安科瑞 陳聰

摘 要：本文從新能源汽車(chē)的結構特征出發(fā)，分析了新能源汽車(chē)火災的原因及特點(diǎn)，提出了適用于新能源汽車(chē)的火災預防及滅火救援措施、技術(shù)和方法，為消防救援隊伍或車(chē)主撲滅新能源汽車(chē)火災提供參考。

關(guān)鍵詞：新能源；火災原因；火災預防；滅火救援

引言

在節能減排政策推動(dòng)下，新能源汽車(chē)作為一種新型交通工具迅速發(fā)展，火災事故也逐漸增多。為預防、處置新能源汽車(chē)火災事故，了解新能源汽車(chē)的結構和火災危險性，分析總結發(fā)生火災的主要原因，對保障人民生命財產(chǎn)安全具有*要意義。

1. 新能源汽車(chē)起火原因

新能源汽車(chē)著(zhù)火，大部分原因是汽車(chē)在使用過(guò)程中出現鋰離子電池熱失控，從而引起了連鎖反應，導致電池自燃、爆炸。鋰離子電池熱失控的誘因有很多種，大致可以分為機械濫用、電濫用和熱濫用三類(lèi)。

1外部碰撞引發(fā)火災

汽車(chē)在行駛中發(fā)生碰撞，受到外力作用導致電池殼體發(fā)生變形或刺穿造成電池機械濫用，導致電池內部*片短路，導致電池熱失控引發(fā)火災。2022年2月，一輛新能源汽車(chē)撞上道路障礙物，引起電池起火，火勢發(fā)展迅速讓整個(gè)車(chē)身被大火*全覆蓋。

2充放電不當引發(fā)火災

汽車(chē)電池的使用是在規定的時(shí)間內接收和存儲定量的能量，如未按照電池本身電特性參數要求進(jìn)行使用，超過(guò)參數限制（過(guò)充電或過(guò)放電）會(huì )降低其性能或導致使用壽命縮短。過(guò)充電和過(guò)放電會(huì )使電池模組內部產(chǎn)生額外的熱量或導致電池內部短路，容易導致電池電濫用，造成電池熱失控引發(fā)火災。2021年4月，廣州一輛新能源汽車(chē)在充電樁旁充電過(guò)程中發(fā)生車(chē)輛自燃事故。

3車(chē)輛電路短路引發(fā)自燃

新能源汽車(chē)的電路存在局部電阻過(guò)大或者線(xiàn)路接點(diǎn)不牢，可能引起熱能產(chǎn)出*大。在電池*柱的接線(xiàn)位置上，如有松動(dòng)或是氧化都會(huì )造成接觸不良；電池箱殼與電池單體之間的絕緣層受損，電池包防水失效會(huì )造成*柱間或是*柱與車(chē)身短路，若沒(méi)有得到及時(shí)處理解決，熱量就會(huì )持續累積，從而導致熱濫用引發(fā)火災。

4電池質(zhì)量不過(guò)關(guān)引發(fā)火災

一些規模較小的電池生產(chǎn)企業(yè)工藝設計水平低，使用材料質(zhì)量不過(guò)關(guān)，工人制造水平達不到工藝要求，生產(chǎn)出來(lái)的電池存在質(zhì)量隱患。電池生產(chǎn)企業(yè)為占有市場(chǎng)銷(xiāo)售份額，紛紛加入價(jià)格“內卷”，部分企業(yè)為節約生產(chǎn)成本，降低電池管理系統的保護水平，給車(chē)輛埋下火災事故隱患。

二、新能源汽車(chē)火災特點(diǎn)

1突發(fā)性強，火勢蔓延迅速

新能源汽車(chē)發(fā)生火災事故，不可預見(jiàn)，突發(fā)性強。起火后迅速蔓延至整車(chē)，形成大面積燃燒，容易造成車(chē)毀人傷，導致滅火持續時(shí)間延長(cháng)。李毅等對單只鋰電池試驗，當電池表面溫度達170℃左右時(shí)，防爆閥處開(kāi)始有少量氣體噴出，3min后開(kāi)始有大量氣體噴出，并發(fā)生劇烈燃燒，電池表面溫度迅速達到700℃以上。電池從開(kāi)始燃燒到猛烈燃燒僅需6s，火焰噴射距離*遠可達5m，并伴有大量噴濺物散落火焰周?chē)?，容易引燃周邊停放?chē)輛、可燃物、建筑物引發(fā)更大的火災。

2潛在危險性大，易引發(fā)次生災害

純電動(dòng)汽車(chē)內部安裝的各種裝置及管線(xiàn)比較復雜，相關(guān)裝置及管線(xiàn)為可燃物，在新能源汽車(chē)發(fā)生火災后，其相關(guān)裝置以及管線(xiàn)會(huì )助長(cháng)火勢，增加火災應急救援工作的危險性。車(chē)輛因撞擊、擠壓或穿刺導致電池包受損，引發(fā)電池包內液體泄漏、爆炸、燃燒。在導電介質(zhì)存在的情況下，容易造成車(chē)上人員或救援人員觸電事故，電池組降溫不當存在復燃風(fēng)險會(huì )引發(fā)次生災害。

3應急救援難度*，伴隨有毒氣體釋放

大部分純電動(dòng)汽車(chē)采用鋰離子電池組為儲電單元，電池包一般設置在車(chē)輛的底盤(pán)上，發(fā)生火災時(shí)，電池包在車(chē)架、車(chē)身、座椅妨礙下，滅*藥劑不能直接噴射到著(zhù)火點(diǎn)，不利于快速有效滅火。滅火救援人員滅火過(guò)程中，由于不清楚新能源汽車(chē)內部火災實(shí)際燃燒情況，不能夠有效根據實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行火災撲滅工作。電池燃燒時(shí)，產(chǎn)生大量的CO、HCl、HF、HCN、苯等有毒有害物質(zhì)，威脅救援人員的安全。

三、新能源汽車(chē)火災預防措施

1優(yōu)化動(dòng)力電池包產(chǎn)品質(zhì)量

廠(chǎng)商要針對電池材料和相關(guān)技術(shù)不斷地進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，不斷提升動(dòng)力電池的質(zhì)量和性能。電池包應具有熱失控防護措施，確保熱失控發(fā)生后，可以在一定時(shí)間內電池包不發(fā)生導致人身傷害的事件發(fā)生（起火、爆炸等）。車(chē)輛配備更為安全*效的電池包，提*動(dòng)力電池使用的穩定性，加強底盤(pán)電池包的保護能力，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)發(fā)布召回，以便有效解決相關(guān)安全性問(wèn)題。

2加強新能源汽車(chē)維護保養

新能源汽車(chē)行車(chē)前要對車(chē)輛狀況、動(dòng)力電池和電氣電路進(jìn)行檢查，按廠(chǎng)家要求定期保養車(chē)輛，仔細檢查電池工作狀況是否完好。避免使用快速充電樁長(cháng)時(shí)間充電，這樣會(huì )降低電池耐用性，導致電路出現故障。夏季停車(chē)避免在*溫下暴曬，應停放在車(chē)庫或采用車(chē)罩保護。車(chē)輛出行應選擇平坦的道路，避免碰撞，底盤(pán)刮擦等。

3落實(shí)新能源汽車(chē)充電的安全措施

一是充電前檢查充電槍內和車(chē)的充電口是否有異物或者有水漬，檢查完畢后再充電。二是*溫暴曬后不要立即充電，長(cháng)時(shí)間*溫暴曬使電池包內部溫度升*，立即充電會(huì )導致電池溫度持續上升，加速車(chē)內線(xiàn)路老化、損壞。三是雷雨天不要在室外充電，免遭雷擊，引發(fā)燃燒事故。四是充電時(shí)不應開(kāi)車(chē)內空調，會(huì )加大電池內部電荷負載，加快動(dòng)力電池組的電池衰減，降低電池使用壽命。

4提*消防員對新能源汽車(chē)火災危險的辨識能力

消防員應研究、熟悉新能源汽車(chē)的各類(lèi)車(chē)輛結構、火災事故處置要點(diǎn)及注意事項。開(kāi)展個(gè)人防護、漏電監測、斷電、破拆等課目訓練；結合救援轄區內新能源汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)、新能源車(chē)4S店、大型地下停場(chǎng)等*點(diǎn)場(chǎng)所開(kāi)展道路、場(chǎng)地、設施的熟悉，制定現場(chǎng)處置預案，在確保安全情況下*效處置新能源汽車(chē)火災。應聯(lián)系生產(chǎn)廠(chǎng)商或當地經(jīng)銷(xiāo)商，簽訂聯(lián)動(dòng)協(xié)議，將企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員納入專(zhuān)家庫，*要時(shí)通過(guò)視頻等方式為現場(chǎng)提供技術(shù)支持。

四、新能源汽車(chē)火災滅火救援措施

滅火救援人員根據新能源汽車(chē)火災的特點(diǎn)，在救援中應貫徹“救人*一，科學(xué)施救”指導思想，遵守“統一指揮、部門(mén)協(xié)同”的救援原則。

1貫徹“救人*一、科學(xué)施救”的指導思想

消防救援隊伍接到新能源汽車(chē)發(fā)生火災、爆炸事故報警時(shí)，消防救援人員應迅速趕赴事故現場(chǎng)，搶救車(chē)內的被困人員，疏散圍觀(guān)群眾。依據現場(chǎng)火災情況，與新能源汽車(chē)廠(chǎng)家技術(shù)人員（專(zhuān)家）共同確定火災處置方法，及時(shí)科學(xué)制定滅火救援行動(dòng)。

2遵守“部門(mén)協(xié)同、統一指揮”的救援原則

在大型商場(chǎng)的地下停車(chē)場(chǎng)、*速公路等復雜的場(chǎng)所路段若發(fā)生新能源汽車(chē)火災事故，滅火救援人員要及時(shí)與**應急等相關(guān)部門(mén)、*速公路管理部門(mén)和公安交警部門(mén)聯(lián)動(dòng)響應，協(xié)同做好事故現場(chǎng)管理，事故路段封*并采取*要的安全防護措施。滅火救援行動(dòng)中，*須實(shí)行統一指揮、統一調度，才能使現場(chǎng)指揮部準確地掌握事故現場(chǎng)情況，迅速調用各種參戰力量，保證作戰部署的整體性和作戰行動(dòng)的協(xié)同性。

3新能源汽車(chē)火災的滅火救援戰術(shù)及方法

3.1加強*一出動(dòng)

消防救援隊伍接到報警后，及時(shí)向報警人員了解車(chē)輛火災情況，依據現場(chǎng)報警人反饋火情，按照公安部《新能源汽車(chē)滅火救援規程》手冊，在*一時(shí)間調集足夠車(chē)輛、裝備、人員趕赴事故現場(chǎng)，采取相應的救援技術(shù)全力組織實(shí)施滅火救援。

3.2偵察火災現場(chǎng)，開(kāi)展風(fēng)險評估

消防救援人員到達火災現場(chǎng)后，應及時(shí)偵察評估火情風(fēng)險，迅速確定事故車(chē)輛內被困人員情況，汽車(chē)著(zhù)火部位，燃燒車(chē)輛對周?chē)?chē)輛、建筑和人員威脅情況。了解車(chē)輛的品牌和型號，動(dòng)力電池種類(lèi)和容量。查明車(chē)輛開(kāi)關(guān)或應急開(kāi)關(guān)的位置及狀態(tài)，利用測溫儀、漏電探測儀等設備監測現場(chǎng)環(huán)境，評估車(chē)輛電池漏電、爆炸、火焰噴射等發(fā)生的風(fēng)險，科學(xué)合理做好應對措施。移出傷者前要先了解其受傷部位，如有需要則進(jìn)行肢體固定，包扎后使用硬擔架、木板抬出，避免對受傷人員造成二次傷害。

3.3加強現場(chǎng)安全警戒

消防救援人員到場(chǎng)后，根據現場(chǎng)偵察情況，合理劃定警戒區域，落實(shí)警戒措施，防止外來(lái)因素干擾滅火救援或造成次生事故［9］。在現場(chǎng)設置工作區和作業(yè)區，在距離燃燒車(chē)輛15m范圍設置工作區，禁止車(chē)輛、人員進(jìn)入，在10m范圍設置作業(yè)區，只允許救援人員進(jìn)入，并持續監測事故車(chē)輛動(dòng)力電池包溫度和周?chē)卸練怏w濃度變化，合理調整火場(chǎng)警戒區域；在道路救援時(shí)，要嚴防次生交通事故發(fā)生，一般道路安全警戒距離不少于100m，*速公路救援時(shí)，警戒距離不少于300m。在地下停車(chē)場(chǎng)救援時(shí)，距出口50m進(jìn)行警戒。警戒人員應密切觀(guān)察現場(chǎng)情況，發(fā)現緊急情況立即報告救援隊員。防止有毒煙氣、火焰噴射、電池爆炸、輪胎爆炸等對救援人員及群眾的傷害。

3.4及時(shí)采取斷電措施

在事故處理中要確保車(chē)輛熄火斷電。如果火勢剛起，在能夠斷電的情況下，整車(chē)斷電至OFF檔，將車(chē)鑰匙裝入信號屏蔽袋，并把袋子放置到距離車(chē)輛10m以外的地方，防止車(chē)輛在無(wú)任何征兆情況下突然移動(dòng)。在組織對受困人員施救前，救援人員要*一時(shí)間檢查車(chē)輛斷電情況，手動(dòng)切斷12V電源控制線(xiàn)，拔出*（低）壓電系統控制器的保險絲，*底切斷車(chē)輛電源。

3.5加強處置人員安全防護

**規定安全電壓不*于36V，持續接觸安全電壓為24V，安全電流為10mA，新能源車(chē)工作狀態(tài)出電壓**達400V以上。動(dòng)力電池包爆炸、燃燒后，會(huì )產(chǎn)生CO、HCl、HF等有毒氣體，消防救援人員在處置新能源汽車(chē)火災時(shí)，應視情況使用絕緣手套（需準備*壓電工以及防電池解液酸堿性?xún)煞N）、絕緣膠鞋、絕緣膠墊、空氣呼吸器、絕緣外套和防護眼鏡等，其耐壓**須大于1000V。破拆過(guò)程中嚴禁接觸損壞的電池系統，切勿使用工具切割*壓供電線(xiàn)路或穿透*壓供電系統組件，防止可能存在的電擊危險，同時(shí)防止電池板流出的電解液觸碰到救援人員造成毒害［10］。

3.6正確選用撲救新能源汽車(chē)火災的滅火劑

應急管理部天津消防研究所李毅等人在《典型鋰離子電池火災滅火試驗研究》一文中指出ABC干粉、二氧化碳滅火劑均能撲滅電池火災的明火，但滅火后均發(fā)生復燃現象。清華合肥院聯(lián)合海南省消防救援總隊、安徽省消防救援總隊、中國科技大學(xué)火災科學(xué)***點(diǎn)實(shí)驗室等單位，在合肥市開(kāi)展了全尺寸電動(dòng)汽車(chē)燃燒實(shí)驗。實(shí)驗結果表明，全氟己酮滅火劑延緩了電池熱失控的速度；滅火毯對車(chē)體燃燒有明顯控制作；壓縮空氣泡沫能有效撲滅車(chē)體（除電池艙）火災；電池艙需要使用大量冷卻液使其*底冷卻防止復燃。在實(shí)際的滅火過(guò)程中，水是*常用的，也是經(jīng)濟實(shí)用的滅火劑，目前，在撲救新能源汽車(chē)火災時(shí)使用大量的水滅火劑是*佳的選擇。

3.7防止事故車(chē)輛復燃

新能源汽車(chē)明火熄滅后，由于鋰離子電池具備持續放電特性，應持續出水對電池組進(jìn)行噴水冷卻，并使用測溫儀進(jìn)行溫度監測，直至電池溫度降至160℃以下，經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員評估電池組無(wú)復燃、爆炸等風(fēng)險，停止噴水冷卻。合理采取轉運方式，拖車(chē)過(guò)程中需要監控動(dòng)力電池溫度，發(fā)現異常升溫需要停運，進(jìn)行冷卻降溫，防止起火、爆炸。對于燃燒受損的電池包，應當放置于開(kāi)闊的露天場(chǎng)所，并與周邊可燃物保持安全距離，防止靜置過(guò)程中起火影響周邊安全。

五、安科瑞智慧消防云平臺

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、*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。

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。

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：

4參考選型

5相關(guān)產(chǎn)品介紹

5.17KW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/T20234.2-2015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。

5.2直流充電樁系列

5.3電氣火災探測器ARCM300-Z

5.4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)*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。

6平臺功能

6.1登錄

6.2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

6.3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：

6.4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：

6.5能耗分析

在能耗分析中，可查看指*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：

6.6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：

6.7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：

6.8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：

7案例實(shí)景

六、結束語(yǔ)

我國現階段大力發(fā)展新能源汽車(chē)，其使用占有率逐步提*，但在新能源汽車(chē)應用上還存在許多安全問(wèn)題，引發(fā)的火災事故也越來(lái)越多，需要相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)一步研究。消防救援隊伍應加強處置新能源汽車(chē)各類(lèi)事故的應急處置規程的學(xué)習，組織開(kāi)展模擬訓練，推進(jìn)新能源汽車(chē)的滅火救援技術(shù)、安全處置方法的研討，讓消防救援人員掌握新能源汽車(chē)工作原理、危險特性、斷電方法、應急處置及安全防護等相關(guān)知識，不斷提升消防救援人員處置新能源汽車(chē)事故的能力。

參考文獻：

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［2］廖正海，張國強.鋰離子電池熱失控早期預警研究進(jìn)展［J］.電工電能新技術(shù)，2019，38（10）：6..

［3］鄭安華，呂承飛，祝成梁.新能源汽車(chē)火災預防及應急救援

［4］安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2019.11版