淺談新能源電動汽車火災處置方法研究

安科瑞 劉邁

　　摘要：隨著我國純電動汽車的快速發(fā)展，純電動汽車火災成了一種新的災害形式，需要采取有效的處置對策來降低災害損失。2016年，國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布了《純電動汽車安全技術(shù)要求》規(guī)定，對純電動汽車的電池、電機、電控系統(tǒng)等部件的檢測和認證進行了嚴格要求，敦促生產(chǎn)企業(yè)建立完善的質(zhì)量管理體系。同年，國家發(fā)改委發(fā)布了《道路車輛燃油消耗量和新能源汽車比例管理辦法》，規(guī)定到2020年，新能源汽車比例應達到新車銷售總量的8%。2022年我國新能源汽車銷售量達688.7萬輛，占新車銷售量的29.2%,較上年增長12.8%。據(jù)悉，純電動汽車占新能源汽車80.93%。本文結(jié)合我國相關(guān)規(guī)定和政策，分析純電動汽車火災處置對策，以期為提高我國純電動汽車火災處置能力和技術(shù)水平提供參考。

　　關(guān)鍵詞：純電動汽車；火災處置；火災特點

　　0、引言

　　純電動汽車是一種新興的交通工具，具有節(jié)能環(huán)保、日常使用成本低等優(yōu)點，越來越受到人們的青睞。然而隨著純電動汽車的普及，純電動汽車火災也逐漸成為一種新型的消防警情形式。2022年*一季度，發(fā)生新能源汽車火災640起。相比傳統(tǒng)燃油車，純電動汽車火災具有火勢難控制、易爆炸等特點，給消防救援人員的處置工作帶來了很大的挑戰(zhàn)。因此，探索純電動汽車火災處置對策，提高消防救援人員的處置能力和技術(shù)水平，對于保障社會安全和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

　　電動汽車火災的特點

　　純電動汽車因其低噪音、日常使用成本低等特點，逐漸成為市場上的一大熱門。但同時，純電動汽車的安全問題也引起了廣泛關(guān)注，其中*嚴重的就是火災事故。這些火災事故往往由電池短路、過度充電和碰撞擠壓等因素引起。電池短路是純電動汽車火災的主要原因之一，電池短路的原因包括電池內(nèi)部構(gòu)造不良、電池使用壽命過長、電池外殼損壞等。此外，電池在高溫、低溫環(huán)境下的運行也會導致電池短路。電動汽車的電池組是通過充電器進行充電的，如果充電器出現(xiàn)故障或者使用不當，就可能導致電池過度充電，進而引起火災。過度充電會導致電池內(nèi)部發(fā)生過多的化學反應，使電池內(nèi)部的電解液變得不穩(wěn)定，從而形成可燃氣體，引起火災。電動汽車的電池組通常安裝在車輛底部或后部，碰撞擠壓會導致電池組受到?jīng)_擊，進而引起電池組內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損壞，如電解液泄漏等現(xiàn)象，進而導致火災。

　　在我國政府對環(huán)保產(chǎn)業(yè)的大力支持下，純電動汽車逐漸成為政府鼓勵的新能源汽車類型之一。2012年，《關(guān)于加快發(fā)展新能源汽車的若干意見》政策出臺，提出到2020年實現(xiàn)新能源汽車產(chǎn)銷量達到500萬輛的目標。在政策的支持下，純電動汽車的銷量和保有量不斷攀升。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2022年末，我國新能源汽車持續(xù)爆發(fā)式增長，產(chǎn)銷分別達705.8萬輛和688.7萬輛，同比增長96.9%和93.4%。其中包括純電動汽車、插電式混合動力汽車等類型。但是隨著電動汽車數(shù)量的增加，純電動汽車火災事故也逐漸增多。據(jù)統(tǒng)計2018年，全國范圍內(nèi)共發(fā)生112起純電動汽車火災事故，2019年則增加至138起。純電動汽車火災事故中，車輛燃燒往往非常迅速，消防救援部門往往難以在短時間內(nèi)控制火勢，造成了*大的財產(chǎn)損失?；诖?，加強對純電動汽車火災的處置研究有非常重要的意義。

　　2、純電動汽車火災發(fā)生的特點

　?。ㄒ唬┐嬖谥卸九c電擊的危險

　　純電動汽車的電池組通常采用鋰離子電池，其內(nèi)部含有大量的化學物質(zhì)，例如鋰、鎳、鈷、錳等，這些化學物質(zhì)在發(fā)生火災時，可能會因為高溫和化學反應而釋放出有毒氣體，嚴重影響人體健康和生命安全。另外，由于純電動汽車的動力電池、驅(qū)動電機、高壓線束、電動壓縮機等部位電壓較高，一旦發(fā)生火災，存在著電擊的危險。動力電池內(nèi)部的電壓通常在100-400伏特，輸出電流達300安。如果消防人員不小心接觸到高壓電部位，就會導致電擊事故的發(fā)生。而且由于電池組的密封性很強，一旦發(fā)生火災，電池組內(nèi)部的化學反應會加劇，產(chǎn)生大量煙霧和有害氣體，使現(xiàn)場環(huán)境更加危險。[2]

　?。ǘ┛臻g狹小造成逃生困難

　　純電動汽車通常采用緊湊型車身設計，內(nèi)部空間相對較小，而電池組、電機等部件的占據(jù)空間也會進一步縮小乘員艙的空間。在火災發(fā)生時，乘員需要在短時間內(nèi)快速逃離車輛，而狹小的空間會給逃生帶來更大的困難。由于電池組通常位于底盤下方，一旦火勢蔓延，車輛很快就會被吞噬，增加了乘員逃生的難度。另外，純電動汽車的車身結(jié)構(gòu)比較復雜，例如高強度鋼材和復合材料的使用，這些材料不僅增加了車身的強度和剛度，也增加了車輛的重量和車內(nèi)逃生的難度。在火災發(fā)生時，這些結(jié)構(gòu)材料往往會受到高溫和煙霧的影響，使車輛更加不穩(wěn)定，難以逃離。

　?。ㄈ┗饎莸穆铀俣确浅？?/p>

　　純電動汽車的電池組儲存了大量的電能，一旦發(fā)生火災，其中的化學物質(zhì)將被激活，能瞬間釋放出大量的熱能和有毒氣體，加速火勢的蔓延。此外，電動汽車內(nèi)部的空氣流動性能較差，火災煙氣會迅速填滿車廂，使乘員很快喪失意識，難以逃脫。電動汽車的電池組通常采用高能量密度的鋰離子電池，其燃燒溫度高、熱效應強，火勢不容易得到控制。[3]

　　電池外殼保護撲救難度較大

　　相比傳統(tǒng)燃油車，純電動汽車的動力電池外殼保護相對較好，火災時不易燒穿，密封性能較強，能夠有效防止電池液滲漏和氧氣進入電池包，從而減少火勢向外蔓延的可能性。然而在消防救援人員撲救火災時，滅火和冷卻物難以直接到達起火點，撲救難度較大。由于電動汽車的電池系統(tǒng)涉及高壓電和大電流等復雜因素，因此在火災撲救過程中需要特別謹慎。

　　3、純電動汽車火災的處置對策

　?。ㄒ唬娀泳{(diào)度

　　強化接警調(diào)度是純電動汽車火災整個處置過程中非常重要的一環(huán)。在接到純電動汽車火災報警后，消防救援部門需要迅速派遣救援力量前往現(xiàn)場進行處置。在這個過程中，接警調(diào)度系統(tǒng)的快速反應和準確判斷能夠有效地提高救援效率和節(jié)省救援時間。相關(guān)部門應建立完善的接警調(diào)度系統(tǒng)，加強與電動汽車廠商和相關(guān)部門的合作與溝通，提高對純電動汽車火災的處理能力?？梢酝ㄟ^加強消防救援部門的應急演練，提高救援力量的響應速度和處理能力，減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。在接警調(diào)度方面，要重視消防救援人員的專業(yè)技能和知識水平，以此提高對電動汽車火災的判斷和處理能力。

　?。ǘ┳⒅貍€人防護

　　由于電動汽車火災具有一定的特殊性，可能會產(chǎn)生高溫、有毒氣體、有害物質(zhì)等危險因素，因此消防救援人員在撲救火災時需要采取相應的個人防護措施，確保自身安全。消防救援人員需要在火災撲救前穿戴好個人防護裝備，主要包括滅火防護服、空氣呼吸器、手套、滅火防護靴等，以保護消防救援人員在火場中的安全。特別是空氣呼吸器，能保證消防救援人員在火場中呼吸暢通，減少有害氣體對身體的損害。消防救援人員在撲救火災時還需要注意火場的通風情況。電動汽車火災會產(chǎn)生大量的有害氣體，如氟化氫等，因此應盡量保持火場通風，減少有害氣體的積累和蔓延，保障消防救援人員和其他人員的健康安全?；馂膿渚戎校谰仍藛T會消耗大量體力，要注意自身的疲勞狀態(tài)，隨時休息、補充水分，保持體力和精神狀態(tài)的充沛。

　?。ㄈ┲匾暟踩?/p>

　　一旦發(fā)生電動汽車火災，可能會造*交通事故和二次事故，導致人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，在處理電動汽車火災時，需要嚴格遵守安全規(guī)范，重視安全警戒，避免事故的再次發(fā)生。在火災處置過程中，消防救援部門需要采取有效措施控制交通，及時火災現(xiàn)場周邊道路，禁止車輛和行人進入，避免造*交通擁堵和交通事故的發(fā)生。同時，應對火災現(xiàn)場周邊車輛和行人進行安全疏散，保障公眾的安全。電動汽車火災會對周邊環(huán)境造成污染和危害，在撲救火災時需要采取措施防止有害物質(zhì)的泄漏和蔓延，避免二次事故的發(fā)生。特別是在處理電池火災時，需要特別注意電池的狀態(tài)和溫度，防止電池爆炸和有害氣體的泄漏，保障消防救援人員和公眾的安全。例如，2021年5月份，德國某地發(fā)生了一起純電動汽車火災，導致交通事故發(fā)生。當時，一輛純電動汽車在高速公路上起火，煙霧彌漫，導致周邊交通受到影響，雖然沒有人員傷亡，但該事故仍然給周邊交通和公眾帶來了較大的安全隱患。因此，我們需要加強對電動汽車火災的認識和應對能力，重視安全警戒。

　　（四）采取斷電措施

　　在純電動汽車火災的處置過程中，采取斷電措施是非常重要的一項策略，可以有效減少火勢的蔓延和減輕災害損失。同時，需要注重高壓部分的識別和防電擊，確保消防救援人員的人身安全。一旦發(fā)生火災，首先需要切斷電動汽車的電源，以防止電動汽車電池和電路的短路和爆炸，導致火勢進一步蔓延。在火災撲救過程中，消防救援人員要盡快切斷電源，并采取相應措施消除電動汽車的電荷。純電動汽車中有很多高壓電設備，如動力電池、驅(qū)動電機、高壓線束、電動壓縮機等部位，一旦受到火災的侵害，可能會產(chǎn)生高壓電擊。因此，在火災撲救過程中，消防救援人員需要對高壓部分進行識別，并采取相應措施，確保消防救援人員的人身安全。

　?。ㄎ澹┛茖W選擇對策

　　1.主動式滅火

　　主動式滅火通常是在人員被困的情況采取的措施，消防救援人員需要堅持“救人*一、科學施救”的原則[4]。在滅火過程中，救援人員需要根據(jù)實際情況做出快速決策，并采取科學、合理的救援行動。如果被困人員在火場附近，消防救援人員需要*一時間將被困人員轉(zhuǎn)移至安全地帶，以防止被困人員遭受更大的危險。同時，消防救援人員也需要根據(jù)火災情況開展斷電、破拆、滅火等行動，以盡快控制火勢并消除危險因素。此外，救援人員需要對被困人員進行*面評估，制定科學的救援方案。如果被困人員受傷或身體受損，救援人員需要采取相應措施，如給予緊急搶救、擔架抬送等。同時，在開展救援行動時，消防救援人員也需要考慮到火災場所的結(jié)構(gòu)和地形等因素，避免因擔架無法運送等原因耽誤救援時間，采用先進的救援設備和技術(shù)，有效提高救援效率和安全性。[5]

　　2.控制式滅火

　　控制式滅火指在無人員被困的情況下，消防救援人員采取控制范圍、冷卻降溫的處置戰(zhàn)術(shù)。這種情況下，消防救援人員的首要任務是盡快控制火勢，防止火災進一步蔓延，采取措施降低火場溫度，減少火災對周邊環(huán)境和建筑物的破壞，*大限度減少災害損失。在控制式滅火過程中，消防救援人員需要根據(jù)火災情況制定合理的滅火方案，采用合適的滅火手段進行滅火。例如，在滅火過程中，可以采用噴水、噴霧、泡沫等手段控制火勢，以盡快將火勢控制在一個范圍內(nèi)。同時，還需要注意滅火的時間和強度，以避免滅火不*底造成二次火災，采取科學措施冷卻降溫，降低火場溫度和減少火災對周邊環(huán)境和建筑物的破壞。在降溫過程中，可以采用水霧噴淋、噴灑液體氮等技術(shù)，快速冷卻火場并減少火勢。在使用水霧噴淋等技術(shù)時，需要注意控制水霧的方向和流量，避免造成二次災害。[6]

　　4、安科瑞AcrelCloud-9000充電站運營平臺

　　4.1平臺概述

　　安科瑞充電站運營平臺依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)，對充電站配電系統(tǒng)的運行、電能消耗、電能質(zhì)量、充電安全和行為安全進行實時監(jiān)控和預警，為充電站的可靠、安全、經(jīng)濟運行提供保障，并及時切除安全隱患、避免電氣火災發(fā)生，從而保障人員的生命財產(chǎn)安全，打造“安全、*效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)—多種增值業(yè)務”的智慧充電站，提升充電站的社會和經(jīng)濟價值。

4.2適用場合

　　可廣泛應用于醫(yī)院、學校、酒店、體育場等公共建筑；商業(yè)廣場、產(chǎn)業(yè)園等綜合園區(qū)；企業(yè)、住宅小區(qū)等場所。

　　4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由感知層、網(wǎng)絡層和平臺層三個部分組成，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：

　　現(xiàn)場設備層：連接于網(wǎng)絡中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

　　網(wǎng)絡通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡交換機等設備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

　　平臺管理層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，完成對現(xiàn)場所有智能設備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動端實現(xiàn)實時監(jiān)測充電站配電系統(tǒng)運行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應用。

　　多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災探測器、限流式保護器、智能插座可通過全網(wǎng)通4G通訊模組與平臺直接通訊。

　　電能質(zhì)量分析儀表、煙霧傳感器和測溫裝置通過RS485，攝像頭通過RJ45與智能網(wǎng)關(guān)通訊，再由智能網(wǎng)關(guān)通訊通過4G統(tǒng)一與平臺通訊。

　　限流式保護器既可以通過4G連接平臺，也可以通過RS485連接網(wǎng)關(guān)。

　　平臺搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能聯(lián)網(wǎng)的地方，通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機APP查看各處的運行情況。

　　4.4相關(guān)產(chǎn)品介紹

　　4.4.17KW交流充電樁AEV-AC007D

產(chǎn)品功能

　　1）智能監(jiān)測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能，如運行狀態(tài)監(jiān)測、故障狀態(tài)監(jiān)測、充電計量與計費以及充電過程的聯(lián)動控制等。

　　2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網(wǎng)絡運營平臺。

　　3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控，財務報表分析等等。

　　4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能。

　　5）材質(zhì)可靠：保證長期使用并抵御復雜天氣環(huán)境。

　　6）適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合GB/T20234.2-2015國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。

　　7）資產(chǎn)安全：產(chǎn)品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、人員的安全。

　　4.4.2直流充電樁系列

4.4.3電氣火災探測器ARCM300-Z

　　名稱圖片功能

　　電氣火災監(jiān)控裝置

　　4.4.4限流式保護器ASCP200

產(chǎn)品功能：

　　1）短路保護：保護器實時監(jiān)測用電線路電流，當線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

　　2）過載保護：當線路電流過載且持續(xù)時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

　　3）表內(nèi)超溫保護：當保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

　　4）組網(wǎng)通訊：保護器具有1路RS485接口，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

　　4.5平臺功能

　　4.5.1首頁

　　平臺首頁顯示充電站的位置及在線情況，統(tǒng)計充電站的充電數(shù)據(jù)

4.5.2實時監(jiān)控

　　1）充電站監(jiān)控

　　可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統(tǒng)計訂單信息、故障記錄，點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監(jiān)控頁面實時監(jiān)測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當變壓器負荷超過80%時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。如圖所示：

　　統(tǒng)計當前充電站各充電樁回路的數(shù)據(jù)；通過卡片的形式展現(xiàn)充電樁的數(shù)據(jù)；顯示故障列表；如圖所示：

2）充電樁監(jiān)控

　　顯示充電樁充電數(shù)據(jù)；顯示各回路的充電狀態(tài)；可以對充電中的回路進行手動終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

3）設備監(jiān)控

　　顯示限流式保護器的狀態(tài)，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報警，如圖所示：

4.5.3故障管理

　　1）故障查詢

　　故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guān)聯(lián)的所有故障信息。如圖所示：

2）故障派發(fā)

　　故障派發(fā)中記錄了當前待派發(fā)的故障信息。如圖所示：

3）故障處理

　　故障處理中記錄了當前待處理的故障信息。如圖所示：

4.5.4能耗分析

　　在能耗分析中，可查看*定時段關(guān)聯(lián)站點和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對應的能耗趨勢圖。如圖所示：

4.5.5故障分析

　　在故障分析中，可查看相關(guān)時間內(nèi)的故障數(shù)、故障狀態(tài)、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

4.5.6財務報表

　　在財務報表中，可根據(jù)時間查看關(guān)聯(lián)站點的財務數(shù)據(jù)。如圖所示：

4.5.7收益查詢

　　在收益查詢中，可查看總的收益統(tǒng)計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示：

5、結(jié)語

　　純電動汽車的發(fā)展是大勢所趨，而純電動汽車火災也是我們*須面對的挑戰(zhàn)。只有加強對純電動汽車火災處置對策的研究和探索，不斷提高處置能力和水平，才能有效控制和降低純電動汽車火災危害，為社會的安全和可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

　　參考文獻：

　　[1]王伯牙．純電動汽車火災事故的特點及撲救探究[J].中國設備工程

　　[2]段冶．電動汽車火災危險性及滅火救援技術(shù)研究[A].中國消防協(xié)會學術(shù)工作委員會、中國人民大學防火工程學院．中國消防協(xié)會學術(shù)工作委員會消防科技論文集(2022)[C].中國消防協(xié)會學術(shù)工作委員會

　　[3]吳利鋒，孫慶林．純電動汽車火災的撲救對策[J].消防界（電子版）

　　[4]張亮，楊磊，周會會，等．純電動汽車消防救援對策研究[J].中國應急救援

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　　[10]企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.