新能源汽車火災防控與應(yīng)對策略

安科瑞魯一揚15821697760

摘要：新能源汽車憑借環(huán)保特性銷量劇增，然而其自燃、爆炸等安全事故頻發(fā)，亟待深入研究。本文剖析新能源汽車主體構(gòu)成，包括電力供應(yīng)、電動推進與支持系統(tǒng)，探究鋰電池結(jié)構(gòu)與著火特性，分析火災風險性及救援難點，如火災突發(fā)性強、車輛狀況復雜、復燃概率高、撲救困難等。闡述常見撲救技戰(zhàn)術(shù)，如降溫冷卻、覆蓋隔離、圍擋浸泡、快速轉(zhuǎn)移法等，并詳細介紹消防處理流程與方法，涵蓋現(xiàn)場風險評估、安全管控、防護及不同情形處置，還對安科瑞智慧消防云平臺進行概述，包括平臺功能、適用場合、組網(wǎng)架構(gòu)及相關(guān)產(chǎn)品，旨在為新能源汽車火災防控提供全面參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車；火災處置；電力供應(yīng)系統(tǒng)；鋰電池

引言

新能源汽車市場蓬勃發(fā)展之際，其安全隱患尤其是火災事故引發(fā)廣泛關(guān)注。深入探究新能源汽車構(gòu)造、電力系統(tǒng)、鋰電池特性與火災應(yīng)對策略，對保障公眾安全、推動行業(yè)健康發(fā)展意義重大。

一、新能源汽車的主體構(gòu)成分析

1新能源汽車的主體構(gòu)成

新能源汽車推進系統(tǒng)由電力供應(yīng)、電動推進與支持系統(tǒng)構(gòu)成。電力供應(yīng)系統(tǒng)含電池、能源管理與充電裝置，串聯(lián)或并聯(lián)低電壓電池組形成高壓電池組，經(jīng) DC/DC 轉(zhuǎn)換器適配電機需求，為其提供動力并監(jiān)控電池狀態(tài)與充電過程。電動推進系統(tǒng)借助電控單元、功率轉(zhuǎn)換模塊、電動機、傳動系統(tǒng)與輪胎，實現(xiàn)電能與輪胎旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn)換，制動時回收能量。支持系統(tǒng)涵蓋額外動力源、助力轉(zhuǎn)向、導航與人工智能等，提升駕駛體驗與舒適性。

2新能源汽車電池主要結(jié)構(gòu)

磷酸鐵鋰電池熱穩(wěn)定性佳，受廠商青睞，成為消防研究重點。鋰離子蓄電池由正負極、隔膜與電解液組成。正極材料有氧化鋰鈷等多種，負極常用鋰與碳的層狀化合物 LixC6，隔膜多為聚丙烯與聚乙烯，電解液含六氟磷酸鋰等有機溶劑，由多種酯類調(diào)配而成。

3鋰離子蓄電池的著火特性

鋰電池能量密度高，熱失控是安全隱患核心，源于有機小分子連鎖反應(yīng)。熱失控分三個階段：起始階段，負極材料于 90 - 100℃熱分解，釋放熱量與氧氣；積能階段，250 - 350℃時鋰離子與有機溶劑反應(yīng)，生成易燃氣體致電池膨脹；氧化爆炸階段，充電時正極與電解質(zhì)氧化反應(yīng)，產(chǎn)生高溫與有害氣體，可能引發(fā)點火或爆炸。

二、新能源汽車的火災風險性及救援難點

作為能量儲存裝置，電池易受外部環(huán)境或內(nèi)部質(zhì)量問題的影響，導致熱失控現(xiàn)象發(fā)生，從而引發(fā)火災或爆炸等嚴重后果。新能源汽車中的電池安全問題是其安全性關(guān)注的*心點。這些車輛在發(fā)生火災時的特性與傳統(tǒng)燃油汽車存在明顯的差異，主要體現(xiàn)在：

1火災突發(fā)性與燃燒速度

新能源汽車電池受過度充電、水分侵入、撞擊或高溫影響易熱失控引發(fā)火災。實驗表明，動力電池熱失效后 6s 達燃燒峰值，完全撲滅需 3min，期間內(nèi)部溫度超 900℃。熱失控時釋放大量易燃物，火勢蔓延迅速，大幅壓縮救援時間。

2火災車輛狀況復雜

鋰離子電池燃燒釋放高熱量與氣體，安全閥失效可致車輛爆炸。車內(nèi)裝飾材料與電子設(shè)備燃燒產(chǎn)生有害氣體，電池燃燒產(chǎn)生氟化物等有毒物質(zhì)，電解液具強腐蝕性，易致人員中毒窒息。高電壓大容量電池處理不當易引發(fā)觸電事故。

3起火車輛復燃概率高

金屬殼保護的蓄電池使水槍滅火困難，表面火焰熄滅后內(nèi)部熱反應(yīng)持續(xù)，易造成復燃。

4起火車輛撲救困難，專業(yè)技術(shù)要求高

鋰離子蓄電池高溫下氧化物持續(xù)燃燒，電芯外殼阻礙滅火劑作用?，F(xiàn)有撲救方式存在滅火效果差、安全隱患大、時間長等問題，對救援隊伍技術(shù)要求高。

三、新能源汽車火災常見撲救技戰(zhàn)術(shù)

（一）接警準備

接警時詳細詢問車輛信息，利用數(shù)據(jù)資源與銷售商獲取電池類型、容量、電壓與高壓電路布局等，向救援隊伍通報并強調(diào)安全防護，指導報警人員疏散。

（二）現(xiàn)場處置

到達現(xiàn)場后，指揮人員迅速掌握火源、人員被困與電池狀況，依據(jù)車輛標志判定類型，制定科學應(yīng)急方案。若有人員被困，優(yōu)先救援，破拆車窗，用水槍噴霧阻火，借助救援工具破拆車體，破拆時用水霧抑爆。針對火災特性，采取以下策略：

1. 降溫冷卻法：未起火時按傳統(tǒng)車輛火災處置，蓄電池著火則用水降溫。
2. 覆蓋隔離法：車輛全面燃燒且無人員被困時，用滅火毯覆蓋，熄滅明火，但無法阻止電池熱失控。
3. 圍擋浸泡法：車輛完全燃燒且電池熱失控時，無人員被困前提下，水槍掩護組裝圍擋，灌水冷卻底盤與電池包，防控復燃。
4. 快速轉(zhuǎn)移法：火災發(fā)生于特殊場所且不可控時，水槍控制火勢，滅火毯覆蓋防護，將車輛轉(zhuǎn)移至空曠安全地帶，或用搬運機器人轉(zhuǎn)移毗鄰車輛，孤立著火車輛處置。

四、針對新能源車輛的消防處理流程與方法

1現(xiàn)場風險評估

指揮員與安全員穿戴防護裝備，攜帶檢測器材靠近車輛，評估危險，切斷電源。

2現(xiàn)場安全管控

指揮員依事故嚴重程度劃定警戒與安全區(qū)域，組織疏散，與交通部門協(xié)作保暢通，劃分火災撲救、設(shè)備替換、傷員轉(zhuǎn)移等區(qū)域，嚴重時設(shè)臨時指揮中心等。外圍安全員聯(lián)合多部門封控警戒范圍，檢查登記撲救區(qū)人員防護，定時提醒內(nèi)攻人員并監(jiān)測可燃氣體，適時調(diào)整警戒線，指揮員監(jiān)控電池溫度并調(diào)整警戒范圍。

3安全防護

消防人員依現(xiàn)場狀況穿戴滅火、救援防護服，靠近車輛人員佩戴空氣呼吸器、絕緣手套與靴等，保障生命安全。

4處置流程

遵循“救人第一，科學施救”原則，條件允許時切斷電源并妥善放置車鑰匙。針對不同情況處置：

1. 電池熱失控但無明火時，降溫冷卻組掩護，滅火組用底盤滅火裝具冷卻電池，預組裝圍擋，冷卻不佳或火勢蔓延時搭建圍擋注水降溫。
2. 車廂起火且全面燃燒時，降溫冷卻組掩護，滅火組用滅火毯覆蓋，破拆車窗注水滅火，預搭建圍擋，冷卻不佳或火勢擴大時搭建圍擋注水降溫。

5注意事項

嚴禁盲目翻轉(zhuǎn)車輛與不當操作高壓線路，嚴格佩戴防護裝備，嚴防觸電、噴濺、噴射與爆炸傷害，指揮員與安全員持續(xù)監(jiān)控車輛狀態(tài)，異常時及時撤退。

五、安科瑞智慧消防云平臺

1平臺概述

依托多種技術(shù)，對充電站配電系統(tǒng)全方位監(jiān)控預警，保障可靠安全運行，切除隱患，預防電氣火災，構(gòu)建智慧充電站，提升社會與經(jīng)濟價值。

2適用場合

可廣泛應(yīng)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。

3組網(wǎng)架構(gòu)

平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由終端感知設(shè)備、邊緣計算網(wǎng)關(guān)和能效管理平臺層三個部分組成，詳細拓撲結(jié)構(gòu)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(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(luò)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(wù)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/T 20234.2-2015國標的電動汽車，適應(yīng)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(shè)備、車輛、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(shè)）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。

6平臺功能

6.1 登錄

6.2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)

6.3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(shè)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：

6.4 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：

6.5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(yīng)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：

6.7財務(wù)報表

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

6.8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：

7案例實景

總結(jié)：新能源汽車火災防控是多方面系統(tǒng)工程，需深入理解其構(gòu)造與火災特性，掌握撲救策略與消防處理流程，借助智慧消防平臺提升監(jiān)測預警與管理水平，保障新能源汽車產(chǎn)業(yè)安全可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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審核編輯 黃宇