技术领域
[0001] 本发明涉及电动自行车火灾试验领域，具体涉及一种电动自行车火灾模拟试验方法及系统。
相关背景技术
[0002] 近年来，电动自行车火灾问题层出不穷，火灾安全问题引起了社会各界高度关注。通过模拟试验分析电动自行车火灾特征对于电动自行车火灾安全设计、预警、防护、处理有重要意义。但目前电动自行车火灾模拟试验仍存在以下问题：
[0003] 1.当前电动自行车火灾特征无系统量化分析手段。
[0004] 2.火灾特征分析主要靠人观察，存在人为偏差，且由于火灾过程存在一定危险性，对于火焰特征参数例如各阶段的火焰高度、直径等无法进行准确的测量。
[0005] 3.当前对于电动自行车火灾模拟的试验方法比较简略，不能对火灾模拟试验起到良好的指导作用。
[0006] 4.当前电动自行车火灾模拟试验主要是实际应用层面，无法为充电场景火灾识别系统的开发、灭火方法和火灾溯源等提供详尽数据支持和技术支撑。
[0007] 5.当前电动自行车火灾模拟方法比较分散，无法对整个火灾试验过程和数据进行系统的整合。
具体实施方式
[0051] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0052] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0053] 实施例一
[0054] 本实施例提供了一种电动自行车火灾模拟试验方法，包括以下步骤：
[0055] 将试验的电动自行车放置于试验场内，如图1所示，在试验场内设置至少1台红外热成像仪、至少1台视频摄像机和至少1个热流计。视频摄像机采用自带本地储存卡储存数据，红外热成像仪通过有线传输，本地储存。
[0056] 本实施例中使用平面状或者棒状加热装置对电动自行车的电池中的一单体电池进行加热，该加热装置表面应覆盖陶瓷、金属或绝缘层。对于尺寸与单体电池相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个单体电池，与触发的单体电池的表面直接接触；对于薄膜加热装置，则应将其始终附着在触发对象的表面，加热装置的加热面积都应不大于单体电池的表面积；将加热装置的加热面与单体电池表面直接接触，加热装置的位置如图2所示。
[0057] 如图5所示，以视频摄像机摆放方向为车辆正前方，在车辆正后方布置高度标尺和水平标尺，水平标尺长度为a，高度标尺长度为b，水平标尺固定在垂直标尺上，垂直标尺固定在地面并与车辆在同一水平面上。
[0058] 试验时，打开车辆电源，使整车处于通电状态，以加热装置的最大功率对车辆的电池中的一单体电池进行加热，当图2中的被触发的单体电池的温度与电池BMS的温度报警阈值相差设定温度值时，如被触发的单体电池的温度达到电池BMS的温度报警阈值前5℃时，降低加热功率或者停止加热，直至温度逐渐升温至温度报警阈值，记录BMS报警信息以及随车报警硬件及功能响应情况。
[0059] 然后，继续以最大功率对触发的单体电池进行加热，直至触发的单体电池发生热失控时，停止加热，并记录此时时间以及电池温度。
[0060] 电池热失控的判定条件如下：
[0061] a)被触发的单体电池产生电压降，且下降值超过初始电压的25％；
[0062] b)被触发的单体电池的温度达到制造商规定的最高工作温度；
[0063] c)被触发的单体电池的的速率dT/dt≥1℃/s，且持续3s以上。
[0064] 当a)和c)或者b)和c)发生时，判定触发的单体电池发生热失控。
[0065] 在整个试验过程中，实时采集触发的单体电池的电压、温度值以及温升速率情况、视频信息，以及电池仓内的烟雾信息。
[0066] 通过视频摄像头多方向采集火灾过程车辆图像信息，基于现有的烟雾识别算法、火焰识别算法，结合烟雾传感器采集的烟雾信息，得到出现烟雾、明火的时刻，同时计算出现烟雾时与热失控时的时间差，以及出现火焰时与热失控时的时间差。
[0067] 通过现有的火焰图像识别算法，在视频摄像头采集的图像信息中识别出火焰，并计算火焰的高度与宽度。
[0068] 火焰的高度与宽度的计算步骤为：
[0069] 计算视频摄像头采集的图像中水平标尺像素点数n1和高度标尺像素点数n2，以及对应图像中火焰宽度像素点数n3与火焰高度像素点数n4，通过下式计算火焰宽度与高度：
[0070] 火焰宽度L＝a×n3
[0071] n1
[0072] 火焰高度H＝b×n4，
[0073] n2
[0074] 其中，a为水平标尺长度，b为高度标尺长度。
[0075] 通过视频摄像头采集火焰的高度与宽度，实时识别火焰外形特征变化，存储自出现火苗后每个设定时长内火焰宽度最大、高度最高的图片。为记录起火后各时段不同视角的火焰尺寸特征，可在车辆正面、侧面、45°方向布置视频摄像头以及对应标尺，如图6所示。
[0076] 本实施例还对火灾最高温度分布情况进行分析，具体地：
[0077] 在采集视频信息的视频摄像头视角下建立空间坐标系，并拍摄一张试验前照片；设置若干温度传感器，在试验过程中实时采集车辆本身及其周围的温度信息；设置热成像仪，将热成像的空间坐标融合到视频摄像头的空间坐标系下，在试验过程中实时采集实验场的热成像信息。
[0078] 试验过程中，实时记录各温度传感器数据，整车及周边范围内温度场、辐射热流情况。
[0079] 实时分析试验开始后每一固定间隔时间区间内温度传感器与热成像仪采集的温度数据中的最高温度值，并记录其位置。
[0080] 若最高温度为温度传感器采集，则记录该温度传感器所在部位，若最高温度为热成像仪记录的，通过热成像标记位置，记录标记位置坐标；在试验前照片上标记每个最高温度所在位置以及对应的时间。
[0081] 试验结束后在试验前照片上生成最高温度点位置以及数值动态变化视频。
[0082] 实施例二
[0083] 该实施例提供了一种电动自行车火灾模拟试验系统，包括用于对车辆电池进行加热的加热装置、设置于被触发的电池单体上的电池温度传感器、用于采集触发的电池单体电压的电压采集模块、设置于车辆电池仓内的烟雾传感器、设置于试验场内的视频摄像头、热流计，以及处理模块。
[0084] 本实施例中使用平面状或者棒状加热装置对电动自行车的电池中的一单体电池进行加热，该加热装置表面应覆盖陶瓷、金属或绝缘层。对于尺寸与单体电池相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个单体电池，与触发的单体电池的表面直接接触；对于薄膜加热装置，则应将其始终附着在触发对象的表面，加热装置的加热面积都应不大于单体电池的表面积；将加热装置的加热面与单体电池表面直接接触，加热装置的位置应如图2所示。
[0085] 电池温度传感器、电压采集模块、烟雾传感器、视频摄像头、热流计分别与处理模块连接，向处理模块发送其采集的对应信息，包括但不限于电池温度、触发的单体电池的电压信息、电池仓内是否出现烟雾、试验场内的图像信息和辐射热流信息，处理模块与加热装置控制连接，控制加热装置的开启与关闭。
[0086] 处理模块根据实施例一所记载的电动自行车火灾模拟试验方法进行电动自行车火灾模拟试验。
[0087] 实施例三
[0088] 该实施例提拱了一种电动自行车火灾模拟试验系统，包括用于对车辆电池进行加热的加热装置、设置于被加热的电池单体上的电池温度传感器、设置于车身及车辆周围的若干场内温度传感器、用于采集所述电池单体电压的电压采集模块、设置于车辆电池仓内的烟雾传感器、设置于试验场内的视频摄像头、热成像仪、热流计，以及处理模块；
[0089] 本实施例中使用平面状或者棒状加热装置对电动自行车的电池中的一单体电池进行加热，该加热装置表面应覆盖陶瓷、金属或绝缘层。对于尺寸与单体电池相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个单体电池，与触发的单体电池的表面直接接触；对于薄膜加热装置，则应将其始终附着在触发对象的表面，加热装置的加热面积都应不大于单体电池的表面积；将加热装置的加热面与单体电池表面直接接触，加热装置的位置应如图2所示。
[0090] 如图3和图4所示，若干场内温度传感器分别布置于车辆的左右车把，鞍座，储物盒，以及人驾驶车辆时，心脏与头部所在位置。一般说来，电池正上方距地1.3m处为人驾驶车辆时心脏所在位置，电池正上方距地1.8m处，为人驾驶车辆时头部所在位置。
[0091] 电池温度传感器、场内温度传感器、电压采集模块、烟雾传感器、视频摄像头、热成像仪、热流计分别与所述处理模块连接，向处理模块发送其采集的对应信息，包括但不限于电池温度，车辆左右车把、鞍座、储物盒、人驾驶车辆时、心脏与头部所在位置的温度，触发的单体电池的电压信息、电池仓内是否出现烟雾、试验场内的图像信息、热成像信息、辐射热流信息，处理模块与加热装置控制连接，控制加热装置的开启与关闭。
[0092] 所述处理模块根据实施例一所记载电动自行车火灾模拟试验方法进行电动自行车火灾模拟试验。
[0093] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0094] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
