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    新能源电动车充电站监测、降温、灭火一体化控
    时间:2025-04-14 涉川
    一、方案介绍
    随着新能源汽车的快速普及,全国各地正在加快建设各类电动车充电基础设施,包括城市充电站、公共停车场、高速服务区充电站等。在充电过程中,受高温、高压、长时间运行及外部环境影响,充电桩及电池系统可能会出现温升异常、设备故障、冒烟甚至火灾等情况,对人员安全、设备稳定性及场站运营构成潜在威胁。
    本方案以“智能监测、自动响应、精确联动、安全可靠”为设计理念,构建一套集温度感知、烟雾探测、火焰识别、远程预警、喷雾降温、细水雾灭火与智能断电控制于一体的智能防火系统。系统可自动识别充电桩的热风险和火灾征兆,联动执行多项应急措施,提升场站本质安全水平,实现真正意义上的“无人值守、风险可控、火情可灭”。

    二、监测目标
    1. 实现设备表面温度的实时感知与动态追踪,及时发现过热趋势;
    2. 识别充电过程中可能出现的烟雾微粒异常聚集,作为火灾前兆报警依据;
    3. 快速识别火焰产生的红外/紫外特征信号,判断起火程度;
    4. 自动触发高压喷雾系统,进行局部冷却或全面灭火
    5. 联动断电保护系统,阻止电气火灾蔓延
    6. 将所有异常数据与处理流程同步上传平台,供管理者远程查看与响应

    三、需求分析
    在传统充电设施中,缺乏对关键风险点的持续监测与主动防控手段,主要存在以下痛点:
    • 过热难以预警:长时间工作、高温天气下,设备外壳温升显著,若不及时冷却,极易诱发火情;
    • 人为处置滞后:大部分充电站处于无人值守状态,一旦突发火灾无法及时响应;
    • 灭火效率低下:普通灭火器不适合充电区使用,可能无法扑灭电气火焰;
    • 无联动机制:没有系统化的温感、控水、断电、报警等一体化响应方案,导致事后损失扩大。
    因此,充电场景亟需一套融合自动监测、智能判断、快速联动与远程管理的立体防火系统。

    四、监测方法
    本系统采用多参数复合监测机制,依靠高灵敏度温度传感器、烟雾传感器和火焰识别单元协同工作,形成精准高效的风险预警体系:
    • 温度监测:在充电桩壳体、功率模块、电源分配单元等关键部位布设温度传感器,进行实时采集与动态分析;
    • 烟雾监测:部署在设备上方的感烟单元可捕捉空气中烟粒子异常变化,实现快速响应;
    • 火焰监测:基于光谱识别原理,识别火焰的特征频率,可判断是否存在明火;
    • 数据融合判断:系统通过多传感器数据交叉验证,避免误报与漏报,确保准确性;
    • 边缘智能处理:采用内嵌算法判断是否达到预警或灭火条件,并执行控制指令。

    五、应用原理
    系统整体架构以“前端感知、中部联动、后台管理”三层结构展开:
    1. 前端感知层
      负责采集温度、烟雾和火焰数据。所有传感器通过有线或无线方式接入控制主机。
    2. 联动执行层
      一旦判断为过热或起火状态,系统立即下达联动命令:
      • 过热则开启喷雾降温系统,降低设备外壳温度;
      • 检测到烟雾或明火时,自动切断充电电源,启动高压细水雾系统进行精准灭火;
      • 所有操作自动记录,并可人工介入修改策略。
    3. 远程管理层
      系统数据通过物联网传输模块上传至云平台,管理人员可通过手机APP或网页查看实时状态、事件记录、故障预警和控制策略,支持报警推送、远程控制和视频联动。

    六、功能特点
    • 多维传感器融合识别:通过温度、烟雾、火焰三重检测机制,提升识别精准度;
    • 自动喷雾降温响应:实现主动式热管理,延缓热故障发生;
    • 智能细水雾灭火系统:高效抑制电气火源,兼顾冷却与灭火双重效果;
    • 电源智能切断保护:快速隔离火灾电源,避免短路扩散;
    • 远程数据监管平台:实现运维可视化、告警信息推送和故障追溯;
    • 模块化安装设计:适配不同场站结构,可灵活布局扩展;
    • 全天候无人值守运行:系统稳定耐用,适应高温、潮湿、风雨等复杂环境。

    七、硬件组成
    1. 温度检测模块:布设在充电桩表面关键位置,实时采集热数据;
    2. 烟雾探测模块:布设在充电区域上方,用于识别微烟信号;
    3. 火焰感应模块:采用红外/紫外复合感应,探测明火信号;
    4. 高压喷雾系统:由智能水泵、高压管路与雾化喷头组成,进行大面积冷却;
    5. 智能控制主机:集成所有输入/输出控制逻辑,实现数据融合与策略下发;
    6. 断电控制单元:与充电桩主控模块联动,在火情识别后执行快速断电;
    7. 无线通信模块:支持4G/NB-IoT等协议,实现与云平台的数据交换;
    8. 远程监控平台:Web端与APP端并行,支持多级管理、历史数据查看与预警通知。

    八、关键技术参数(示意)
    项目
    参数范围
    精度与响应时间
    温度监测范围
    -40℃ ~ +120℃
    精度±1℃,响应时间<1秒
    烟雾识别浓度
    0 ~ 10,000 ppm
    精度±5%,响应时间<5秒
    火焰识别距离
    3 ~ 15米
    识别时间<1秒
    喷雾粒径
    20 ~ 50 微米
    喷射角度广,覆盖范围大
    喷雾系统流量
    3 ~ 5 L/min
    适配大中型场站灭火需求
    控制主机接口
    RS485、模拟量、数字IO等
    支持多设备联动接入
    通信方式
    4G、以太网、MQTT/HTTP协议
    支持远程升级与信息推送

    九、方案实现
    1. 前期部署
      根据充电桩布局及站点面积,规划传感器点位与喷淋覆盖范围;完成高压水泵、管网铺设和控制柜安装。
    2. 设备联调
      设置各类传感器报警阈值与联动策略,确保温度、烟雾、火焰等信号采集与控制器正常通信。
    3. 系统运行
      系统自动启停、自动判断热风险级别,逐级响应,真正实现无人值守条件下的智能火灾防护。
    4. 云平台接入
      启用远程平台,实现数据上传、报警推送、视频查看、手动远程控制等操作。

    十、数据分析
    • 实时状态数据统计:展示每个充电桩温度、运行时长、火警事件等;
    • 历史曲线分析:通过时间轴分析各类参数趋势变化;
    • 报警日志记录:存储所有过热、烟雾、火警事件及响应时长;
    • 故障诊断支持:通过数据模型识别高风险区域与故障设备;
    • 报表自动生成:支持日报、月报、年度风险评估分析。

    十一、预警决策
    系统设有三级报警与自动响应机制:
    • 一级预警(温度异常):自动启动喷雾降温;
    • 二级预警(烟雾出现):报警推送管理平台,进入监控状态;
    • 三级预警(火焰识别):立即断电并启动高压细水雾灭火系统。
    平台可支持设置自定义预警等级与报警接收人,确保信息及时传达,响应快速。

    十二、方案优点
    • 实现充电场站从被动灭火到主动防火的转型
    • 建立全天候、全过程、全覆盖的火灾风险管控机制;
    • 兼容性强,适配各种品牌充电设备;
    • 可对接现有充电运营平台、消防平台等系统;
    • 显著降低人员投入与安全隐患,实现**“安全+节能+智能”三位一体目标**。

    十三、应用领域
    • 城市公共新能源汽车充电站
    • 高速服务区充电区域
    • 智慧停车楼新能源车位
    • 工业园区内部充电桩
    • 社区、物业集中式充电点

    十四、效益分析
    效益类型
    内容说明
    安全效益
    有效降低因过热或起火导致的事故发生率,提高充电站本质安全
    运维效益
    降低人工巡检强度,减少突发事故造成的运营中断与维修成本
    智能效益
    实现数据化管理、远程控制、事件溯源,全面提升智能化水平
    节能效益
    精准控制喷雾与灭火时间,节约用水用电资源
    社会效益
    提升新能源基础设施形象,增强公众对新能源汽车使用的信心

    十五、案例分享
    某省会城市智能充电站试点项目
    在该项目中共部署了40台智能充电桩,应用本系统后,成功预警并处理了3起温度异常事件,避免了潜在火灾事故。系统运维周期内无一次误报或漏报,获得消防部门与充电站运营方的高度认可,并被纳入城市新基建推广方案。
    智能灌溉硬件提供商

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