1.概述

随着中国汽车产业新能源化的进程不断加深，新能源公交车的应用也越来越广泛。但随之而来的安全问题也得到了各个部门的重视。目前新能源公交车大多采用的是动力锂电池，动力锂电池在热失控的时候极易引发火灾，威胁乘车人员的安全，新能源公交车的电池系统如图1.1所示。针对这一隐患，国家也出台了相关政策标准（JT/T 1240—2019），要求在公交车动力电池箱安装自动消防系统。

针对新能源公交车的特殊需求，山东雷纳研发出具备互联网功能的S型热气溶胶灭火装置，并提供整套消防方案，解决新能源公交车电池舱消防和保护一体的问题。

自动消防系统的主要任务是及时探测并通报公交车上电池的火情，并及时采取有效的措施控制和消灭火灾，最大限度地降低火灾危害。通过设置在车辆内部各处火灾隐患点的探头，系统可实现对车辆运行过程中不间断的火情监测。当探头监测到有火情发生时，探头自动判断火灾情况，并实施预定灭火方案。

图1.1 新能源公交车的电池系统

2.消防保护区及灭火方案

2.1电池舱保护区

新能源公交车电池舱为新能源公交车整车的动力区，其内部如图2.1所示。我司采用温感装置和多个S型热气溶胶消防装置结合的方式进行消防，将S型热气溶胶消防装置布置在电池舱内，同时配套反馈装置，将灭火装置状态信息上传至主控系统。

图2.1 新能源公交车电池舱

2.2 S型热气溶胶灭火装置

2.2.1 灭火介质

新能源公交车依靠蓄电池提供动能，当前主要为动力锂电池。由于涉及到电源及电路，传统喷淋系统不适用于新能源公交车的电池舱环境，针对此类电池的消防介质应满足无腐蚀、无污染、不导电、对人体无伤害、灭火后介质无残留等条件。

S型热气溶胶是一种新型、绿色环保的气体灭火介质，它具有灭火效率高、灭火速度快、启动方式灵活多样、体积小巧、即可局部应用又可实现全淹没灭火等特点。另外，考虑到新能源公交车的主要用途为运送乘客，灭火剂在有效扑灭火灾的同时应最大限度降低对人体健康的影响，S型热气溶胶为无腐蚀性的气体，对环境友好，对人、动植物无害。同时相比于目前公交车配备的干粉、二氧化碳灭火器，我司研制的S型气溶胶消防设备可实现最小的体积覆盖较大的灭火范围，其次我司研制的S型气溶胶消防设备可实现自启动，不需要人工操作，利于保护人员生命安全。

2.2.2灭火原理

S型热气溶胶灭火装置属于非储压灭火装置，灭火装置中的固态灭火剂通过温度感应、电启动的方式启动，其自身发生氧化还原反应形成大量凝集型灭火气溶胶，由灭火装置喷口喷出，其成分主要是N₂、少量CO₂、金属盐固体微粒等。该灭火装置不会发生爆炸，不会对电池舱结构及内部电路造成损伤。S型热气溶胶灭火机理主要体现在两方面：一方面是吸热分解的降温作用，另一方面是气相、固相的化学抑制作用，相互之间协调发挥。

首先，灭火装置中的金属盐微粒在高温下吸收大量的热，发生热熔、气化等物理吸热过程；火灾火焰温度被降低；进而辐射到燃烧物燃烧面的热量就会减少，燃烧反应速度得到一定抑制。

其次，在热作用下，灭火气溶胶中分解的气化金属离子或失去电子的阳离子可以与燃烧中的活性基团发生亲和反应，反复大量消耗活性基团。另外，灭火气溶胶中的微粒粒径很小（约10^-9-10^-6 m)，具有很大的表面积和表面能，可吸附燃烧中的活性基团，并发生化学作用，大量消耗活性基团，减少燃烧自由基，从而使燃烧过程的分支链式反应中断。

S型热气溶胶装置启动后产生的气溶胶（烟雾）无毒、无菌、无公害、无腐蚀、无残留、不损耗大气臭氧层、无温室效应，符合环保要求。

综上所述，S型热气溶胶特别适用于新能源公交车电池舱消防系统。

2.2.3 技术参数

S型热气溶胶灭火装置由启动器、气体发生器、除尘冷却室、反馈元件及外壳等部件组成。如图2.2所示为我司研制的悬挂式S型热气溶胶灭火装置，其主要技术要求如表2.1所示。

图2.2 我司研制的悬挂式S型热气溶胶灭火装置

表2.1 悬挂式S型热气溶胶灭火装置技术要求

2.3灭火方案

针对新能源公交车电池舱消防，山东雷纳按照国家相关标准及规范进行实施解决方案；《气体灭火系统设计规范》（GB50370-2005）、《气体灭火系统施工及验收规范》（GB 50263-2007）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-2008）、《火灾自动报警系统施工验收规范》（GB 50166-2007）、《消防联动控制设备通用技术条件》（GB 16806—1997）、《固定灭火系统驱动、控制装置通用技术条件》（GA61-2010）、《气溶胶灭火系统第1部分：热气溶胶灭火装置》GA 499.1-2010。

我司在新能源公交车电池舱内合适位置落地式安装S型热气溶胶灭火装置，其安装三维示意图及实物图分别如图2.3和2.4所示。

1- S型热气溶胶灭火装置；2-感温感烟一体式探头

图2.3 电池舱灭火装置安装三维图

图2.4 S型气溶胶安装示意图

3.消防联动方案

当探头监测到有火情时，随即对当前火灾情况进行判定，当电池舱内达到设定温度阈值时启动触发灭火装置自动灭火。灭火装置向主控系统发出报警信号，主控系统接收到报警信号后采取相应的控制策略，公交车紧急断电停车并开启车门疏散乘客。同时，将消防报警信号上传公交车调度系统，报告公交车当前位置并向消防系统发出求救信号。

4.新能源公交车自动消防系统配置方案

4.1消防系统配置方案

电池舱采用在隐患点布置的局部方案，主要保护位置有：电池接线盒与电池系统电路连接处、电路系统控制盒等容易发生火灾的部件及部位。

S型热气溶胶所配备药量根据保护区域容积合理配比，其药剂用量使用量遵循式4.1：

W=C*V*K_V（4.1）

式中：W：S型气溶胶灭火剂设计用量，Kg；

C：灭火设计密度，kg/m³；

V：防护区容积，m³；

K_V：容积修正系数，V≤500 m³时，K_V=1，500≤V≤1000 m³时，K_V=1.1， V≥1000m³，Kv=1.2。

我司在电池舱内配置多套S型热气溶胶灭火装置，每个气溶胶负责局部区域，多个气溶胶协同配置覆盖电池舱全部区域。另外在乘客区配备小型手持S型热气溶胶灭火器，辅助进行人工灭火。图4.1为S型气溶胶在电池舱内的安装现场。

图4.1 S型热气溶胶在新能源公交车电池舱内安装示意图

S型热气溶胶在发动机舱应用方案是我司为交通行业提供的消防方案之一，S型热气溶胶作为一种出现时间较晚的新型灭火装置，以其极高的灭火效率和极快的灭火速度而迅速成为新宠，在高新技术领域和一般民用领域都有着良好的应用前景，我公司拥有专业的技术人员和施工团队，拥有完善的售后保障体系，致力于为客户提供最优质的产品和消防安全服务。

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