国内首次全面对电动自行车充电雨棚喷水灭火系统、充换电柜、锂电池电动汽车、储能舱的灭火设计新理念和选型方案及主要措施简要探讨

(下篇：分类与应用、灭火试验、设计新理念、方案与措施）

 (北京利达海鑫灭火系统设备有限公司，朱劲武，北京，联系电话：13910793712)

   本篇文章分为上、中、下三篇，本篇与“中篇：标准、规范、要求、专家论文”文章相连接。

七、锂离子电池灭火设备分类与应用

1、灭火设备使用与安装方式分类

锂离子电池火灾按使用与安装方式灭火设备分类，本人认为有移动式灭火设备和固定式灭火设备两大类。

移动式灭火设备，通常是指那些可以轻松移动和操作的灭火设备，这些设备通常设计为轻便，易于操作、可以迅速布置到火灾现场，以应对突发的初期小范围的小火灾情况。还应具注意如下几点：一是火灾对象是室外还是室内；二是密封性较好或密封性不太好的小容积空间电器柜；三是什么类型火灾；四是灭火对象价值等，通过上述情况了解，才能选择正确的移动式灭火设备。移动式灭火设备用于锂离子电池火灾，本人推荐选用：全氟己酮和二氧化碳手提式灭火器，主要用于算力中心、数据中心、配电间、计算机房、机房、风力发电机房、储能舱、博物馆等锂离子电池箱初期小火灾。若室外充电桩和充换电桩设备发生初期小火灾，应以干粉、清水、水基、泡沫手提式或推车式灭火器为主。

固定式灭火设备，则是指那些安装固定位置的灭火设备。这些设备通常安装在建筑物或保护对象柜体或机箱内部或外部固定位置，一旦发生火灾，可以定温自动启动或自动或手动启动，能够迅速控制火灾火焰强度，将火灾扑灭。锂离子电池火灾可以定义为是各类火灾中最复杂、最危险、最难扑灭、最容易发生第二次或第三次复燃的火灾。这类火灾目前主要采用不同灭火介质、不同压力储存方式、不同大小、不同结构最复杂的固定式灭火设备组成，主要有：灭火药剂充装量≥5kg以上的贮压和泵式柜式灭火装置及高压细水雾灭火系统；灭火药剂充装量≤5kg以下的主要有探火管式灭火装置和非贮压电爆式小型灭火装置及非贮压泵式灭火装置；气溶胶灭火装置。

固定式灭火设备除非贮压泵式灭火装置和高压细水雾灭火系统能多次和连续喷射灭火介质外，其它种类固定式灭火设备均只能喷射一次，喷射时间一般≤10S，不利于锂离子电池火灾明火扑灭，继续降温冷却，防止火灾第二次复燃。

2、锂离子灭火设备压力与结构分类

锂离子火灾配套的灭火设备，分贮压式和非贮压式两大类。贮压式灭火设备的贮压容器内按规定充装灭火剂，并充压后在20℃环境中的平衡压力就叫贮存压力。贮压式灭火设备主要特点：一是灭火速度非常快，因大多灭火剂有效喷射时间为5~60S；二是灭火高效、稳定、可靠，如：贮压式超细干粉灭火剂灭火效率高于非贮压式超细干粉灭火剂的0.5~1倍；三是产品质量好与坏或日常维护，看贮压容器压力表值，简单明了，一目了然。缺点是产品密封性不好，压力容易泄漏。

锂离子电池非贮压式灭火设备分电爆式和泵式两大类。电爆式灭火设备是通过热敏线（导火索）、感温磁发电组件、电爆管点燃火工品气体发生器，瞬间产生气体，将各类型灭火介质≤1秒从灭火装置中喷射出去，实施灭火。泵式灭火设备是将灭火介质贮存在不带压力容器中，通过压力泵对灭火介质加压，通过管道、喷嘴，连续十几秒或十几分钟释放灭火介质，实施灭火。

非贮压电爆式灭火设备主要特点：一是因灭火介质储存在容器中压力非常低，不存在灭火介质泄漏较快问题；二是结构简单。主要缺点：一是火工品，易受潮、使用寿命短，质量不稳定，各生产厂家产品质量相差较大，很难判定质量好与坏；二是因有效喷射时间≤1S，灭火可靠性比贮压式差，必须增加0.5~1倍灭火介质重量，才能得到灭火可靠性保证；三是产品质量可靠性和日常维护检查没有具体技术性能参数，无法判定电爆启动装置和火工品气体发生器药剂是否受潮或失效（如：烟花鞭炮放置几年了，很难判定是否正常？）；四是该类产品属易燃易爆危险品产品，必须严加管控，防止恐怖分子利用这些产品制作爆炸产品，危害人民生命财产安全。

锂离子电池泵式灭火设备，主要特点：一是灭火介质储存在压力非常低的容器中，不存在灭火介质泄漏问题；二是结构非常简单；三是可实现多次间隔喷射和连续喷射灭火介质；四是有利于锂电池火灾防止复燃。缺点是：一是灭火速度慢，是锂离子电池火灾致命缺陷；二是火灾发生后，必须较长时间通电，泵才能工作加压灭火介质灭火；三是灭火设备体积大、成本比贮压式结构体积大、成本高。

3、锂电池火灾主要灭火介质分类

目前，国内锂电池灭火设备贮压式结构主要使用的灭火介质有：全氟己酮、七氟丙烷、二氧化碳、液氮、六氟丙烷、清水、水基、泡沫等。非贮压电爆式结构主要采用的灭火介质有：全氟己酮、气溶胶、超细干粉等。非贮压泵式结构使用的主要灭火介质有：全氟己酮、清水、水基、和高压细水雾灭火系统。

美国消防协会（NFPA）对锂电池的研究表明，真正能灭锂电池火灾的灭火剂目前是不存在的。因锂电池起火时伴随着较复杂的化学反应，在无氧环境下也可以剧烈反应。因此，发生锂电池火灾时，做好风险预控措施，特别是电动汽车发生火灾，保障安全最关键的问题。

八、锂离子电池火灾特征与灭火试验特点

1、锂离子电池火灾特征

锂离子电池火灾的主要特征包括：（1）火灾燃烧迅速。火势仅仅数秒或十几秒钟的时间就可在动力锂离子电池各模块内快速的蔓延，持续燃烧几分钟或几小时。（2）烟雾较大。大多为白黄色烟雾，烟雾毒性大。（3）燃烧温度高。燃烧中电池外部最高温度可达283~1090°C。电池内部的温度可达572~1121°C，如此高的温度是引燃电池各模块内部电池，造成热失控，使汽车内及其它可燃材料，产生更大的火灾。（4）锂离子电池火灾易复燃。一旦复燃，火灾很难扑灭。对于锂离子电池火灾而言，大部分燃烧反应发生在电池箱内或电池外壳内部，电池箱或电池外壳层层阻碍了灭火剂直接与单体电池火源中心接触，不能灭火和冷却降温，所扑灭锂离子电池火灾，大多是表面明火。（5）较长时间燃烧时，伴随或偶尔连续发生爆炸。锂离子电池容量越大，电池箱或储能舱中锂电池各模块相继在高温加热下，失去热失控后，分解出的可燃气体喷射出电池外壳、电池箱、储能舱外，与空气混合形成爆炸性混合气体。遇火焰、高温颗粒，在局部空间将发生爆燃，导致起火初期、中期经常伴有爆炸声响产生。

锂电池电动自行车、充换电柜、电动小汽车、电动大巴与电动公交车、锂离子电池电器箱、与太阳能和风力发电机舱配套的储能舱的锂离子火灾特征大致相差不大。电池容量大小和电池种类不同，决定锂离子火灾猛烈程度、燃烧时间长短、爆炸威力与破坏力大小及灭火难度。

锂离子电动自行车、电动小汽车目前没有规定要求安装报警灭火设备，一旦发生火灾，很难扑灭，特别是地下车库电动汽车火灾率将会逐年增多，大家应值得关注。当前国家和当地政府及小区开始关注地下车库电动汽车消防报警与灭火设施措施及安装了。

锂离子公交车与大巴、储能舱国家、行业已制定产品标准与规范，要求设计安装报警、灭火系统产品。但这些报警、灭火系统产品技术性能在快速更新和完善中。这些锂离子电池容量大，设备一旦发生火灾，若二次复燃，锂离子火灾将难再次扑灭，将造成的生命财产损失和社会影响将会巨大。

2、锂离子电池灭火试验

（1）观看印象深刻的一次录像灭火试验

2024年3月参加一次国内储能舱锂离子电池自动灭火系统产品推广会，会上某企业播放了几分钟灭火实验录像：一电动公交车或可能是储能舱中一锂离子电池箱，长约1.2米，宽度约0.8米，厚度约0.3米，电池箱中安装大约有40块左右数量电动自行车容量电池块，总容量约40kwh。这电池箱已热失控，电池箱被一行车悬吊在空中，火焰稳定燃烧，高度大约在1.5~2米高，正缓慢降入一大水池中，电池箱逐渐全部浸入水中前5秒钟，火焰稳定燃烧高出水面仍有1.5~2米高，6~10秒之间，火焰高度逐渐降低，最后熄灭，没有复燃。许多传说锂电池与水接触，会产生氢气，发生爆炸，试验中没出现爆炸式燃烧。爆炸一般应出现在相对密封性较好空间，才会发生。

依据锂离子电池火灾特征和液体灭火介质特点综合分析，本人认为锂离子电池火灾，若第二次或第三次火灾复燃，最后应以最快速度将液体灭火介质，快速淹没该部件或电池箱中所有各电池组，才能快速灭火成功，否者，将会酿成爆炸式大火灾。

（2）参入实际灭火试验

近几年北京利达集团前后研发了电动自行车充电桩、充换电柜、锂电池电动公交车、储能舱等多项锂电池灭火设备和配套的锂离子电池复合探测器、报警控制器等产品，分别用磷酸铁锂、三元锂电池依据产品国家、行业、团体、企业等标准与规范，做了数次灭火性能参数试验，耗费了许多时间、精力、资金。每次试验均认真布置、记录、总结，本人将体会和感悟分享给同仁们。以锂离子电池配套的各类灭火设备，若需较全面准确的火灾前和火灾后的报警与灭火性能参数，至少应做十几次以上灭火试验，投入巨大资金才能较准确和总结出规律及普遍性。偶尔做1~2次或看1~2次试验，较难获得普遍性规律，本人的体会和感悟仅供同仁们参考！

A、锂离子电池种类繁多，大多是采用磷酸铁锂和三元锂两类电池较多，也基本可兼顾代表锂离子各类电池的性能参数。因磷酸铁锂与三元锂电池能量密度和安全性相差较大，若配套的预警、报警、灭火系统性能参数能设置较准确，均可兼顾这磷酸铁锂和三元锂两类配套设备，本人认为可大幅减少锂离子电池火灾对人民生命财产的损失！

B.、以锂离子电池配套的设备，因使用室外与室内场地不同、密封与非密封不同、锂离子电池种类不同，锂离子单体电池简易单层包装与多层密封包装箱不同、通风与不通风不同、锂离子电池组和电池组箱处于配套的设备中的（最底部，悬空等）不同位置等七大不同，探测器的种类选择、报警控制器性能参数设置、灭火药剂介质选择和灭火装置等选择均应有一定差别。如：电动自行车充电雨棚灭火、充换电柜灭火、锂电池电动公交车灭火和储能舱电池箱灭火四大类产品，就存在上述七大类不同，灭火试验性能参数记录和火灾场景及反应就有较大差别。

C、电动自行车充电雨棚灭火、充换电柜灭火、锂电池电动公交车灭火和储能舱电池箱灭火等四类产品灭火试验过程，主要性能参数和感受阐述如下。

（a）锂离子电池火灾预警期间现象。电池组表面温度出现上升到预警温度值时。感烟、CO、压力等复合探测器均可探测到预警值，CO值为18~200ppm，压力值为15~50Pa，密封较好电池组箱内可探测到压力值。若生产厂家自定义设定预警值种类，达到两个种类参数值时，建议立即对该电池组或电池组箱断电。依据试验，磷酸电铁锂类型比三元锂类型电池组，容易抑制已热失控的电池停止热失控，防止火灾发生。也就是说三元锂电池预警断电性能参数，更应比磷酸电铁锂类型各预警参数应提前20%左右设置，才能抑制电池热失控发生。        

（b）锂离子电池火灾前后现象。磷酸铁锂与三元锂电池产生的烟雾对比分别为：均为白黄色烟雾，磷酸铁锂烟少，三元锂烟多；磷酸铁锂有很强刺激眼、鼻味道，而三元锂则属中等。      

三元锂电池火灾猛烈程度比磷酸铁锂火灾程度大1~3倍，更快，能量更大，三元锂电池偶尔还发生爆炸或燃烧。

（c）从锂电池火灾探测性能参数可窥视热失控过程。当检测到磷酸铁锂CO气体值为100至400PPC值时，一般6~20分钟电池便会开始发生热失控，当检测到CO气体值由400至2000PPC值，冒大烟，即将产生明火时，一般时间为6~15分钟。当检测到三元锂CO气体值为50至100PPC值时，只需1~4分钟，三元锂电池便开始热失控；当检测到CO气体值由400至2000PPC值，冒大烟，并产生明火时，一般只需1~3分钟。

（d）从锂电池火灾配套的自动探测报警灭火试验，可窥视热失控和灭火场景。磷酸铁锂电池组配套的全氟己酮自动灭火系统，若预警（断电）和启动灭火系统性能参数设置准确、合理，灭火剂间隔3~5分钟喷射2次以上，能有效控制热失控，防止火灾复燃。通过灭火试验可看出，磷酸铁锂比三元锂电池火灾热失控和防止复燃成功率一般应高出1~3倍以上。

九、锂离子电池火灾设计新理念、设计选型方案、火灾发生时主要措施简要探讨

本人从事手提式与推车式干粉灭火器、气溶胶、喷水灭火系统、各类气体灭火系统产品研发和参入上述灭火试验工作有30多年了。近几年来，又参入锂离子电池几类自动灭火系统（装置）研发和灭火试验工作，阅读了大量锂离子火灾试验论文，参加锂离子电池灭火系统相关产品论坛、展览及观看锂离子电池各类灭火设备产品样品，逐渐形成了如下：锂离子电池火灾设计新理念、设计选型方案、火灾发生时主要措施，仅供同仁们参考。

1、锂离子电池火灾设计新理念

（1）灭火介质选择

灭火介质主要有水、干粉、泡沫、气体四大类。本人认为锂离子电池火灾主要应选择气体和水及水基类灭火介质。气溶胶和干粉类灭火介质不应选择，特别是气溶胶灭火剂气体本身就是易燃易爆气体，出口温度大于200°C，可能还带火星，容易引爆锂离子电池产生的可燃气体爆炸，灭火气体没有冷却作用。气溶胶灭火剂各类火灾是否能灭火歧义非常大。许多锂离子电池配套的电器柜和箱产品，均采用小型一次性气溶胶灭火装置，实际没有一点灭火作用。

气体灭火剂主要优点：灭火速度快、洁净、绝缘性能好、可灭A、B、C、D、E火灾，火灾发生后，没有发生火灾的设备不会造成损失。部分气体灭火剂具有灭火浓度低，有一定冷却作用，缺点是：火灾容易复燃，除CO2灭火剂外大多只能灭表面火灾，灭火时灭火剂应浸渍一定时间，灭火效果才好，才难复燃。锂离子电池火灾推荐气体灭火介质，优先采用排序前面的：全氟己酮、七氟丙烷、六氟丙烷、二氧化碳、液氮等气体灭火药剂。

液体灭火剂主要优点：一旦灭火成功，火灾难复燃；可灭A类表面和深位火灾；液体灭火剂通过设备处理后，液体粒径细化后，可灭B、E类火灾。缺点：灭火时间较长、灭立体火灾效果差、不洁净、绝缘性能不好、对没有发生火灾的设备和环境将会造成巨大损失。锂离子电池火灾推荐采用液体灭火介质，优先采用排序前面的：清水、水基等液体灭火剂。

（2）锂离子电池火灾灭火原则

（a）火灾早发现、早预警、早断电、早启动灭火系统；（b）灭火速度应快；（c）灭火剂冷却性能应好；（d）灭火剂绝缘性应能好；（e）将会造成巨大损失和社会影响的火灾，应选择第二次或第三次灭火后难复燃的灭火介质；（f）灭火中和灭火后应选择造成设备损失小和社会影响力小，应对设计方案综合评估考虑。

（3）锂离子电池火灾，防止火灾复燃，首先应将电池包装物外部明火扑灭，还必须应实现灭火介质进入到锂离子电池组最里层包装物内，让每一个单体锂电池浸渍在灭火介质气体或液体中，抑制热失控和立即冷却降温效果较好，才可抑制锂电池火灾复燃。

（4）采用气体灭火介质灭火的目的，主要是减少锂离子电池配套设备损失降低到最低极限，快速灭火和抑制火灾第二次复燃。建议灭火介质尽量实现间隔2～5分钟喷射两次以上，比连续喷射气体灭火剂效果要好许多。

（5）采用清水和水基灭火介质的目的，是破坏性灭火，主要是让锂离子电池配套设备中的电池组箱或整套设备中某一个部件或组件部分损失，换来整套设备或相邻各整套设备不造成巨大损失和社会影响的最终灭火手段。采用清水或水基灭火介质方案，建议采用大口径管道和喷嘴，快速将这两类液体灭火剂灌入或充入电池组包装物最里面，将各单体锂离子电池组应全部浸渍在灭火液体介质中，才能实现最终灭火。

（6）锂离子电池设备、数据中心或算力中心配套的锂电池配套电器柜和储能舱及储能舱群防护区，锂离子电池造成的火灾，建议应采用气体和液体灭火介质相结合，采用两种类型以上灭火方案，依据锂离子电池（舱）电站中不同保护对象，自动探测到的不同火灾信息，实施2~4次左右对同一保护对象或不同保护对象灭火，最终可能实现灭火成功，才能将损失和社会影响降低到最小。

利达集团愿免费与同仁们共同联合设计，提供上述几种锂离子电池火灾气体与液体灭火介质，两种类型与数次灭火的设计施工方案。

2、锂离子电池各类产品火灾设计选型性能参数与简要方案

1）电动自行车充电桩灭火设备

2022年以来，各省市相继制定和发布了加强电动自行车全链条和集中充电设施建设工作方案的通知，天津政府规定，当电动自行车停放场所建筑面积不超过300㎡时，可设置简易喷淋系统。部分省市要求电动自行车库应设置火灾报警系统和自动灭火系统。

电动自行车一旦发生火灾，很难扑灭，主要一是抑制火焰强度；二是防止火灾蔓延。电动自行车充电车棚简易式喷水灭火系统应具备如下主要性能参数和特点：

（a）灭火早。应采用主动手动启动方式，将火灾扑灭在初始阶段，克服了自动喷水灭火系统闭式洒水喷头需火灾发生中，大火灾时，才能启动68℃定温洒水喷头的致命缺陷。

（b）灭火快、灭火准、连续喷洒、难复燃的喷水灭火系统。应克服洒水喷头喷洒水雾滴直径≥φ2mm、面积大、不集中、喷水强度小等重大缺陷。应实现喷水雾滴角度和喷射直径严格控制在一定范围内，实施精准灭火、控火；水雾滴直径≤φ1mm，有利于快速灭火和冷却降温，最关键是应能连续喷洒≥10分钟、喷水强度大、没有水源浪费。

（c）发生火灾，启动灭火装置后应有短信、电话报警功能。

（d）应有50~200米远距离火灾现场遥控器或4G远程手机软件无限距离遥控启停灭火系统操作功能，实施现场或在值班室对着火灾监控视屏，快速操作灭火。

（e）应适用于可接自来水管或无水源解决方法措施。

（f）应具有适用北方冬季，防冻结冰措施解决方法。

（g）应安装简单、成本低。

2）电动自行车锂电池充、换电柜火灾防护装置

电动自行车已成为很多人出行代步的重要工具，如今我国电动自行车保有量至少有3.5亿万辆，电动自行车虽方便快捷，但常引发火灾。2023年据国家消防救援局统计，全国共收到电动自行车火灾报警2.1万起。是锂电池火灾的重灾区。特别是造成南京“2.23”电动自行车停放处起火引发大火灾，导致15死44伤重大火灾事故后，国家各部委至各省市当地政府编制相关产品标准、规范和发布有关加强电动自行车集中充电设施建设工作方案通知，鼓励现有居住区，因地制宜按照“充（换）电柜为主，充电桩为辅”的原则，大力推进居住区充电设施建设全覆盖。

这几年从电动自行车火灾案例和火灾现场录像看，电动自行车一旦发生火灾，很难扑灭，几分钟呈爆炸式燃烧，迅速蔓延酿成大火灾，给人民生命财产安全造成较大损失，电动自行车锂电池充、换电柜火灾防护装置，简称“自动报警灭火消防充换电柜”，是最有效地防止电动自行车的锂离子电池，在充电过程抑制火灾发生和火灾蔓延的最安全的一项重要措施。

电动自行车锂电池充、换电柜火灾防护装置，简称自动报警灭火消防充换电柜应具备如下主要性能参数和特点：

（1）产品应符合GB/T42236.1-2022《电动自行车集中充电设施第十部分：技术规范》国家标准，并获得国家级检测中心检验报告后，才能销售，才能确保人民生命财产安全。

（2）自动报警灭火消防充换电柜使用环境温度应适用-20℃~+60℃范围，并锂离子电池应在5~45℃适宜安全温度和相对湿度5%~95%条件下充电，确保锂离子电池性能、寿命和安全性。

（3）具有两种以上火灾种类复合探测、预警、断电保护功能。

（4）发生火灾时，具有自动启动灭火装置，快速灭火与冷却，防止复燃功能。最好应具有两次以上间隔喷射灭火剂灭火与抑制锂离子电池热失控复燃的功能。

（5）火灾爆燃时，具有阻止火灾蔓延和飞溅物飞出充换电柜功能。

（6）具有过充、漏电、短路、过载、空载、防雷、防雨、防火、防尘等保护功能。

（7）具有位置导航、语音提示、充满自停、多种计费、移动支付等智能管理功能。

3）电动汽车与客车锂离子动力电池箱灭火防控装置

2023年底据公安部数据显示，我国新能源车保有量达2041万辆，占汽车总辆6.07%，2023年增加207万辆，比2022年增长38.76%。据2024年1~5月有关部门统计，销量为389.5万辆，同比增长32.5%。近几年来，新能源电动小汽车和电动公交汽车与大巴车均处于快速高增长态势。据国家消防救援局2023年的数据显示，新能源汽车起火率在万分之0.44~0.72之前，按当前保有量计算，每天有8辆车左右被烧。

当前，电动锂离子电池小汽车国家没有制定政策应配置火灾防控装置，对电动客车锂离子电池箱要求配置火灾防控装置。依据电动小汽车快速高增长态势，地下停车场电动小汽车的充电和放置场所，将是电动小汽车发生火灾较多的场所。电动小汽车一旦发生火灾，按国内外火灾案例分析，比电动自行车更难扑灭，主要灭火手段：一是控制火焰强度,让它燃烧，二是防止火灾蔓延。电动公交车或电动大巴车一旦发生火灾，首先应手动启动或自动启动灭火系统灭火，若没有安装自动灭火系统或灭火不成功，与电动小汽车灭火手段一样。

电动客车锂离子动力蓄电池箱火灾抑制装置应具备如下主要性能参数和特点:

（a）早期自动探测火灾。依据锂离子电池箱、单体电池组、防护区内细微：温度、CO、烟雾、压力值等多种复合探测器，探测发现火灾早期物理状态变化，早期预警，采取有关措施。

（b）应具有自动和手动两种启动功能。

（c）一套火灾防控装置，也就是说自动灭火装置可保护热失控的任何一个电池箱。

（d）灭火装置应具有2次或2次以上间隔喷洒灭火剂，具有快速扑灭明火和降温作用，可抑制火灾防止复燃功能。

（e）手动启动按钮与报警器安装在驾驶室，电动客车锂离子动力电池箱火灾抑制装置中各零部件运营情况和火灾状态应反应准确、明了、不易误操作启动。

目前，国家、行业没有要求对电动锂离子小汽车蓄电池箱要求配套火灾防控装置，给电动小汽车带来了非常严重的火灾危险。电动小汽车若要对电池箱配套火灾防控装置，或是火灾抑制装置，可参考电动客车锂离子动力蓄电池箱抑制装置应具备的主要性能参数与特点，这里就不再赘述。

4）地下停车场电动汽车火灾防护系统

电动锂离子小汽车停放地下车库充电和放置，据统计发生火灾机率超过50%以上，是电动汽车发生特大火灾的重灾区。目前，国内已有相关机构和部门开始研究这一火灾难题了。这项目有关技术资料匮乏，实际研发难度非常大，在这里就简约阐述，应具备如下主要性能参数和特点：

（a）每个车位上方设置安装感烟和感温火灾探测器，能快速、准确发现初期火灾，并预警，同时发出声光报警。应立即切断其它充电电源。

（b）车位某处发现明火时，对火灾车辆停车位左、右、后、上四个方向空间，应立即实施阻火帘或其他方式隔离，并在消防控制中心显示车辆停车位置，宜可在监视摄像屏上看到该车辆停车位置状态，应在该车辆停车位置有火灾灯光闪烁和发出报警声，引起有关人员关注和报警。

（c）自动、手动启动自动喷水灭火系统，主要性能参数和特点与电动自行车充电车棚简易式喷水灭火系统主要性能参数与特点基本相同。实施连续喷水灭火时间不得小于30min，应具有一定喷水强度，才能抑制火焰强度，防止火灾蔓延到其它停车位上。

5）锂离子电池储能（舱）电站自动灭火系统

锂离子电池储能（舱）电站作为一种新型的能源储存方式，在全球能源转型和可持续发展的大背景下，发挥着越来越重要作用。许多国家和地区都出台了相关政策，鼓励锂离子电池储能（舱）电站的建设和发展，促进了能源结构的优化和清洁能源的利用。使再生能源得到快速发展，尤其是光伏和风电的广泛和推广应用，对锂离子储能（舱）电站的需求日益增长，锂离子电池储能（舱）电站成为满足这一需求的重要解决方法。

锂离子电池储能（舱）电站主要作用与用途：一是调峰填谷；二是电网备用；三是提高新能源光伏、风电利用效率；四是保障电力供应的连续性和稳定性；五是降低用户的用电成本。但是，锂离子电池储能（舱）电站中的锂离子电池中含有较活泼的锂元素，当电池发生短路、过充、过放或温度较高时，将释放可燃气体，将可能引起火灾，并爆炸能量将非常大，抑制锂离子电池储能（舱）电站火灾发生和火灾蔓延的安全将显得特别重要。

锂离子电池储能（舱）电站自动灭火系统应具备如下主要性能参数和特点：

（a）快速响应能力。火灾早发现、早预警、早断电、早启动灭火系统。

（b）高灵敏度的火灾探测能力。不但应有对锂离子电池整舱CO、温度、烟感三种以上功能探测器，还应有对舱中每一簇中每一个电池室或箱中具有CO、温度、烟感三种以上功能探测器。探测器应质量稳定可靠，性能参数设置合理准确，才能实现（a）条款要求。

（c）智能报警灭火控制能力。能智能实时监控锂离子电池储能舱中每一簇中每一个电池室或箱和大舱内电池状态，分析火灾，自动或手动启动灭火程序。

（d）持续运行稳定能力。产品应选择获得消防3C或自愿认证证书的和行业中品牌企业产品，产品质量才稳定可靠。

（e）自我快速、准确诊断故障能力。自动探测报警灭火系统应能自动进行自我诊断，才能确保系统的可靠性。采用热敏线（导火索）探测、气体发生器（易燃易爆火工品）产生压力、电爆启动装置（电雷管）启动灭火系统等零部件配套的非贮压式灭火装置和气溶胶灭火装置产品，均是易燃易爆火工品产品。这些零部件易受潮、使用周期短、易受环境温度变化产生化学反应，容易失效和降低性能参数。火工品产品无法用压力值、电阻值、液位或称重方法等物理性能参数值，自动检测诊断灭火系统是否存在问题，建议锂离子电池储能（舱）电站和其他非常重要灭火设施，应谨慎使用易燃易爆火工品等零部件组合的灭火设备产品，难确保产品质量正常启动和灭火效能。

（f）当前主要采用单一种类灭火介质。锂离子电池储能舱中，目前主要采用：全氟己酮与七氟丙烷柜式灭火装置、有管网灭火系统、悬挂式灭火装置。锂离子电池储能舱中每一簇中每一个电池室或箱中，主要采用：全氟己酮与七氟丙烷直接式或间接式探火管式灭火装置、抑制式电启动壁挂式全氟己酮与七氟丙烷灭火装置。电池室和箱中，也有使用气溶胶灭火装置产品。经许多灭火试验和专家论文阐述，气溶胶灭火装置不能用于锂电池火灾灭火，不但不能灭火，还有可能引爆可燃气体爆炸。

（g）多灭火介质和实施多次灭火。建议对于锂离子电池设备结构复杂、造价昂贵、电池容量巨大的储能舱等设备，应采用气液灭火介质联用互补和多类灭火介质及实施数次灭火方案，实际投入灭火系统成本不高，平摊到每一个电池室和箱中，成本不高。这种锂电池火灾，才有可能灭火成功。推荐的这锂电池火灾灭火新设计理念，实际确保了设备几层安全性，最关键是看用户重视程度和前期投入，一旦发生火灾，灭火成功机率大幅提高，反而是大幅降低成本。

通过2024年参观全国大型储能舱博览会，锂电池储能舱灭火系统，已开始有少量企业采用“多灭火介质和数次灭火”新设计理念了。

（h）产品应符合国家、行业、团体标准和规范，才能生产销售，新修订的《气体灭火系统及部件》产品国家标准规定，七氟丙烷、全氟己酮灭火设备产品钢瓶贴花纸上，规定应同时标注瓶组空瓶重量、药剂重量、瓶组总重量，三个重量参数应是永久标记，不得修改，严防昂贵灭火药剂短斤少两和便于日常维护检查称重。

6）其它非常危险大型锂电池项目灭火设计方案与措施简要探讨

锂电池仓库堆垛机货架、大面积库房与车间屋顶上贴着安装光伏板、新能源电动汽车海运出口三项目灭火，就属于非常危险大型锂电池火灾项目，目前世界各国均没有较好的灭火设计方案和措施。

据中国汽车工业协会数据统计，2023年中国有491万辆汽车出口，2024年上半年向海外出口279.3万辆汽车，同比增长31%，其中新能源车出口达60.53万辆，同比增长13.2%，占全球市场占有率高达60%，正加速向全球迈进。

有数据显示，目前全球只有700多艘从事汽车海运的专业船只，拥有6500个车位的汽车运输船，近几年租金涨了10倍，已排队预约到2027年。在汽车出海需求高涨的背景下，一船难求现象十分普遍。

随着近几年新能源汽车海运出口数量增多，海上起火事件也频发。2023年9月一艘装载3000多辆汽车的货轮在荷兰海域起火，火势持续一周仍没扑灭，初步判定起火原因是与新能源汽车的电池有关。相隔数日又一艘装有2000余台纯电动和混动汽车的货轮在日本海域起火，推测火灾原因是其中一辆电动车的锂电池引起，扑救不及时，最终造成持续数天的大火。2022年2月10日一艘日本航运公司，汽车滚装船载有3965台汽车，从德国港口出发，因一辆保时捷汽车的锂电池起火，导致在大西洋上燃烧超过20天后，最后被完全烧毁，沉入海中，总价值可能达4.38亿美元，汽车造成了4亿美元的损失。

海运从业者告知新闻记者，为了大批运输车辆，滚装运输船一般拥有十几层停车甲板，数千辆汽车停在密闭空间内，上下左右的空间有时甚至不足半米。高密度的汽车装载量，碰上发展迅猛的新能源电动汽车起火后，船内的消防系统几乎起不到什么作用，船内的消防人员也无法及时赶到，阻止火势进一步蔓延，拥挤的环境反而加剧了他们被困的风险。

从业人士说：目前针对海上新能源汽车起火，业内正在研究三种解决方案：第一种是在船舱的消防系统中搭载专门用于扑灭电池起火的化学药剂；第二种则是通过规划与防火毯建立隔离区，在起火后尽量减少损失；第三种则是用一种类拟注射器的装置，刺入起火的电池内部；注水灭火。还说：这三种方法最终落地执行，还需一段时间。

锂电池火灾从发现冒小烟到产生明火，一般时间为2分钟至十几分钟，上述三种灭火解决方案，必须灭火人员近距离到达电动汽车旁边，太危险了，本人不做评论。但本人有大胆创新灭火方案，推荐采用本文章中“锂离子电池火灾灭火新设计理念”第（5）条款内容，并应采取专业措施，简述灭火方案与主要措施要点如下：

（a）早期预警系统。安装高灵敏空气采样感烟探测器、CO和温度等探测器，实时监测电动汽车电池组的工作状态。一旦产生烟雾，应能在1分钟内发现和报警。

（b）全方位无死角监视系统。可在值班室视屏中快速获得发烟电动汽车现场准确位置，实时清楚了解火灾工作状态，确认火警情况后，能迅速发出灭火信息，并立即组织准备灭火。

（c）只发现电动汽车冒小烟和没出现明火时，派专业消防员头戴防毒面具、身穿防火服，携带消防火钩或消防尖斧或钢珠弹弓迅速赶赴现场，将发烟电动汽车前玻璃和其它玻璃全部击碎。若发现电动汽车已开始产生较大明火时，这时应迅速用高压气枪、钢珠弹弓、高压水枪、石头或硬质物体远距离投掷击碎发生火灾的电动汽车玻璃。

（d）立即用大空间智能消防水炮、消防自动水炮、人工直流水枪等，同时几支水枪将水从不同方向射向，发生火灾的电动汽车已破碎玻璃窗口处，射入车内，约1立方水左右停止射击，采取淹没锂电池灭火方式，观察火灾和灭火状态，若进入电动汽车中水不能浸渍30min左右，仍应进行补水。若附近车辆发现起火，立即采用同样方法，实施灭火。

注意：最远或最不利点电动汽车，应有两支以上水枪，可水平射到电动汽车位置，才能实现上述灭火措施，确保每一部电动汽车和整个船舶的安全！

特别申明：锂电池火灾采用水来灭火有歧义，会产生氢气，将可能发生火灾，并有可能产生爆炸。本人建议采用水来扑灭锂电池火灾，仅供参考，造成生命财产安全和损失概不负责！

（e）锂电池发生火灾和灭火过程中，在室内通风环境较差时，应全面开启通风系统，使排烟和可燃气体通风达到良好状态，实现空气均匀通风，谨防发生爆炸式燃烧现象。

电动公交车、电动旅游大巴、锂电池仓库堆垛货架、电动汽车地下车库、大面积库房与车间屋顶上贴着安装光伏板等项目灭火设计方案理念，基本与电动汽车海运出口项目相同，但主要专业措施有较大区别。由于文章内容已超篇幅，就不再阐述了。需详细了解，有项目可联系本人。

3、锂离子电池火灾发生时主要措施

锂离子电池火灾发生时，由于其化学反应的特性，将产生可燃气体，火势往往难以控制，因此需要迅速采取有效的应对措施。锂离子电池火灾不仅会爆炸式燃烧，产生高温，还可能释放有毒气体，对人员和环境构成严重威胁，火灾可能会快速蔓延，酿成大火。应立即启动消防应急预案：

（1）立即撤离。一旦发现锂离子电池火灾，应尽快疏散人员并报警，是保障人员的首要任务。

（2）断电。应立即切断锂离子电池设备电源，抑制设备继续热失控，防止火灾蔓延。

（3）报警。立即拨打火警电话，通知消防部门。

（4）快速专业处理。各种类型锂离子电池火灾，快速专业处理方法和手段不同，总原则是：一是确保人员安全，二是将火灾损失降低到最低限度。

快速专业处理简要方法与手段如下：

锂离子电池火灾发现冒白黄色小烟到产生中小明火时间很难确定，这段时间内是快速专业处理火灾酿成大火灾的宝贵时间段，会受到多种因素影响，主要应依据火灾现场烟雾大小、火焰高度和火焰猛烈程度不确定。一般为两分钟至十几分钟，为了安全性，宝贵的2~3分钟内应快速完成认为最专业的如下工作：

（A）静止状态时的电动自行车、电动小汽车、电动公交车。

（a）尽快将发生火灾烟雾车附近的车撤出火灾场地，特别是停在地下停车场的电动小汽车，车门不能打开的，用2~5吨手动液压搬运车拖走，一旦发生火灾，减小火灾强度，防止火灾蔓延。

（b）将手提式和推车式灭火器、消防水带与水枪、消防软管转盘水枪、消防火钩、消防破拆斧和消防呼吸器等消防器材，搬到离火灾10米处，时刻准备着灭火。

（c）锂离子电池设备或车辆冒出较浓白黄色烟和出现明火时，消防器材应实施灭火、抑制火焰强度，防止火灾蔓延。同时应采用消防火钩、消防破拆斧、钢珠弹弓、对电动小汽车玻璃破碎，将自来水射入电动小汽车内，对安装在电动小汽车内底部的锂电池箱或箱内电池组，采用淹没式快速灭火。

电动公交汽车中电池箱，一般安装在车辆侧行李箱内，很难实现淹没式灭火，只能采用抑制火焰强度，防止火灾蔓延，让它燃烧。若电动公交汽车安装自动灭火系统的，应优先采用手动启动方式灭火。其它锂电池设备同样手动启动优先自动启动灭火方式。

（B）电动自行车、电动小汽车、电动公交汽车在行驶过程中，发现车辆冒白黄色烟，并嗅到对鼻和眼有较刺激性臭味时，应立即将车辆停靠在无车辆和建筑物及无人的马路边上，将车窗全部打开和熄火，人员迅速下车，远离车辆并报警，等待消防车来，实施灭火。

（5）各类锂离子电池设备，一旦发生火灾，应优先采用与设备配套的自动灭火系统。并优先采用手动启动方式灭火。

（6）各类锂离子电池设备，火灾不能扑灭或复燃时，人员应远离，防止发生爆炸式燃烧，这时重点应是抑制火灾强度，防止火灾蔓延，危害人民生命财产安全。

（7）及时对火灾环境清理，查找原因，恢复正常工作状态。

十、综合结论

1、做好宣传、执行、监督、训练，工作

各级政府部门、企事业单位、设计院、消防施工单位、小区与物业和用户应提高对锂电池火灾重视，严格执行电动自行车集中充电设施、充换电柜、地下车库电动汽车、锂电池储能（舱）电站等锂电池配套与项目的国家、行业、要求标准与规范严格执行，加强监督检查，各单位和岗位制定消防应急预案，并组织人员训练。以上等措施可以有效地降低锂电池火灾事故发生，保障人民群众的生命财产安全。

2、确保人生安全是第一原则

“预防为主，防消结合”是锂电池火灾首要工作。定期检查消防设施和以锂电池配套车辆、设备、充电设施检查，不合格的应立即整改。对人员进行锂电池火灾知识宣传、培训，制定人员撤离疏散消防应急预案，并组织全体人员训练。

3、预警与断电

在锂离子电池火灾中，通过许多次灭火试验可证明和许多专家锂电池火灾试验结论阐述，火灾信息提前准确探测、预警和断电，大多可及时阻止单体锂电池或锂电池组继续热失控，不再升温。预警与断电准确、提前，实际是一次有效的灭火。

预警有两个作用：一是对火灾信息异动发出报警，应立即断电和采取相关灭火措施；二是对灭火系统中各零部件正常工作时，性能参数出现异动，必须也应发出故障报警，应及时对灭火设备进行检查和维修，确保能正常灭火。

由于管理不当，产品本身存在设计和生产质量及施工安装问题，锂电池使用过程中存在短路、过充、过放等违规与碰撞及外部环境温度过高，锂离子电池一旦热失控，将释放大量可燃有毒气体，将会发生火灾，必须进行火灾信息监控预警。一个灭火系统和设备，若没有一个或几个关键性能参数监控产品质量指标，这种产品不是好产品，是存在缺陷的产品。如：气溶胶灭火装置和非贮压电爆灭火装置产品，就是这类产品，安装后不知道产品质量好与坏，这种灭火设备，一定要谨慎使用。贮压式灭火装置产品就不同，若钢瓶内压力下降到下限值可自动报故障警，发出声光闪烁，灭火后发出该灭火钢瓶已启动灭火，同样发出报警声响。

4、最小损失性原则

采用本文中“锂离子电池火灾灭火设计新设计理念”，依据以锂离子电池配套设备大小、造价、容积大小，确保区域大小、形状；是局部灭火还是全淹没；内外环境；社会影响力等因素， 选择气体灭火剂快速实施1~3次，每间隔2~5分钟左右，尽量对锂电池室或箱体内部喷射气体灭火剂实施灭火与降温冷却，确保整套设备中某局部锂电池室或箱或柜中单体电池或电池组不热失控，其它电池组和配套设备仍完好的一种有效灭火措施，将火灾损失降到最小。

5、局部设备部件损失性灭火原则

采用本文章中“锂离子电池火灾灭火设计新理念”，选择清水、水基灭火剂，建议采用大口径管道或喷嘴，快速将液体灭火剂灌入或充入电池组，包装物或电池箱最里面，将各单体锂离子电池组全部淹没在液体介质中，实现最终快速灭火和抑制热失控，防止锂电池火灾复燃，确保整台套设备财产安全。

6、整台套设备损失性灭火原则

采用本文章中“锂离子电池火灾灭火设计新理念”的第（6）条款方法与措施，这里就不再赘述了。

锂离子电池配套设备的自动灭火系统是保障电池安全运行的主要技术，这一新兴领域关系到新能源行业的安全和健康发展。我们不但要政策支持、标准制定、安全监管，更应行业合作，将技术创新、技术完善的设计施工好方案推广到市场应用，若同仁们需要较详细深入探讨电动自行车充电雨棚喷水灭火系统、充换电柜、锂电池电动小汽车、电动公交汽车与电动旅游大巴、储能舱、锂电池仓库堆垛机货架等其它锂电池设备等项目自动灭火系统设计性能参数者或有项目者，欢迎与本人联系，利达集团工程技术人员和本人愿献计献策，联合设计，为全方位地推动锂离子电池自动灭火系统的发展，为新能源行业的安全保驾护航！

注：本文章分为上、中、下三篇，“上篇：概述、锂电池结构、火灾特点”文章，与“中篇：标准、规范、要求、专家论文”文章相承接。

收稿日期：2024-5-8；修改日期：2024-8-30

作者简介：朱劲武，男，北京利达海鑫灭火系统设备有限公司，主要从事气体灭火系统研发、生产销售工作。

作者地址：北京市北京经济技术开发区荣京东街17号

作者邮编：100176，电话：13910793712

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