安科瑞 陳聰

摘要：隨著(zhù)經(jīng)濟不斷發(fā)展和技術(shù)不斷進(jìn)步，社會(huì )各行業(yè)積極響應號召，對于環(huán)境保護的要求進(jìn)一步提高，這就促進(jìn)了新能源汽車(chē)的發(fā)展。另因現代人對于汽車(chē)的便捷性和功能性要求不斷提升，汽車(chē)系統也逐漸趨向于復雜化發(fā)展，且考慮到汽車(chē)中的電路、油路和氣路渾如一體，運行過(guò)程中需要多個(gè)系統聯(lián)合工作，故必然會(huì )存在一定的火災風(fēng)險性。汽車(chē)火災具有發(fā)現晚、燃燒快的特征，且一旦發(fā)生汽車(chē)火災，往往無(wú)法在一時(shí)間進(jìn)行撲救?；诖?，本文就新能源電動(dòng)汽車(chē)消防安全現狀與思考進(jìn)行詳細探究。

關(guān)鍵詞：新能源；電動(dòng)汽車(chē)；消防安全；現狀；思考

0引言

目前新能源研究的重要對象是電動(dòng)汽車(chē)，也是重點(diǎn)扶持項目。但近幾年卻頻繁出現電動(dòng)汽車(chē)火災事故，嚴重威脅到電動(dòng)汽車(chē)運行的安全問(wèn)題，給大眾也帶來(lái)安全風(fēng)險。目前加大電動(dòng)汽車(chē)消防安全研究力度勢在必行，做好火災的預防工作，才能保障電動(dòng)汽車(chē)運行的安全。

1新能源電動(dòng)汽車(chē)

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民的生活質(zhì)量不斷提高，我國的汽車(chē)保有量也不斷增加，但能源短缺和環(huán)境污染的問(wèn)題仍然存在，為了兼顧能源安全與環(huán)境保護的需求，發(fā)展新能源汽車(chē)成為了一個(gè)重要的途徑。新能源汽車(chē)與傳統汽車(chē)的主要差別在于動(dòng)力源，傳統汽車(chē)主要依靠燃燒化石燃料提供動(dòng)力；新能源汽車(chē)可分為純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)。純電動(dòng)汽車(chē)（BEV）不需要其他動(dòng)力裝置，可以完*由可充電電池提供動(dòng)力的，沒(méi)有尾氣排放，對于環(huán)境保護較好；混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）是擁有2個(gè)或2個(gè)以上動(dòng)力源的汽車(chē)，不完*依靠可充電池提供動(dòng)力，會(huì )對環(huán)境有一定的影響，但相比于傳統汽車(chē)節能效果更好，排放較??；燃料電池汽車(chē)（FCEV）主要依靠燃料電池提供動(dòng)力，對環(huán)境污染較小。

2新能源電動(dòng)汽車(chē)火災特點(diǎn)

新能源電動(dòng)汽車(chē)火災特性包括：火災不易探測、火災復燃風(fēng)險高，以及火災有毒煙氣產(chǎn)量大、毒性高。

（1）新能源電動(dòng)汽車(chē)火災不易探測。新能源電動(dòng)汽車(chē)的電池一般位于車(chē)體內部，當火災探測器能夠探測到電動(dòng)汽車(chē)的火災時(shí)，火災很有可能已發(fā)展到較為猛烈的階段。

（2）新能源電動(dòng)汽車(chē)火災復燃風(fēng)險高。相比于傳統燃油汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生火災后的復燃幾率較大，且復燃次數也較多。與普通可燃物不同，動(dòng)力電池火災中，火源來(lái)自其內部發(fā)生的化學(xué)反應，即使汽車(chē)外部火災得到抑制，但內部電池在氧含量較低甚至無(wú)氧的環(huán)境中仍能夠發(fā)生火災。

（3）新能源電動(dòng)汽車(chē)火災有毒煙氣產(chǎn)量大、毒性高。新能源電動(dòng)汽車(chē)火災中，動(dòng)力電池一旦發(fā)生熱失控，電池或其安全閥將破裂并釋放有毒物質(zhì)。隨著(zhù)熱失控的逐漸發(fā)展，電池將產(chǎn)生更多的煙霧和有毒氣體。一些蓄電池內部的氟也可能形成氟氧化磷（POF3）。這些有毒氣體包括氟化氫（HF）、氰化氫（HCN）和一氧化碳（CO）等。吸入一氧化碳會(huì )使人體出現頭暈、心悸、全身乏力等癥狀，重度中毒會(huì )使人體痙攣、昏迷甚至死亡。

3新能源電動(dòng)汽車(chē)消防安全現狀及原因

新能源汽車(chē)與傳統燃油汽車(chē)的主要區別在動(dòng)力源，同時(shí)也出現了不同的能源補給形式。相比于傳統汽車(chē)，新能源汽車(chē)裝備有大容量的電池，當汽車(chē)出現過(guò)熱、短路或機械故障時(shí)更容易發(fā)生起火事故。目前普遍認為產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題是新能源汽車(chē)安全事故頻發(fā)的罪魁禍首。主要是由于企業(yè)過(guò)分追求補貼技術(shù)的指標，忽略了技術(shù)驗證，導致技術(shù)驗證不足，出現問(wèn)題后解決方案不成熟，給產(chǎn)品的安全質(zhì)量埋下了隱患。

3.1電源系統事故

蓄電池是電源系統的基礎組成部分之一，若在日常使用過(guò)程中出現蓄電池長(cháng)期充放電的狀況時(shí)，會(huì )加快蓄電池的老化速度，進(jìn)而出現隔板老化、絕緣皮老化等狀況，一旦老化程度嚴重，負極與正極可能會(huì )直接接通，并進(jìn)一步引發(fā)短路問(wèn)題。此外，蓄電池中包含有大量的電解液，電解液本身就具有較強的腐蝕性，若蓄電池外表老化嚴重，可能會(huì )造成電解液泄漏的問(wèn)題，同樣也會(huì )出現短路的狀況。蓄電池的整體結構相對較為復雜，在長(cháng)期使用之后可能會(huì )出現線(xiàn)路接線(xiàn)口松動(dòng)的問(wèn)題，并進(jìn)一步引發(fā)斷路和接觸不良。若這一階段電動(dòng)汽車(chē)正處于運行狀態(tài)，則意味著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)電機無(wú)法順利向蓄電池進(jìn)行充電，發(fā)電機則會(huì )處于一種負荷運轉的狀態(tài)，長(cháng)期運行會(huì )面臨發(fā)電機燒損的狀況，并可能會(huì )進(jìn)一步引發(fā)嚴重的電動(dòng)汽車(chē)火災。

3.2車(chē)輛系統事故

電動(dòng)汽車(chē)系統的火災可以分為線(xiàn)路火災和電氣設備火災。線(xiàn)路火災主要是由于電流過(guò)載、漏電、短路和接觸不良等原因引起的火災。電氣設備火災主要是由于電氣設備的老化、發(fā)熱燒毀、電子元件的擊穿、電路焊點(diǎn)故障、及機械磨損等原因引起的火災。電動(dòng)汽車(chē)系統火災事故的頻發(fā)，主要跟汽車(chē)在行駛過(guò)程中不斷的顛簸、晃動(dòng)、長(cháng)時(shí)間的運行使汽車(chē)長(cháng)期處于高溫中、塵土、空氣侵蝕、電壓波動(dòng)等因素有關(guān)。導致電動(dòng)汽車(chē)的各用電設備線(xiàn)路出現磨損、老化、松動(dòng)、腐蝕等現象引起火災。另外，汽車(chē)額外改裝或加裝的其他用電設備（比如導航、錄像、音響等）以及維修人員在維修時(shí)未按技術(shù)標準操作和蟑螂、老鼠等動(dòng)物的嚙咬等，均是引起汽車(chē)電氣火災的隱患。

3.3充電現場(chǎng)事故

充電站的運行和維護是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程。在這一長(cháng)期過(guò)程中，充電場(chǎng)所會(huì )遇到各種風(fēng)險因素。其中容易遇到的就是來(lái)自于車(chē)輛的危險因素。相比傳統的燃油類(lèi)汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)具有加速度快、油門(mén)響應靈敏的特點(diǎn)，因此在車(chē)輛起步階段可能會(huì )由于駕駛員一時(shí)疏忽，撞擊其他車(chē)輛或者充電樁。特別是公共汽車(chē)的充電現場(chǎng)，由于公共汽車(chē)駕駛員駕駛時(shí)間長(cháng)，可能會(huì )出現精神恍惚，再加上公交車(chē)盲區較大，很容易在充電現場(chǎng)造成事故。充電現場(chǎng)的安全性與管理單位的工作認真程度有密切的關(guān)系，如果充電現場(chǎng)管理不善，地面積水持續無(wú)人清除、充電槍無(wú)人歸位、充電樁周?chē)鸁o(wú)防撞設施、充電現場(chǎng)消防設施不完備等情況持續存在，充電樁無(wú)人維護，那么充電現場(chǎng)的安全風(fēng)險就更高了。同時(shí)，充電現場(chǎng)的電動(dòng)車(chē)輛也是危險因素，由于充電動(dòng)汽車(chē)的維護水平參差不齊，如某電動(dòng)汽車(chē)的溫控系統和電池過(guò)充保護系統出現故障，在充電過(guò)程中就有可能出現電池溫度過(guò)高甚至汽車(chē)自燃的情況。同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)使用的電池型號參差不齊，大部分電池在受到撞擊后會(huì )自燃，因此充電現場(chǎng)的車(chē)禍還可能會(huì )造成連鎖火災。

4新能源電動(dòng)汽車(chē)消防安全策略

4.1完善汽車(chē)結構

1. 從產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)。電動(dòng)汽車(chē)主要通過(guò)安全預防，從產(chǎn)品設計入手，嚴格控制生產(chǎn)質(zhì)量。

2. 嚴格制定安全標準和規范，改善準入條件。盡快出臺電動(dòng)汽車(chē)安全年檢標準，制定更加嚴格的新能源汽車(chē)安全標準。為了達到新的標準，有必要增加成本。

3. 應用新能源汽車(chē)監控網(wǎng)絡(luò )。一旦車(chē)輛安全事故或隱患得到準確判斷，車(chē)輛信息、地理信息、人員、貨物信息等所有必要信息將立即與智能消防數據平臺共享，使應急管理部門(mén)能夠制定救援措施，及時(shí)進(jìn)行救援。

（4）配備車(chē)載滅火裝置，一旦發(fā)生安全事故立即滅火。

4.2合理充電

電動(dòng)汽車(chē)蓄電池的電量一般在還有20%的情況下進(jìn)行充電是好的，不能將電用完再進(jìn)行充電且每次充電不要充滿(mǎn)，只需要充到80%以上就可以了。這樣充電的目的主要是為了確保電池內部電極活化，延長(cháng)電池的使用壽命。電池一直在帶電的狀態(tài)，但是電量又不至于過(guò)高或過(guò)低，電池一直處于循環(huán)狀態(tài)，可以有效的延長(cháng)電池的使用壽命。在電池的充電模式上，應盡量選擇慢充，還可以使用隨用隨充的方式，這樣可以對電池起到很好的養護作用?？傮w而言對于電動(dòng)汽車(chē)的電池來(lái)說(shuō)，關(guān)乎著(zhù)整個(gè)車(chē)輛的用車(chē)和電池的使用壽命，在使用的電池的時(shí)候保持良好的駕駛習慣，同時(shí)慢充為主，快充為輔，并嚴格按照要求定期進(jìn)行維護，這樣才能將電池養護到狀態(tài)。

4.3汽車(chē)檢測

新能源汽車(chē)的結構與傳統的汽車(chē)的結構不同，在性能方面也存在著(zhù)很大差別。關(guān)于新能源汽車(chē)的維修，其主要依靠維修技術(shù)和完善的檢測設備，因此，我們需要加強對新能源汽車(chē)設備檢測方面的重視。一是在維修過(guò)程中，需要具備較高的檢測技術(shù)，再輔助設備，這是完成新能源汽車(chē)維修的基礎條件。二是需要根據新能源汽車(chē)實(shí)際的性能特點(diǎn)，不斷強化檢測設備的功能，保障在檢測和維修過(guò)程中能夠提供科學(xué)的檢測設施，保障檢測具備和全面性，從而打破當前環(huán)境下對新能源汽車(chē)檢測和維修設備問(wèn)題的局限。另外，在檢測環(huán)節中，為了保障檢測質(zhì)量，對專(zhuān)業(yè)人才的檢測監督是當前采取的主要措施，并不斷加強對人才市場(chǎng)環(huán)境分析，從中篩選專(zhuān)業(yè)素養過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)人才，不斷對這類(lèi)人才進(jìn)行引進(jìn)，有必要的情況下可以通過(guò)校企合作的方式，加強對專(zhuān)業(yè)人員的培養，不斷使這類(lèi)人才參與到企業(yè)的實(shí)踐和實(shí)習過(guò)程中，滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)人才需求的同時(shí)，為后期人才引進(jìn)奠定了堅實(shí)的基礎。

4.4加強充電現場(chǎng)安全管理

1. 加強安全防護措施。①管理方面：首先相關(guān)安全防護裝備需要配備齊全，在充電樁的工作區域放置絕緣手套、鋪設絕緣毯等。其次，在條件允許的情況下，為充電樁安裝頂棚防風(fēng)吹日曬，可以加裝攝像頭，建立可視化的安全監控系統，以期提高安全管理的信息化水平。②技術(shù)方面：根據充電樁功率、交直流充電方式等方面配置相應的安全保護功能，應配置漏電保護、防雷保護、輸入測保護、輸出測保護、整機保護等功能。

（2）加強安全隱患排查。安全隱患的調查和處理是預防安全事故的前期工作。制定定期檢查、安全巡視和專(zhuān)項檢查制度，可以有效的確保安全和消防工作全面調查的有序進(jìn)行。加強專(zhuān)業(yè)人員對充電樁、電氣設備的專(zhuān)業(yè)性安全檢查，可以有效防止因為設備問(wèn)題而產(chǎn)生的安全事故，因為設備的安全是保障充電樁安全的基礎。（3）做好安全教育工作。①組織召集管理人員進(jìn)行相關(guān)的安全知識培訓；②做好公司管理人員、充電運維人員、設備維護人員的安全教育工作，普及電氣、交通應急知識，進(jìn)行電氣操作的人員取得相應的資質(zhì)證書(shū)，持證上崗；③在充電站懸掛警示標語(yǔ)、張貼宣傳畫(huà)等安全宣傳。

4.5運用滅火*劑

根據當前滅火*劑的使用種類(lèi)發(fā)現，主要包括細水霧滅火劑、干粉滅火劑、惰性氣體滅火劑、熱氣溶膠滅火劑以及氫氟碳類(lèi)滅火劑等。在此基礎上還包括新型滅火劑，主要應用于特殊火災場(chǎng)所。當蓄電池出現火災時(shí)，首先是就近滅火，滅火器是常用選擇。但是由于蓄電池火災屬性的特殊，考慮到周?chē)h(huán)境因素以及火災中會(huì )產(chǎn)生的噴射物，還要綜合滅火效果，需要科學(xué)選擇滅火劑。蓄電池火災明確起火原因，不能使用氣體滅火劑，如果火災環(huán)境開(kāi)闊，會(huì )對周邊環(huán)境造成損傷。滅火劑的研究，還要考慮到蓄電池燃燒強度變化，以惰性較大類(lèi)型的滅火劑。結合當時(shí)的情況，需要加大對滅火*劑的研究。

5安科瑞智慧消防云平臺

5.1平臺概述

安科瑞智慧消防云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、大數據、AI等技術(shù)，對充電站配電系統的運行、電能消耗、電能質(zhì)量、充電安全和行為安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監控和預警，為充電站的可靠、安全、經(jīng)濟運行提供保障，并及時(shí)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、高效、舒適、綠色”的“人—車(chē)—樁—電網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)—多種增值業(yè)務(wù)”的智慧充電站，提升充電站的社會(huì )和經(jīng)濟價(jià)值。

5.2適用場(chǎng)合

可廣泛應用于醫院、學(xué)校、酒店、體育場(chǎng)等公共建筑；商業(yè)廣場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)園等綜合園區；企業(yè)、住宅小區等場(chǎng)所。

5.3組網(wǎng)架構

平臺采用分層分布式結構，主要由終端感知設備、邊緣計算網(wǎng)關(guān)和能效管理平臺層三個(gè)部分組成，詳細拓撲結構如下：

5.4參考選型

6相關(guān)產(chǎn)品介紹

6.1 7KW交流充電樁AEV-AC007D

產(chǎn)品功能

（1）智能監測：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)監測、故障狀態(tài)監測、充電計量與計費以及充電過(guò)程的聯(lián)動(dòng)控制等。

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

（3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實(shí)現實(shí)時(shí)監控，財務(wù)報表分析等等。

（4）保護功能：具備防雷保護、過(guò)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(cháng)期使用并抵御復雜天氣環(huán)境。

（6）適配車(chē)型：滿(mǎn)足國標充電接口，適配所有符合GB/T 20234.2-2015國標的電動(dòng)汽車(chē)，適應不同車(chē)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(chē)輛、人員的安全。

6.2 直流充電樁系列

6.3電氣火災探測器ARCM300-Z

6.4限流式保護器ASCP200

產(chǎn)品功能：

（1）短路保護：保護器實(shí)時(shí)監測用電線(xiàn)路電流，當線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內實(shí)現快速限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

（2）過(guò)載保護：當線(xiàn)路電流過(guò)載且持續時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間（3~60秒可設）時(shí)，保護器啟動(dòng)限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

（3）表內超溫保護：當保護器內部器件工作溫度過(guò)高時(shí)，保護器實(shí)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，可以將數據發(fā)送到后臺監控系統，實(shí)現遠程監控。

7平臺功能

7.1 登錄

7.2首頁(yè)

平臺首頁(yè)顯示充電站的位置及在線(xiàn)情況，統計充電站的充電數據

7.3實(shí)時(shí)監控

（1）充電站監控

可以按站點(diǎn)名稱(chēng)進(jìn)行篩選，顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點(diǎn)擊某個(gè)充電槍編號后在進(jìn)入充電槍監控頁(yè)面實(shí)時(shí)監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過(guò)50%時(shí)，系統會(huì )限制新增開(kāi)始充電的充電樁的功率，降為50%，當變壓器負荷超過(guò)80%時(shí)，系統將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負荷下降為止。如圖所示：

統計當前充電站各充電樁回路的數據；通過(guò)卡片的形式展現充電樁的數據；顯示故障列表；如圖所示：

（2）充電樁監控

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

（3）設備監控

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

7.4 故障管理

（1）故障查詢(xún)

故障查詢(xún)中記錄了登錄用戶(hù)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：

7.5能耗分析

在能耗分析中，可查看*定時(shí)段關(guān)聯(lián)站點(diǎn)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：

7.6故障分析

在故障分析中，可查看相關(guān)時(shí)間內的故障數、故障狀態(tài)、故障類(lèi)型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

7.7財務(wù)報表

在財務(wù)報表中，可根據時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財務(wù)數據。如圖所示：

7.8收益查詢(xún)

在收益查詢(xún)中，可查看總的收益統計、收益變化曲線(xiàn)圖、支付占比餅圖以及實(shí)際收益報表。如圖所示：

8案例實(shí)景

9結論

綜上所述，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車(chē)消防安全已經(jīng)成為社會(huì )穩定和發(fā)展的重要內容，新能源電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)單位要給予高度重視，根據實(shí)際情況對傳統的消防模式進(jìn)行有效的創(chuàng )新和完善，這樣不但可以確保消防工作的順利開(kāi)展，同時(shí)對汽車(chē)行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展也有積極作用。

參考文獻

[1]蔣祥林.電動(dòng)車(chē)火災現存問(wèn)題分析與對策研究[J].今日消防，2019，4（10）.

[2]姬留新，彭雨婷，夏德行.電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池系統熱失控預防措施研究[J].汽車(chē)世界，2019，000（020）.

[3]張永成.新能源電動(dòng)汽車(chē)消防安全現狀與思考.

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.