本發明屬于測試平臺設計領域，具體涉及一種動力電池火災防控系統測試平臺。

背景技術：

1、隨著技術的發展，為了響應國家對節能減排的要求，機車車輛逐漸開發出以鋰離子動力電池為新型動力源的新一代節能環保型機車。但鋰離子電池由于其本質不安全，一旦發生過充、短路、過溫等濫用條件，電池有可能發生熱失控，若不加以控制，將導致電池火災乃至機車車輛的火災，故機車車輛鋰離子動力電池火災防控系統應用而生。

2、軌道交通用動力電池火災防控系統從工作原理上分為防和控，防是在電池溫度超過正常工作溫度，但未達到熱失控溫度之前，進行降溫抑制，防患于未然；控是電池溫度超過熱失控溫度之后，進行明火抑制，防止明火擴散。

3、針對軌道交通用動力電池火災防控系統的火災防控性能驗證方法于2024年8月在中國鐵道科學研究院機車車輛研究所編寫的團體標準tj/jw?001c—2024《機車車載安全防護系統(6a系統)機車防火監控子系統暫行技術條件》中得以規范。但是目前的有關測試平臺，并不能較好的按照以上標準完成動力電池火災防控系統防控性能試驗。

技術實現思路

1、本發明公開了一種動力電池火災防控系統測試平臺，以克服上述技術問題。

2、為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

3、一種動力電池火災防控系統測試平臺，包括：加熱板、信號采集模塊、圖像采集與識別模塊、測試平臺主機、安全監控模塊、1#電點火開關；

4、所述加熱板用于在采用測試平臺對動力電池火災防控系統進行降溫試驗或者滅火試驗時，對動力電池進行加熱；

5、所述信號采集模塊用于在動力電池火災防控系統的降溫試驗/滅火試驗中，在對動力電池進行加熱時，實時獲取加熱板的輸入電流和加熱板的輸入電壓；在對動力電池火災防控系統進行降溫試驗/滅火試驗時，獲取釋放冷卻介質/滅火介質時的消防鋼瓶的噴頭處冷卻介質/滅火介質的釋放壓力和冷卻介質/滅火介質的流量；在動力電池火災防控系統的降溫試驗/滅火試驗結束后，獲取動力電池所在區域的一氧化碳濃度、氫氣濃度、環境溫度以及環境電壓；

6、所述圖像采集與識別模塊用于在對動力電池火災防控系統進行滅火試驗時，獲取對動力電池的監控圖像，以基于對動力電池的監控圖像的色調值的范圍、飽和度值的范圍和亮度值的范圍，確定對動力電池的監控圖像中是否存在明火區域；

7、所述測試平臺主機用于根據加熱板的輸入電流、加熱板的輸入電壓，實時獲取加熱板的實際加熱功率，以在對動力電池火災防控系統進行降溫試驗時，使得電池極耳處的溫度變化滿足溫升曲線，并在對動力電池進行加熱結束后，對動力電池進行降溫，以根據動力電池溫度下降速率、冷卻介質釋放壓力、冷卻介質流量變化以及動力電池火災防控系統的故障信號，確定動力電池火災防控系統的降溫性能，以對確定動力電池火災防控系統的降溫性能進行綜合評估；以及在對動力電池火災防控系統進行滅火試驗時，使得加熱板的加熱功率為預設的滅火試驗加熱板功率，如圖3所示；并在對動力電池進行加熱結束后，采用1#點火開關點火，以當對動力電池的監控圖像中存在明火區域時，對動力電池區域進行滅火，以根據明火抑制情況、滅火介質釋放壓力、滅火介質流量變化以及動力電池火災防控系統的故障信號，確定電池火災防控系統的滅火性能，以對動力電池火災防控系統的滅火性能進行綜合評估；

8、所述安全監控模塊用于在確定動力電池火災防控系統的降溫性能或者確定動力電池火災防控系統的滅火性能后，根據所述一氧化碳濃度、氫氣濃度、環境溫度以及環境電壓，確定試驗人員是否能夠進入到試驗區域進行后續操作。

9、進一步的，還包括應變片；

10、所述應變片用于獲取動力電池的安全閥的形變，以在對動力電池火災防控系統進行降溫試驗或者對動力電池火災防控系統進行滅火試驗后，通過所述動力電池的安全閥的形變，確定動力電池的安全閥是否開啟。

11、進一步的，所述測試平臺還包括輔助功能模塊；

12、所述輔助功能模塊包括報告自動生成模塊和試驗問題記錄模塊；

13、所述報告自動生成模塊用于基于預設的報告模板，獲取測試平臺實驗報告；

14、所述試驗問題記錄模塊用于自動記錄試驗的起始時間、中止時間以及試驗過程數據。

15、進一步的，對動力電池火災防控系統進行降溫試驗的方法如下：

16、s11：動力電池火災防控系統上電后自檢，若系統無故障且動力電池火災防控系統的消防鋼瓶無低壓報警信號，則執行s12；

17、s12：啟動加熱板對動力電池進行加熱，實時獲取加熱板的輸入電流，輸入電壓，以獲取加熱板的實際加熱功率，進而基于pid控制器使得電池極耳處的溫升滿足溫升曲線；

18、s13：當在30分鐘內，電池極耳處的溫度達到80℃，并且出現電池極耳處的溫度在80℃時的時間超過10秒后，關閉加熱板并在30秒內使得加熱板達到指定位置，使加熱板遠離動力電池；

19、s14：釋放冷卻介質，若消防鋼瓶的噴頭處冷卻介質釋放壓力在10秒內超過0.1mpa，且冷卻介質的流量大于0.1米/秒，同時消防鋼瓶產生低壓報警信號且動力電池火災防控系統無自檢故障信號，若此時動力電池的溫度未超過82度且持續降低，則動力電池火災防控系統的降溫性能良好。

20、進一步的，所述溫升曲線采用如下公式進行表示：

21、

22、式中：t為加熱時間；t0為電池極耳處的初始溫度；t為降溫試驗中電池極耳處的實時溫度。

23、進一步的，對動力電池火災防控系統進行滅火試驗的方法如下：

24、s21：動力電池火災防控系統上電后自檢，若系統無故障且動力電池火災防控系統的消防鋼瓶無低壓報警信號，則執行s22；

25、s22：啟動加熱板對動力電池進行加熱，實時獲取加熱板的輸入電流，輸入電壓，以獲取加熱板的實際加熱功率，進而基于pid控制器使得加熱板的加熱功率為預設的滅火試驗加熱板功率；

26、s23：當所述圖像采集與識別模塊能夠發射生命信號，且動力電池的泄壓閥能夠正常開啟時，關閉所述加熱板并在30秒內達到指定位置，使加熱板遠離動力電池；

27、s24：啟動1#電點火開關，并獲取所述對動力電池的監控圖像，確定動力電池的監控圖像中是否存在明火區域；

28、s25：若動力電池溫度超過150℃或動力電池的監控圖像中存在明火區域的時間達到3分鐘，則釋放滅火劑；當消防鋼瓶的噴頭處滅火劑釋放壓力在10秒內超過0.1mpa，且滅火劑的流量大于0.1米/秒，同時消防鋼瓶產生低壓報警信號且動力電池火災防控系統無自檢故障信號，則滅火劑成功通過消防鋼瓶進行釋放；

29、s26：若釋放滅火劑30s內，對動力電池的監控圖像中不在繼續存在明火區域，同時消防鋼瓶產生低壓報警信號且動力電池火災防控系統無自檢故障信號，則動力電池火災防控系統的滅火性能良好。

30、進一步的，所述s26后，還包括：當動力電池的監控圖像中不在繼續存在明火區域后的30分鐘內，每間隔3分鐘開啟2#電點火開關并持續5秒。

31、進一步的，對動力電池的監控圖像的色調值的范圍為30～60°，飽和度值的范圍為28～100，亮度值的范圍為155～255。

32、進一步的，確定對動力電池的監控圖像中是否存在明火區域的方法如下：

33、s31：對所述對動力電池的監控圖像采用中值濾波方法進行預處理，以獲取預處理后的監控圖像中的r值、g值、b值；

34、s32：根據預處理后的監控圖像中的r值、g值、b值，對預處理后的監控圖像中的色彩進行調整，獲取調整色彩后的監控圖像中的r值、g值、b值，以獲取調整色彩后的監控圖像；

35、s33：獲取調整色彩后的監控圖像的灰度共生矩陣，以獲取調整色彩后的監控圖像的對比度和均勻度，確定對動力電池的監控圖像中是否存在白色煙霧區域；當對動力電池的監控圖像中存在白色煙霧區域時，獲取對動力電池的監控圖像中的非白色煙霧區域；

36、s34：根據所述調整色彩后的監控圖像，通過hsi顏色空間法，獲取調整色彩后的監控圖像的色調、飽和度和亮度，以基于對動力電池的監控圖像的色調值的范圍、飽和度值的范圍、亮度值的范圍，確定對動力電池的監控圖像中的非白色煙霧區域中是否存在明火區域。

37、進一步的，所述s24中，啟動1#電點火開關后，還包括獲取1#電點火開關的輸入電流和輸入電壓，以獲取1#電點火開關的點火能量，進而能夠在對動力電池火災防控系統進行滅火試驗中，1#電點火開關點火失敗后，試驗人員能夠根據所述點火能量，對試驗失敗的原因進行分析。

38、有益效果：本發明的一種動力電池火災防控系統測試平臺，通過考慮防和控兩個階段，對軌道交通用動力電池火災防控系統進行性能測試，通過本發明的測試平臺主機，能夠提供最大程度的自動化滅火性能試驗流程，100％避免人為判斷/干預，為軌道交通用鋰離子動力電池火災防控系統的試驗驗證提供有效手段，有效的解決了由于動力電池過充、短路、過溫等情況下，電池發生熱失控，而導致的電池火災乃至機車車輛的火災。