ve duman salımının gerisinde kaldı; yazarlar karakteristik gaz izlemeyi erken uyarıda daha zamana duyarlı buluyor.
7. Üç ajan da komşu hücreler arası ısı transferini engellemede sınırlı yetenek gösterdi.

Tasarımda kullanımı

• Kapalı batarya paketi ve kabin söndürmesinde hızlı alev bastıran bir ajan (ör. heptaflüoropropan) ile uzun süreli soğutma sağlayan bir ajan veya yaklaşımı (ör. perflüorohekzanon) birlikte değerlendirin; tek bir ajan komşu hücre ısı transferini durdurmadı.
• Erken uyarıda gerilim yerine karakteristik gaz (tahliye gazı) algılamayı birincil tetik yapın; gerilim yanıtı gaz ve duman salımının gerisinde kaldı.
• Söndürme ajanı tasarımını havalandırma ve patlama tahliyesiyle koordine edin; kapalı alanda tahliye sonrası birden fazla deflagrasyon gözlendi.

Kimler okumalı

Kapalı batarya paketi, kabin ve BESS için söndürme ajanı seçen yangın güvenliği mühendisleri.

Belgenin bölümleri

1. 1. Giriş
2. 2. Deney (2.1 Deney platformu, 2.2 Deney kurulumu, 2.3 Termokupl yerleşimi)
3. 3. Sonuçlar (3.1 Açık alev söndürme yeteneği, 3.2 Soğutma kapasitesi, 3.3 Isıl yayılımı bastırma yeteneği)
4. 4. Sonuçlar ve çıkarımlar

İlgili standartlar

• NFPA 2001
• NFPA 855
• GB 36276
• UL 9540A

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Yanbo Jia; Chaohui Shi; Lei Zhang; An Tao; Sen Hu; Huang Li

Yayıncı

Batteries (MDPI AG)

Yıl

2026

Cilt

12

Sayı

7

Sayfalar

229

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Bilimsel yayın

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

DOI

10.3390/batteries12070229

Lisans

CC BY 4.0 — atıf vererek paylaşabilirsiniz

Lisans kanıtı

www.mdpi.com

Künye