摘要:本文通過(guò)分析新能源汽車(chē)的基本構造及其火災成因、火災特點(diǎn),從其事故特點(diǎn)、處置危險性等方面出發(fā),探討新能源汽車(chē)的滅火救援處置方法,包括正確、風(fēng)險評估、現場(chǎng)管控、實(shí)施滅火、注意事項等。通過(guò)相關(guān)闡述,促進(jìn)和幫助滅火救援人員提高處置成功率和大限度保護人員安全,并積極探索新能源汽車(chē)火災撲救的規范性程序。

關(guān)鍵詞:新能源汽車(chē);火災危險性;滅火救援

引言

新能源汽車(chē)主要包括油(氣)電混合動(dòng)力汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)及其它新能源汽車(chē)。新能源汽車(chē)如雨后春筍進(jìn)入人們的生產(chǎn)生活。截止2022年9月底,全國新能源汽車(chē)保有量已達1149萬(wàn)輛,但是新能源汽車(chē)的安全問(wèn)題也越來(lái)越凸顯,新能源汽車(chē)火災每年基本上都會(huì )發(fā)生幾十起甚至上百起。由于在實(shí)踐中新能源汽車(chē)火災撲救難度較大,撲救效果不明顯,不僅導致車(chē)輛直接報廢,甚至還會(huì )對其他人員造成傷亡等問(wèn)題,新能源汽車(chē)火災如何撲滅和預防已經(jīng)成為了現階段其發(fā)展的重要問(wèn)題之一。

一、新能源汽車(chē)常見(jiàn)的基本構造

了解汽車(chē)車(chē)內的基本構造,有助于我們科學(xué)判斷火災發(fā)生的具體情形,包括起火部位、燃燒階段和燃燒形式等,對我們科學(xué)實(shí)施火災撲救起到至關(guān)重要的作用。常見(jiàn)的不同類(lèi)型的新能源汽車(chē)構造如下所示。

圖1常見(jiàn)的不同類(lèi)型的新能源汽車(chē)構造

二、新能源汽車(chē)火災成因分析

(一)電路短路

電路短路是新能源汽車(chē)產(chǎn)生自燃現象的主要原因之一。由于制作工藝標準問(wèn)題,常常會(huì )因焊接等原因使電路上局部電阻過(guò)大引起熱能產(chǎn)出增大,從而導致導線(xiàn)接點(diǎn)發(fā)熱起火,造成新能源汽車(chē)自燃火災,或者是使用者自身對新能源汽車(chē)進(jìn)行改裝,而在改裝過(guò)程當中沒(méi)有進(jìn)車(chē)輛的具體結構布局和線(xiàn)路分析,只是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的應用電路結構圖來(lái)進(jìn)行接線(xiàn),于是就造成了新能源汽車(chē)內部電路配線(xiàn)不合理或是由于功率過(guò)大而加快了線(xiàn)路老化,在長(cháng)時(shí)間的運行過(guò)程當中,由于摩擦或是其他突然的機械力作用之下,造成新能源汽車(chē)內部線(xiàn)路斷裂從而造成短路起火。

(二)電路漏電

一般來(lái)說(shuō),電路漏電也是屬于電路短路其中的一種情況。在電路漏電的情況當中,常見(jiàn)的有:一是在對新能源汽車(chē)進(jìn)行大量配置附加電子設備時(shí),增加了其電路載荷,會(huì )導致產(chǎn)生大量熱能,存在火災隱患。二是在新能源汽車(chē)電路運行過(guò)程當中,可能會(huì )存在微弱電流持續作用,而不斷地積聚熱量,當溫度達到一定程度時(shí),就會(huì )引發(fā)火災。三是電動(dòng)汽車(chē)內部線(xiàn)路復雜,當線(xiàn)路與元器件使用年限過(guò)長(cháng)使得絕緣功能弱化,導致漏電起火。

(三)單體電池故障誘發(fā)起火

即常出現的熱失控問(wèn)題。所謂熱失控是指單體電池放熱連鎖反應,引起電池自溫升速率急劇變化,引起過(guò)熱、起火、后導致爆炸的現象。熱失控擴展是指電池包或者電池系統內容的單體電池或者電池模組單元熱失控,觸發(fā)電池系統中相鄰或其他部位的動(dòng)力電池的熱失控和擴展現象。由于電池內部出現漏液現象,又或是電池箱殼與電池單體之間的絕緣層受到了損壞,從而出現局部電池短路,引起新能源汽車(chē)火災事故發(fā)生。在強烈的振動(dòng)過(guò)程當中還有可能會(huì )產(chǎn)生電火花,從而進(jìn)一步引發(fā)新能源汽車(chē)火災問(wèn)題。另外在脊柱的接線(xiàn)位置上,如其松動(dòng)或是氧化都會(huì )造成接觸不良的影響,在蓄電池上放置相關(guān)金屬件或是蓄電池上方的積水等都會(huì )造成極柱間或是極柱與車(chē)身短路。

(四)高溫部件引燃可燃物

從現生產(chǎn)的相關(guān)新能源汽車(chē)來(lái)看,其一般都是裝備有三元催化器和排氣消聲器。在車(chē)輛行駛過(guò)程中,消聲器排氣管成為車(chē)輛部件中溫度高的部件,同時(shí)在新能源汽車(chē)零部件安裝過(guò)程當中也會(huì )根據此來(lái)進(jìn)行零件調節和設計。但如若在新能源汽車(chē)行車(chē)過(guò)程當中稍不注意就會(huì )導致底部機艙容易掛到易燃物,或者是在行車(chē)過(guò)程當中碾壓到易燃物亦或是停留在可燃物上方,就會(huì )導致高溫排氣管引燃可燃物,從而造成新能源汽車(chē)的油路泄露或是線(xiàn)束短路等等情況發(fā)生,導致新能源汽車(chē)受到巨大損害,為相關(guān)新能源汽車(chē)運行安全埋下了隱患問(wèn)題。另外,在新能源汽車(chē)內建當中,由于裝配不當或是受到了過(guò)重的撞擊,同時(shí)還有可能由于在夏季太陽(yáng)暴曬之后，引起新能言汽車(chē)周邊或是自身的相關(guān)物體爆炸或損傷,這些都會(huì )帶來(lái)的安全隱患問(wèn)題。

三、新能源汽車(chē)火災事故特點(diǎn)

(一)火災事故隨機性強,起火速度快,燃燒時(shí)間長(cháng)

新能源汽車(chē)火災事故具有電路著(zhù)火的一般特點(diǎn),其發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)等都有不確定性。當電池受損后,會(huì )釋放出大量可燃氣體和可燃液體,加上車(chē)輛管線(xiàn)和大部分飾品均為可燃物,導致燃燒劇烈。實(shí)驗表明,在自由燃燒狀態(tài)下,僅需要45分鐘,火勢可以蔓延至車(chē)輛其他部位直至熱量瞬間堆積至全車(chē),直接由電池噴濺的火焰可持續一小時(shí)或者更長(cháng),溫度大值可達900℃。在進(jìn)行火災撲救作業(yè)中,常規的滅火劑難以達到良好的滅火效果,加上受到汽車(chē)結構的影響,難以直接對起火點(diǎn)進(jìn)行作業(yè),大大增加了滅火所需要的時(shí)間。

(二)事故潛在危險性大,伴隨毒氣釋放和爆炸危險

在相關(guān)實(shí)驗當中表明,新能源汽車(chē)電池在進(jìn)行燃燒驗過(guò)程當中,電池從開(kāi)始燃燒到猛烈燃燒,僅僅需要五六秒的時(shí)間,并且在燃燒過(guò)程當中還有可能會(huì )迸發(fā)出火焰以及大量的噴濺物。據有關(guān)實(shí)驗數據表明,電池噴濺火焰遠距離達5m,并伴有大量固液混合物向周?chē)鷩姙R。同時(shí)在電池燃燒過(guò)程當中還會(huì )產(chǎn)生大量的烷烴和烯烴以及醚等化合物,這些有毒氣體的不斷釋放,都給相關(guān)滅火工作人員的安全造成了不同程度的威脅,從而給新能源汽車(chē)火災撲滅工作帶來(lái)了更大的難度。

(三)復燃風(fēng)險較大,火災撲救困難,且容易引發(fā)次生災害

從現階段電動(dòng)汽車(chē)的內部管線(xiàn)以及各種裝置安裝來(lái)看,其存在著(zhù)十分復雜的問(wèn)題,這就導致在新能源汽車(chē)火災發(fā)生過(guò)程當中,其相關(guān)裝置以及管線(xiàn)會(huì )助長(cháng)火災勢情,給新能源汽車(chē)火災撲滅工作也帶來(lái)了不少麻煩,特別是在汽車(chē)突然起火之后蔓延至車(chē)身,一般的滅火劑就不能夠進(jìn)行有效撲滅工作。同時(shí),如若起火點(diǎn)在車(chē)身自身的管線(xiàn)以及裝置當中,這就更加不利于滅火工作的進(jìn)行,導致相關(guān)滅火時(shí)間加長(cháng),提高了相關(guān)滅火人員的危險系數,考驗著(zhù)滅火人員的心理、體力和技能等。

四、火災處置措施

(一)火情

1.查明起火車(chē)的位置和對周?chē)藛T、車(chē)輛和建筑的威脅情況以及可能產(chǎn)生的不可預料的輿情、社情影

響等。

2.查明火場(chǎng)基本情況,包括起火車(chē)輛類(lèi)型、起火部位、車(chē)輛基本構造、電源電路位置走向、電池組數量與位置、現場(chǎng)有無(wú)被困人員及被困人員的狀態(tài)等情況。

3.判斷火勢發(fā)展階段,包括車(chē)輛動(dòng)力系統受損情況,根據起火部位評估電池引發(fā)爆燃的可能性及后果。

4.在撲救火災的同時(shí),向司機、目擊者或上級詢(xún)問(wèn)車(chē)輛的類(lèi)型、動(dòng)力組成、電池種類(lèi)、容量,電池組高電壓、高壓線(xiàn)路情況,為后續火災撲救和調查、研究等提供基礎數據支持。

(二)現場(chǎng)管控

1.根據火災事故現場(chǎng)情況劃分警戒范圍,時(shí)間疏散、撤離圍觀(guān)群眾,并將事故區域劃分為火災撲救區、人員器材集結和待命區等。

2.安排安全員對救火人員的安全防護情況進(jìn)行檢查,并實(shí)時(shí)監控可能發(fā)生次生災害的態(tài)勢。當發(fā)現起火車(chē)輛電池部位溫度上升較快、大量煙氣涌出時(shí),應立即發(fā)出撤離信號,防止瞬間爆炸和高溫灼傷。

3.使用可燃氣體檢測儀對現場(chǎng)進(jìn)行不間斷偵測,根據偵測數據調整警戒范圍,聯(lián)系環(huán)保、交管等部門(mén)協(xié)助開(kāi)展警戒和調查管控。

4.運用好測溫儀、熱成像儀和漏電檢測儀等設備,監測事故車(chē)輛及電池部位溫度和電壓變化情況,根據監測數據及時(shí)調整火災撲救重點(diǎn)和警戒范圍。

(三)實(shí)施滅火

1.選擇合適的滅火劑。從電池構造、反應原理以及實(shí)驗情況來(lái)看,水是目前比較合適的滅火劑,因水具有*的冷卻能力,在許多地區水量充足,使用簡(jiǎn)單方便。原則上不得使用泡沫和干粉等滅火劑直接撲救電池組,電池系統、電池箱體受破壞的情況下,可以選用砂土、氣溶膠或不含氯化鈉的D類(lèi)干粉滅火劑噴射火苗或電池箱。

2.堅持“救人、科學(xué)施救"原則。如確定為電池著(zhù)火,如果火災屬于初起階段,在滿(mǎn)足斷電的情況下,要優(yōu)先斷電。如果起火車(chē)輛為混合動(dòng)力新能源汽車(chē)時(shí),還需判明起火部位、油箱或氣罐位置及受損情況。當有人員被困時(shí),應邊破拆邊滅火邊救人,破拆時(shí),應該佩戴絕緣手套。運用噴霧水對救援人員實(shí)施掩護,并用空氣呼吸器急救面罩或防毒面具對被困人員實(shí)施呼吸保護,或嘗試采用滅火毯、濕棉被等對被困人員保護,并迅速開(kāi)展破拆,不惜代價(jià)搶救人員生命。

3.確保滅火救援人員人身安全。在無(wú)人員被困的情況下,消防救援人員應在距離事故車(chē)輛10米之外出水,在確保供水量的情況下,施行澆灌式壓制。對確定無(wú)人員被困的火災,滅火的思想是以保護消防員自身安全和周邊群眾、財產(chǎn)安全為原則。不得盲目切割、穿刺、開(kāi)撬車(chē)體結構,尤其是電池組部位,產(chǎn)生電擊危險。

4.技術(shù)人員快速有效介入處置。當確認為電池著(zhù)火時(shí),現場(chǎng)指揮員應時(shí)間向上級報告并迅速與技術(shù)人員取得聯(lián)系,取得數據支持,根據工程技術(shù)人員提供的電池組種類(lèi)、型號、容量來(lái)正確選用滅火劑,保障滅火工作有序進(jìn)行。

5.堅持“有效直擊火點(diǎn)"的滅火方法。采用大量的水充分冷卻高壓供電源電池組外部,防止高溫導致相鄰電池單元起火。如果條件容許,可以通過(guò)浸水法,即將電池組或整車(chē)全部淹沒(méi)至水面以下,通過(guò)實(shí)驗發(fā)現滅火的效果為佳。

(四)現場(chǎng)清理

用測溫儀監測電池溫度,在冷卻至170℃以下且明火熄滅后,應繼續用大量水對電池組及其他部件進(jìn)行持續冷卻,一般應保持到電池不再冒煙至少1h后。對于無(wú)價(jià)值且電池火災難以撲滅的事故車(chē)輛,可考慮設計并采用危險化學(xué)品應急處置轉動(dòng)箱,將事故車(chē)輛浸漬進(jìn)行冷卻降溫,迅速恢復交通并防止造成污染。

1. 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、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。

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

5.1 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。

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)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。

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

1. 結語(yǔ)

伴隨不斷推進(jìn)國內電車(chē)化進(jìn)程，鋰離子電池技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的新能源電車(chē)保有量將不斷增加，但也將面臨更多的電 車(chē)火災事故問(wèn)題。尤其是近段時(shí)間大型新能 源電車(chē)廠(chǎng)商所出現的火災事故，使得更多消 費者開(kāi)始擔憂(yōu)新能源電車(chē)的安全問(wèn)題，這將 會(huì )給該產(chǎn)業(yè)的穩定發(fā)展形成很大影響。經(jīng)過(guò) 調查得知，致使新能源電車(chē)火災事故的因素 較多，對此需要、消防救援部門(mén)、汽車(chē) 生產(chǎn)商和車(chē)主發(fā)揮自身作用，多主體、多方 面發(fā)力，如此才能有效防控電車(chē)火災，降低 火災事故帶來(lái)的損失與影響，促進(jìn)電車(chē)產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展。

參考文獻

[1]孟捷.淺談電氣火災的成因及其預防措施[J].科技信息,2010(18):758.

[2]王紹剛.淺談新能源汽車(chē)火災成因及預防措施研究[J].基層建設,2020(01).

[3]阮藝亮,王佳.我國新能源汽車(chē)起火事故分析與對策[J].汽車(chē)文摘,2019(05):39-43.

[4]代旭日,何寧.鋰電池火災特點(diǎn)及處置對策[J].消防科學(xué)與技術(shù),2016,35(11):1616-1619.

[5]張得勝,張良,陳克,等.電動(dòng)汽車(chē)火災原因調查研究[J].消防科學(xué)與技術(shù),2014,33(09):1091-1093.

[6]柯錦城,楊旻,謝寧波,羅成.鋰電池電動(dòng)汽車(chē)滅火救援技術(shù)探討,2017,36(12).

[7]趙莉.新能源產(chǎn)業(yè)消防安全如何解題答卷.中國應急管理報.2022(05).

[8]牛少博.新能源汽車(chē)火災特性及處置對策.湖北省鄖西縣消防救援大隊.2023.01

[9]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2019.11版