CN114432616A - 汽车停车位火灾探测和阻隔系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车停车位火灾探测和阻隔系统，车辆停车位相邻交界处沿停车位分隔线铺设防火分隔水幕管路，防火分隔水幕管路通过控制阀与停车位消防配水管路连通，停车位消防配水管路接入停车位消防控制主机，停车位消防控制主机连接外部消防给水管路；在停车位分隔线的一端外设置远程火灾探测控制装置，远程火灾探测装置与防火分隔水幕管路控制阀电连接，远程火灾探测装置通过通信信道互相连接，通信信道连接停车位消防控制主机受其控制。本发明在车辆发生火灾时能够及时发现，并及时自动接通停车位邻近的防火分隔水幕管路，生成高强度的消防水幕，压制失火车辆的火情，阻隔火灾蔓延到相邻车位，防止火灾大规模扩散，避免造成更大的损失。

Description

汽车停车位火灾探测和阻隔系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车停车位消防、电动汽车安全领域，尤其是一种汽车停车位火灾探测和阻隔方法及系统。

背景技术

随着电动汽车的普及，与电动汽车相关的火灾事故频频发生，很大一部分火灾事故发生在停车场，特别是发生在电动汽车在停车场充电过程中，电动汽车的动力电池为高能量密度的锂离子电池，几乎所有的电动汽车火灾事件都是与动力电池相关，一旦停车位上的电动汽车发生了热失控火灾事故，其锂离子电池包的燃烧反应剧烈，以现有的常规消防措施几乎不可能扑灭，而且其侧向产生的高温流射火焰几分钟之内就会将相邻车辆引燃，并且相邻车辆也会产生连锁热失控反应，如果不采集控制措施，火灾将波及整个停车场，会造成极大的财产损失。有鉴于此，有必要对高风险停车场配备有效的停车位火灾阻隔设施。

发明专利申请号201910530793.0提供了一种利用钢管支架结构建立喷淋系统实现停车位防火分隔的系统，这一喷淋系统位于停车位顶部，而电动汽车的锂离子动力电池包位于车辆的底部，乘客舱与电池舱之间都有安全防护隔断，热失控爆燃初期所产生侧向高温射流火基本都在50CM高度以下，不会很快烧到车辆上部，高位自然喷淋系统对低位射流火的压制强度不够，火灾阻隔的效率不高。此外，钢管支架结构建立的喷淋系统，工程复杂，造价高，对于大多数停车场可实施性不好，钢管支架结构对停车位之间的自由空间影响较大，也不适用于多停车位的停车场。

发明专利申请号202011278668.4提供一种将探测器安装于停车位中央(车底部)，并通过侧向水气灭火喷头抑制火灾的车位火情预警和控制的系统和方法，这种系统主要缺陷有三个：第一，其系统设计的出发点是企图抑制火灾，其设计的水气喷头没有覆盖整个车位长度，不足以阻隔车位间的热失控蔓延；第二，整个火灾抑制系统通过一组电磁阀控制，在系统管理多个车位的情况下，如果有一辆车着火，则所有车位无差别喷射灭火剂灭火，不但浪费灭火剂，众多管路的分流也极大削弱了水气喷头喷射强度；第三，电池包发生热失控初期，位于电池包侧面或上部的泄压阀被冲开，爆燃射流高温气体火会最早从泄压阀逸出，表现在整车外部首先是从车辆一侧或两侧喷射出烟雾和高温火焰，而且很多电动汽车为了安全考虑，在车辆底部装了防撞保护装甲，其系统将包括烟雾和温度传感器的监测装置设置在车辆底部地面中央，视角受限，不能第一时间探测到火灾的发生，错过抑制火灾、防止火灾蔓延的时机。

还有其他一些停车位消防方案基本都采用一般传统建筑消防的设计理念，没有针对电动汽车火灾的发生特点设计有效的停车位火灾探测和阻隔方案。

发明内容

本发明的目的在于克服目前在停车位上汽车火灾探测发现不及时，没有快速高效停车位火灾阻隔手段的不足，提供一种汽车停车位火灾探测和阻隔方法及系统，这种方法经济实用，可实施性好，能够及时发现停车位上的车辆火灾，并自动采取有效措施控制火情，阻隔火灾在停车位之间的扩散，保护停车场其他车辆的安全。

本发明所述的方法如下：

一种汽车停车位火灾探测和阻隔系统，车辆停车位相邻交界处沿停车位分隔线铺设防火分隔水幕管路，防火分隔水幕管路通过控制阀与停车位消防配水管路连通，停车位消防配水管路接入停车位消防控制主机，停车位消防控制主机连接外部消防给水管路；在停车位分隔线的一端外设置远程火灾探测控制装置，远程火灾探测装置通过控制线与防火分隔水幕管路控制阀电连接，远程火灾探测装置通过通信信道互相连接，通信信道还连接停车位消防控制主机受其控制。

优选的，所述通信信道为通信总线，远程火灾探测控制装置通过通信总线相互连接，通信总线还与停车位消防控制主机相连。

优选的，所述远程火灾探测控制装置包括微控制单元、通信模块、驱动模块、电源模块、烟雾传感器、两只非接触式温度传感器、蜂鸣器、指示灯、通信接口、驱动接口、电源接口且集成在一块印刷电路板上，印刷电路板安装在具备防水防尘功能的外壳内，两只非接触式温度传感器安装在远程火灾探测控制装置同一水平线上，左右相距设置。

优选的，停车位消防控制主机包括控制器、声光报警器和给水设备，给水设备包括水箱和水泵，水泵进水口一端连接水箱，出水口一端与停车位消防配水管路相连；控制器通过给水控制线与水泵相连，控制器还通过通信信道与远程火灾探测控制装置相连，控制器还电连接声光报警器，控制器通过通信链路与上级管理系统相连。

优选的，水箱内储存着水基灭火剂，水箱还连接外部消防给水管路，当水基灭火剂因消耗不足时，自动接通外部消防给水管路注入消防用水。

优选的，远程火灾探测控制装置包括的通信模块是无线传输通信模块，所述通信信道为具备自组网功能的无线通信网络。

优选的，防火分隔水幕管路沿停车位分隔线覆盖停车位长度，管路上安装有多个水幕喷嘴，水幕喷嘴的水幕保护面方向相同或不相同，水幕喷嘴为一种或二种或多种型号间隔安装，水幕喷嘴沿着防火分隔水幕管路方向直线对齐方向朝上安装或以防火分隔水幕管路方向为轴线向停车位一侧或两侧交错倾斜安装。

本发明还公开了一种汽车停车位火灾探测和阻隔方法，停车位火灾探测和阻隔步骤如下：

1)远程火灾探测控制装置实时探测相邻两停车位是否发生火灾；

2)远程火灾探测控制装置发现火灾，继续步骤3)，否则重复步骤1)；

3)远程火灾探测控制装置判断相邻停车位哪一侧发生火灾，通过通信信道发出指定停车位火灾报警信号，同时启动自带的声光报警；

4)停车位消防控制主机接收到报警信号，通过通信信道向发生火灾停车位的相邻两台远程火灾探测控制装置发出启动防火分隔水幕指令；

5)发生火灾停车位的相邻两台远程火灾探测控制装置通过控制线开启相连接的控制阀，

6)停车位消防控制主机启动给水设备，向停车位消防配水管路注入所需供给强度的消防用水，如果消防主机水量不够，则自动开通外部消防给水管路补充消防用水；

7)停车位消防控制主机启动声光报警器，并将火灾报警信息上报给第三方管理系统。

优选的，步骤3)中远程火灾探测控制装置的判别过程由微控制单元内置的汽车停车位火灾探测报警算法实现，具体步骤为：

a)设置一个长度为10的队列Q，一个初始值为0的计数器；

b)每秒同时读取非接触式温度传感器a和b测得的温度Ta和Tb；

c)如果Ta>H或Tb>H，则计数器加1，否则队列清空，计数器归零，回到上一步，H是根据环境预先设定的报警阈值；

d)如果计数大于1，同时烟雾传感器读取烟雾浓度超标，则蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪，通过通信总线发出火警信号，计数器归零，回到步骤b)；

e)如果计数超过12，则蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪，通过通信模块发出火警信号，计数器归零，回到步骤b)；

f)如果Ta>Tb，则在队列里插入a，否则插入b；

g)计算队列中a和b的数量，如果a的数量大于7，则生成a侧停车位火警信号，如果b的数量大于7，则生成b侧停车位火警信号，蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪；

h)火警信号通过通信模块发出；

i)计数器清零，返回步骤b)执行，继续监控。

本发明的有益效果

采用本发明的方案，能够在车辆发生火灾时及时发现，并及时自动接通停车位邻近的防火分隔水幕管路，生成高强度的消防水幕，压制失火车辆的火情，阻隔火灾的蔓延到相邻车位，防止火灾大规模扩散，避免造成更大的损失。

本发明针对停车位上车辆，特别是电动汽车发生火灾的场景，设计了远程火灾探测控制装置，远程火灾探测控制装置是一台具备探测、判断和驱动功能的智能设备，安装在停车位分隔线的一端外部。电动汽车的电池包发生热失控初期，位于电池包侧面或上部的泄压阀被冲开，爆燃射流高温气体火会最早从泄压阀逸出，表现在整车外部首先是从车辆一侧或两侧喷射出烟雾和高温气体射流火焰，远程火灾探测控制装置正对停车位分隔线安装，监控车辆的侧面，能够第一时间捕获电动汽车电池包热失控引发的爆燃高温火焰和烟尘。远程火灾探测控制装置配置了两只水平排列的非接触式温度传感器和烟雾传感器，能够通过视差比对算法初步判断哪一侧车辆发生火灾，两只相距安装的温度传感器辅以烟雾传感器也能够避免因为车辆位置遮挡等原因而产生的漏判，极大提高了探测的可靠性。当停车位上车辆发生火灾时，远程火灾探测控制装置发火警信息给停车位消防控制主机，直接就近开启停车位相邻的防火分隔水幕管路控制阀，停车位消防控制主机启动水泵向停车位消防配水管路注入高压水基灭火剂，由于配水管路只给发生火灾的停车位的相邻两路防火分隔水幕管路精准供水，因此防火分隔水幕管路有充足的水压和水量，防火分隔水幕管路上密布的多向水幕喷头能够喷射出足够喷射强度和水量的水幕，高强度水幕充斥车位之间，能够有效防止火势蔓延到相邻车辆，同时还能够给事故车辆降温，避免发生更严重事故。整个系统结构简洁，实用性高，施工难度低，可扩展性强，无需对现有停车场做大的工程改造就能够有效保护公共场所的财产安全，能够带来良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式的示意图。

图2是一款远程火灾探测控制装置的实施功能模块示意图。

图3是一款远程火灾探测控制装置的实施结构示意图。

图4是停车位火灾探测报警算法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

结合图1，本方法在实际应用中可以在车辆停车位36相邻交界处沿停车位分隔线铺设防火分隔水幕管路23，防火分隔水幕管路的一端通过电动控制阀26与停车位消防配水管路28连通，停车位消防配水管路28接入停车位消防控制主机22的水泵33供水，停车位消防控制主机22由控制器30、声光报警器31和给水设备组成，给水设备包括水箱34、外部消防自动补水管路29和水泵33，水泵33的进水口一端连接水箱，出水口一端连接停车位消防配水管路28；控制器30通过给水控制线32与水泵33电相连，控制器30还与通信总线24和声光报警器31相连，控制器30可通过通信链路35与上级管理系统相连。停车位消防控制主机通过自动补水管路29连接外部消防给水系统；在停车位分隔线的一端外设置远程火灾探测控制装置21，远程火灾探测控制装置21距离地面高度为30cm，面向车位分隔线；远程火灾探测装置通过控制线25与防火分隔水幕管路的电动控制阀26电连接，远程火灾探测装置通过通信总线24互相连接。在本实施例中通信总线24采用CAN总线，控制器30为符合国标GB4717要求的区域型火灾报警控制器，停车位消防配水管路28和防火分隔水幕管路23均采用镀锌不锈钢管，防火分隔水幕管路23沿停车位分隔线覆盖停车位长度，管路上安装有10只水幕喷嘴27，在管路两端安装各安装一只扇形喷嘴，水幕喷射面与防火分隔水幕管路方向垂直，横向保护车位两端，其余8只水幕喷嘴沿着防火分隔水幕管路方向直线对齐方向朝上安装，水幕喷射面与防火分隔水幕管路方向呈30度夹角，喷嘴型号为ZSTMA-90-160。

图2为远程火灾探测控制装置的一款实施例功能模块示意图，图3为其实施结构示意图，其功能模块包括微控制单元1、通信模块2、驱动模块3、电源模块4、烟雾传感器5、两只非接触式温度传感器6、蜂鸣器7、LED指示灯8、通信接口9、报警驱动接口10、电源接口11集成在一块印刷电路板12上，印刷电路板12安装在具备防水防尘功能的外壳13内，两只非接触式温度传感器6安装在远程火灾探测控制装置21同一水平线上，左右相距设置，微控制单元内存有汽车停车位火灾探测报警算法。

为了更好的说明本发明，实施例中使用的主要元器件的来源和型号为：

微控制单元：STM32

通信模块：TJA1050

驱动模块：MJE253G

电源模块：MPM3515 GQV

烟感传感器：MQ-2

温度传感器：MRTD-3011

本发明还公开了一种汽车停车位火灾探测和阻隔方法，停车位火灾探测和阻隔步骤如下：

1)远程火灾探测控制装置实时探测相邻两停车位是否发生火灾；

2)远程火灾探测控制装置发现火灾，继续步骤3)，否则重复步骤1)；

3)远程火灾探测控制装置判断相邻停车位哪一侧发生火灾，通过通信信道发出指定停车位火灾报警信号，同时启动自带的声光报警；

4)停车位消防控制主机接收到报警信号，通过通信信道向发生火灾停车位的相邻两台远程火灾探测控制装置发出启动防火分隔水幕指令；

5)发生火灾停车位的相邻两台远程火灾探测控制装置通过控制线开启相连接的控制阀，

6)停车位消防控制主机启动给水设备，向停车位消防配水管路注入所需供给强度的消防用水，如果消防主机水量不够，则自动开通外部消防给水管路补充消防用水；

7)停车位消防控制主机启动声光报警器，并将火灾报警信息上报给第三方管理系统。

结合图4，步骤3)中远程火灾探测控制装置的判别过程由微控制单元内置的汽车停车位火灾探测报警算法实现，具体步骤为：

a)设置一个长度为10的队列Q，一个初始值为0的计数器；

b)每秒同时读取非接触式温度传感器a和b测得的温度Ta和Tb；

c)如果Ta>110℃或Tb>110℃，则计数器加1，否则队列清空，计数器归零，回到上一步，H是根据环境预先设定的报警阈值；

d)如果计数大于1，同时烟雾传感器读取烟雾浓度超标，则蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪，通过通信总线发出火警信号，计数器归零，回到步骤b)；

e)如果计数超过12，则蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪，通过通信模块发出火警信号，计数器归零，回到步骤b)；

f)如果Ta>Tb，则在队列里插入a，否则插入b；

g)计算队列中a和b的数量，如果a的数量大于7，则生成a侧停车位火警信号，如果b的数量大于7，则生成b侧停车位火警信号，蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪；

h)火警信号通过通信模块发出；

i)计数器清零，返回步骤b)执行，继续监控。

远程火灾探测控制装置21实时探测相邻两停车位是否发生火灾，如果发现了火灾，则初步判断相邻停车位那一侧发生火灾，通过通信总线24发出停车位火灾报警信号，同时远程火灾探测控制装置上的蜂鸣器7鸣响，指示灯8闪亮，停车位消防控制主机22的控制器30接收到报警信号，通过通信总线24向发生火灾停车位相邻的两台远程火灾探测控制装置21发出启动防火分隔水幕指令，同时启动声光报警器31报警，两台远程火灾探测控制装置21通过控制线25开启相连接的电动控制阀26。消防控制主机22的控制器30还通过给水控制线32启动水泵33，向停车位消防配水管路28注入所需供给强度的消防用水，停车位消防控制主机22的控制器30还通过通信链路35同时将火灾报警信息上报给停车场管理系统。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神做举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种汽车停车位火灾探测和阻隔系统，其特征在于：车辆停车位(36)相邻交界处沿停车位分隔线铺设防火分隔水幕管路(23)，防火分隔水幕管路(23)通过控制阀(26)与停车位消防配水管路(28)连通，停车位消防配水管路(28)接入停车位消防控制主机(22)，停车位消防控制主机(22)连接外部消防给水管路(29)；在停车位分隔线的一端外设置远程火灾探测控制装置(21)，远程火灾探测装置(21)通过控制线(25)与防火分隔水幕管路(23)控制阀(26)电连接，远程火灾探测装置(21)通过通信信道互相连接，通信信道还连接停车位消防控制主机(22)受其控制。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述通信信道为通信总线(24)，远程火灾探测控制装置(21)通过通信总线相互连接，通信总线还与停车位消防控制主机(22)相连。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述远程火灾探测控制装置(21)包括微控制单元(1)、通信模块(2)、驱动模块(3)、电源模块(4)、烟雾传感器(5)、两只非接触式温度传感器(6)、蜂鸣器(7)、指示灯(8)、通信接口(9)、驱动接口(10)、电源接口(11)且集成在一块印刷电路板(12)上，印刷电路板(12)安装在具备防水防尘功能的外壳(13)内，两只非接触式温度传感器(6)安装在远程火灾探测控制装置(21)同一水平线上，左右相距设置。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：停车位消防控制主机(22)包括控制器(30)、声光报警器(31)和给水设备，给水设备包括水箱(34)和水泵(33)，水泵(33)进水口一端连接水箱，出水口一端与停车位消防配水管路(28)相连；控制器(30)通过给水控制线(32)与水泵(33)相连，控制器(30)还通过通信信道与远程火灾探测控制装置(21)相连，控制器(30)还电连接声光报警器(31)，控制器(30)通过通信链路(35)与上级管理系统相连。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：水箱(34)内储存着水基灭火剂，水箱(34)还连接外部消防给水管路(29)，当水基灭火剂因消耗不足时，自动接通外部消防给水管路(29)注入消防用水。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：远程火灾探测控制装置(21)包括的通信模块(2)是无线传输通信模块，所述通信信道为具备自组网功能的无线通信网络。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：防火分隔水幕管路(23)沿停车位分隔线覆盖停车位长度，管路上安装有多个水幕喷嘴(27)，水幕喷嘴的水幕保护面方向相同或不相同，水幕喷嘴为一种或二种或多种型号间隔安装，水幕喷嘴沿着防火分隔水幕管路(23)方向直线对齐方向朝上安装或以防火分隔水幕管路(23)方向为轴线向停车位一侧或两侧交错倾斜安装。

8.一种汽车停车位火灾探测和阻隔方法，其特征在于停车位火灾探测和阻隔步骤如下：

1)远程火灾探测控制装置实时探测相邻两停车位是否发生火灾；

2)远程火灾探测控制装置发现火灾，继续步骤3)，否则重复步骤1)；

3)远程火灾探测控制装置判断相邻停车位哪一侧发生火灾，通过通信信道发出指定停车位火灾报警信号，同时启动自带的声光报警；

4)停车位消防控制主机接收到报警信号，通过通信信道向发生火灾停车位的相邻两台远程火灾探测控制装置发出启动防火分隔水幕指令；

5)发生火灾停车位的相邻两台远程火灾探测控制装置通过控制线开启相连接的控制阀，

6)停车位消防控制主机启动给水设备，向停车位消防配水管路注入所需供给强度的消防用水，如果消防主机水量不够，则自动开通外部消防给水管路补充消防用水；

7)停车位消防控制主机启动声光报警器，并将火灾报警信息上报给第三方管理系统。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤3)中远程火灾探测控制装置的判别过程由微控制单元内置的汽车停车位火灾探测报警算法实现，具体步骤为：

a)设置一个长度为10的队列Q，一个初始值为0的计数器；

b)每秒同时读取非接触式温度传感器a和b测得的温度Ta和Tb；

c)如果Ta>H或Tb>H，则计数器加1，否则队列清空，计数器归零，回到上一步，H是根据环境预先设定的报警阈值；

d)如果计数大于1，同时烟雾传感器读取烟雾浓度超标，则蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪，通过通信总线发出火警信号，计数器归零，回到步骤b)；

e)如果计数超过12，则蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪，通过通信模块发出火警信号，计数器归零，回到步骤b)；

f)如果Ta>Tb，则在队列里插入a，否则插入b；

g)计算队列中a和b的数量，如果a的数量大于7，则生成a侧停车位火警信号，如果b的数量大于7，则生成b侧停车位火警信号，蜂鸣器鸣叫，指示灯急闪；

h)火警信号通过通信模块发出；

i)计数器清零，返回步骤b)执行，继续监控。

Images