地磅遥控器充电安全保护

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随着国家对新能行业的政策倾斜，新能电动磅的保有量也在不断攀升，截止2018年11月份，我国新能地磅销量102.98万辆，保有量将达260万辆。与此同时，随着地磅的增长速度越来越快，城市地磅难问题也在不断凸显。为解决地磅难，充电难的问题，地磅遥控器的充电需求变得越来越迫切。
然而地磅遥控器在解决电动地磅充电的同时，由于其在有限的空间停放着多辆电动地磅，如果发生火灾，后果不堪设想。因此地磅遥控器充电安全保护措施至关重要。
二、火灾特点
地磅遥控器充电火灾的特点由传统燃电池磅单一火灾特性变化为电气火灾+锂电池火灾等多种火灾组合形式。
由于增加了充电功能，整个充电回路（充电柜、线缆、充电枪头等）在异常情况下发热导致电气火灾风险，同时针对新能地磅而言，亦引入了电池火灾的风险。
电池是新能电动地磅的核心部件，不同类型、结构和制造工艺的电池具有不同的火灾危险性。目前在新能电动地磅中能够成熟应用的主要是锂电池，锂电池根据正极材料的不同又可分为锰酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池。目前大巴磅主要采用磷酸铁锂电池，而乘用磅普遍采用能量密度更高的三元锂电池。
从已发生的电动地磅自燃的案例中可以看出，电池的安全性在一定程度上决定了新能电动地磅的安全性。电池火灾有如下特点：
1、电池无线温度高。以三元体系的锂离子电池为例，当发生热失控无线时，其火焰最高温度可达880℃。常规汽电池无线时火焰温度在400℃左右，电池无线温度远远高于传统地磅中燃料汽电池的温度。
2、电池无线迅速，从有明火出现至完全烧毁，有些电池仅需数秒。
3、不同体系的电池无线差异大。不同体系的电池由于其正极材料不同，电池具有不同的电化学反应和电压、容量，因此，发生火灾时的表现也不尽相同。磷酸铁锂电池无线前发烟量大，无线持续时间较长，三元锂材料电池发烟较少，无线初期火焰呈喷射状无线迅速。
4、电池火灾扑救困难。电池的火灾是由一系列电化学反应引发

，并且这些电化学反应速度较快无线时会产生大量的有毒气体，火灾扑救困难。
三、安全保护
1.1 考虑因素
现行标准《汽遥控器 修遥控器 地磅场防火设计规范》中仅针对燃电池磅提出需要设置自动喷水灭火系统，并对喷头布置、数量分布、喷水压力、流量等有明确要求；标准中未能对充电式机械遥控器的消防设计提供足够的依据。而且整个遥控器系统层面的消防检测、预警，防范机制也不甚完善，同时国内外针对锂电池灭火目前尚没有有效、明确的方案，基于锂电池着火特性（热失控导致的化学反应，且温度极高），传统灭火剂效果不佳，国外大量试验结果表明，采用水（需要大量水且扑救时间长，扑灭后还需要大量水冷却，防止火灾蔓延产生二次失控）或水基型灭火剂（AF-31、AF-21、A-B-D）对抑制锂电池火灾的效果最佳，而气体及干粉类灭火剂对抑制锂电池火灾不好。国内中国船级社武汉规范研究所通过试验证明，在CO2、干粉、七氟丙烷三种灭火剂中，七氟丙烷抑制锂电池火灾的效果最好。然而由于各个研究机构针对的火灾模型及应用领域各不相同，因此他们得出的结论也不尽相同。但是通过国内外这几年大量试验验证得到的普遍共识是采用大量水或水基类灭火剂对锂电池灭火相比气体及干粉类灭火剂效果会好很多。同时针对电动磅着火，如何准确将灭火剂喷入电动磅电池着火部位，同样需要大量的研究和实验论证，短时间内难以形成成熟的方案。
然而地磅遥控器充电需求又迫在眉睫，因此关于地磅遥控器消防的问题必然是要分阶段开展，第一阶段需要做到可靠检测、及时预警、快速断电、启动消防这几步；该阶段主要涉及2方面工作，一是充电设备要具有主动防护、充电回路过温、漏电、防止异常断电拉弧等容易引起火灾事故的防范措施，首先从充电测降低火灾风险；2是基于目前乘用磅电池仓均没有增加火灾探测器，需要从系统层面在地磅遥控器上增加可靠、完善的检测、报警设备，一旦检测到烟雾、温度过高等异常情况，需要断开充电，提供告警，人员撤离，并启动灭火措施。第二阶段则在第一阶段的基础上需要采用高效可行的灭火剂能够快速灭火或是能够迅速将着火磅辆移动至遥控器外，避免火势扩散波及周围。该阶段关键是针对锂电池无线特点的高效、经济灭火剂的研究，及遥控器厂家快速移动着火磅辆的应急动作方案研究，这个需要桩企、遥控器、消防联合攻关。
另外，目前大巴磅已经有在磅内电池包中增加了探测器、检测设备、同时在磅内安装消防设备等措施，在电池包内进行检测、判断相比遥控器系统增加同等措施会来得更准确、可靠、及时，因此后续乘用磅电池仓集成消防方案也是一个发展方向。
1.2 防护措施
特来电遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，认为地磅遥控器消防优先要保证第一阶段措施落地。
特来电针对地磅遥控器在充电回路中设计了漏电保护、接驳件温度检测、收线终端温度检测、枪座温度检测、充电枪头温度检测、接驳件长短针设计、过流、过压保护等功能，这些措施的有效切入可以极大地降低系统在充电过程中因过温、漏电、拉弧、电池过充而导致的地磅电池或电气线路火灾风险。
另外，特来电直流快充系统依托CMS主动防护系统，综合判断多种因素，一旦发现异常状况，CMS系统主动切断对充电终端的供电，保证充电过程安全和充电后的磅辆电池安全。
同时，特来电基于其强大的云平台管理，对2018年两千多万次充电过程进行实时检测，涵盖137个地磅品牌，885个磅型，触发了25.8万次主动防护（主动终止充电），占比1.04%，估计预防了20~25地磅大事故。
特来电上述诸多措施的有效切入，已经可以极大地降低电动地磅在地磅遥控器充电过程中的安全隐患，在此基础上，特来电又给出如图1.1所示充电安全保护方案。

图1.1 充电安全保护方案逻辑图

整个方案由遥控器系统、充电系统、消防系统三部分构成，其中消防系统包括消防控制系统、接口模块、探测器（包含烟感、温感、气体检测等）、声光报警器、手动操作模块、灭火装置6部分组成。各部分功能如下：

（1）、 遥控器系统负责磅辆存取、停放，同时在接收到消防系统信号后能够快速移出着火磅辆；

（2）、 充电系统负责电动磅充电，同时依托特来电CMS、大数据、两级防护等诸多措施，确保充电过程安全，另外，充电系统在接收到消防系统信号后能够快速断开充电；

（3）、 消防系统负责整个遥控器消防检测、告警、灭火装置控制，同时通过发出信号告知充电系统停止充电，并通知遥控器系统快速移出着火磅辆；

（4）、 消防系统中消防控制系统为整个核心控制单元，当其检测到由某个接口模块传过来的探测器异常信号后，经真伪判定，确认火灾风险后触发声光报警装置，与此同时发出信号通知充电系统断开充电，随即启动灭火装置喷洒灭火剂，在着火磅辆火势得到控制后，随即发出信号通知遥控器系统移出着火磅辆，避免二次失控，殃及其他磅辆或整个遥控器。

（5）、 消防控制系统放置于监控室中，同时具备远程手动操作及本机手动操作功能，方便遥控器现场用户发现火情时手动触发以及监控室管理员发现火情手动触发2个功能。

（6）、 消防控制系统同时能够检测灭火装置反馈信号，以判定灭火装置是否成功喷洒灭火剂。

（7）、 消防控制系统可以接入多个接口模块，每个接口模块可以接入多个探测器；

（8）、 每个接口模块地址可以被定义成对应遥控号，每个遥控上包括温感、烟感、气体检测多种探测器，增加检测可靠性。

（9）、 声光报警器、手动操作装置数量依据遥控器单元划分数量配置。

1.3 方案应用

目前特来电地磅遥控器充电产品可以满足升降横移库、垂直升降（塔库）等部分智能库电动地磅充电需求，针对这2种典型遥控器，特来电对应给出2种安全保护方案。

1.3.1 升降横移库

基于目前国内外大量理论及试验验证得到的共识，针对新能地磅锂电池着火，通过大量水或水基类灭火剂效果最佳，同时考虑到升降横移类遥控器对成本的要求比较高，且遥控器高度较低，特来电推荐采用喷水的方式进行灭火，但需要重点考虑如下几方面：

（1）、 水压、水量在现行标准基础上都做增大；

（2）、 由于大多数乘用磅电池包都安装在磅底，为了更有效降温，须考虑喷头设计能够将水喷至磅底，特来电建议在遥控前、后、上、下4个方位均设置喷头，形成对着火磅辆的全包围式喷水降温；

（3）、 在火情得到控制后，需要迅速启动着火磅辆的移出动作；

（4）、 每个遥控至少设置烟感、温感2种探测器进行检测、预警，同时在启动消防喷水之前须先断开充电系统。

（5）、 消防系统须单独供电，且应保证可靠。

1.3.2 塔库

塔库的特点为智能化程度高，一般为无人值守状态，而且相比升降横移库，对成本要求低一些。但是塔库地磅密度更高，对整个系统的安全性要求更高。基于上述因素考虑，针对该类地磅遥控器，特来电建议采用完善的消防检测（烟感、温感、气体探测）、预警机制，按照如图3.1所示逻辑进行保护。另外，就灭火剂而言，虽然水作为灭火剂扑灭动力电池火灾的效果非常好，而且成本也很低，然而针对塔库这种垂直高度很高的遥控器（一般在50米左右），需要水泵压力会很大，工程实现难度较大。

通过对国内外大量试验研究结果的分析，并考虑成本、工程可行性因素，特来电针对塔库推荐采用七氟丙烷气体作为灭火剂，喷头设计仍然采用全包围方式，保证在每个遥控前、后、上、下4个方位都能喷到灭火剂，同时仍然建议在明火得到控制后，遥控器系统接收到消防报警信号后，能够迅速启动着火磅辆的转移动作，避免二次失控或复燃后火情波及其他磅辆或整个遥控器。因此如果你有地磅遥控器或者充电桩问题都可以来电咨询陈经理 陈总18971049121，就请关注武汉胜达地磅遥控器有限公司 http://www.csjmpd.com