淺談電動汽車火災特點及處理對策研究

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著我國交通行業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機車輛已不符合綠色環(huán)保理念，這為電動汽車的發(fā)展帶來了新的契機。電動汽車的崛起不僅改變了汽車產(chǎn)業(yè)格局，還對其生產(chǎn)技術(shù)和裝備提出了新要求，給整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈帶來了深刻影響。當前，全球電動汽車的發(fā)展趨勢日益明顯，各國對電動汽車生產(chǎn)標準和要求也在不斷提高。為了滿足這一需求，對電動汽車的生產(chǎn)過程進行優(yōu)化和調(diào)整，以更好滿足可持續(xù)發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：電動汽車；火災特點；處理對策研究

一、電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀

自19世紀末開始,電動汽車經(jīng)歷了早期探索、復興崛起等階段。早期探索階段。在1873年,英國人羅伯特·戴維森制作了世界上*初可供使用的電動汽車,比汽油發(fā)動機汽車早了10年以上。這一時期,以鐵鋅、汞合金與硫酸進行反應的一次電池為主要動力的載貨電動汽車為主。隨著技術(shù)的進步,從1880年開始,應用了可以充放電的二次電池,這對于電動汽車來講是一次重大的技術(shù)變革。自20世紀80年代末至90年代初。隨著環(huán)保意識的提高和石油價格的不斷攀升，電動汽車再次引起了人們的關(guān)注,這一階段也稱為電動汽車的復興階段。崛起階段。21世紀初,隨著科技的不斷發(fā)展和環(huán)保意識的不斷提高，電動汽車開始崛起，2008年,特斯拉公司推出了Roadster電動跑車,其擁有超過約322千米的續(xù)航里程,成為了市場上的一匹黑馬。此后,各大汽車廠商相繼推出了自己的電動汽車產(chǎn)品,如日產(chǎn)的IEAF、寶馬的i3和特斯拉的Models等。

我國電動汽車開始較晚，但發(fā)展迅速。直到21世紀初，隨著國際社會對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的日益關(guān)注以及國內(nèi)汽車市場的快速增長，電動汽車開始進入國產(chǎn)車企的視野。我國開始意識到新能源汽車的重要性，伴隨著一系列文件的出臺，*家從資源、人力、物力各方面加大對電動汽車研發(fā)的投入。國內(nèi)各大汽車企業(yè)逐步開始涉足純電動汽車領域，推出了自己的產(chǎn)品。

近年來,隨著技術(shù)的不斷突破和政策的持續(xù)支持,我國電動汽車產(chǎn)業(yè)取得了長足發(fā)展,規(guī)模持續(xù)擴大,逐年提升。截至2023年底,我國新能源汽車保有量達到2041萬輛,其中電動汽車保有量達到1552萬輛,占新能源汽車保有量的76.04%。這一數(shù)字不僅反映了電動汽車在國內(nèi)市場的普及程度,也體現(xiàn)了我國純電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和良好前景。同時,國內(nèi)汽車企業(yè)在電池、電機、電控等核心技術(shù)方面也取得了重要突破,推動了純電動汽車性能和品質(zhì)不斷提升。此外,充電基礎設施的建設也在加速推進,為純電動汽車的普及提供了有力保障。然而,隨著電動汽車保有量的持續(xù)上升,其火災事故也是現(xiàn)出逐步增加的趨勢,引起了人們的廣泛關(guān)注和擔憂。很多事故不僅給車主帶來了經(jīng)濟上的損失，更在一定程度上影響了人們對電動汽車的信心。引起事故的原因多種多樣,可能包括電池缺陷、充電設施問題、使用不當?shù)取?/p>

1. 電動汽車火災原因

電動汽車相較于傳統(tǒng)燃油車，其特殊的組成結(jié)構(gòu)增加了火災風險。首先，電動汽車的核心是電池組，它們儲存了大量的電能。其次，電動汽車的充電設施也是一個潛在的火災源。電動汽車內(nèi)部的高壓電路和電氣元件，如電機、控制器等，在故障或不當操作的情況下也可能成為火災的起點。

1.電動汽車自身問題

部分電動汽車在生產(chǎn)過程中,為了節(jié)省成本,可能采用了一些質(zhì)量較差的零部件,如主鎖控制電流開斷系統(tǒng)存在設計缺陷,可能導致電池的正負兩*短路引發(fā)火災。

2.電池及電氣線路問題

電動汽車的電池是火災發(fā)生的主要源頭之一。電池內(nèi)部的電氣線路可能因老化、磨損或短路而引發(fā)火災。此外,電池在充電過程中會產(chǎn)生大量熱量,如果散熱不良或充電設備存在故障,也可能導致火災。

3.用戶私裝設備

一些用戶為了增加車輛功能,可能會私自安裝一些設備,如防盜器、音響設施等,這些設備可能增加了車輛的用電負荷,導致線路超負荷運行,從而引發(fā)火災。

4.充電操作不當

在充電過程中,如果充電器產(chǎn)生較大熱量,而充電環(huán)境又不通風或者充電器及蓄電池存在故障,都可能導致火災發(fā)生。此外,充電線路如果存在設計缺陷或安裝不規(guī)范,也可能引發(fā)火災。

隨著電動汽車保有量的迅猛增長，火災事故也呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。這些火災的成因復雜，既可能與車輛本身的設計缺陷或制造質(zhì)量問題有關(guān)，也可能因充電設施不完善、使用不當?shù)纫蛩貙е隆?/p>

1. 電動汽車火災特點

電動汽車特殊的組成結(jié)構(gòu)，尤其是高壓電池組，使其火災特點與傳統(tǒng)汽車截然不同。電動汽車電池組具有高能量密度，一旦發(fā)生短路或燃燒，火勢迅猛，難以控制。同時，電池內(nèi)部的化學物質(zhì)在燃燒時可能產(chǎn)生有毒氣體，增加了救援風險和難度。此外，電動汽車的電池和電氣系統(tǒng)相互關(guān)聯(lián)，火災可能引發(fā)電池爆炸，進一步加劇火勢和破壞力，常見電動汽車火災特點如下。

1.風險評估突發(fā)性強和不可控性大

由于電動汽車的動力電池包電壓高、能量密度大,高壓線束分布廣泛,事故往往具有突發(fā)性和不可預測性,易引發(fā)火災、爆炸等連鎖反應。

2.火勢蔓延迅速

由于電動汽車的內(nèi)部裝置復雜,管線錯綜,大部分均為可燃物體。一旦發(fā)生燃燒,速度非常快。從電池出現(xiàn)燃燒跡象到猛烈燃燒可能只需要6秒的時間。火焰的噴射距離較遠,可達到5m以外。在自由燃燒狀態(tài)下,火焰可持續(xù)90分鐘左右,溫度值可達916℃!。當汽車某一部分發(fā)生火災后,火勢很容易蔓整個車廂,形成大范圍燃燒。

3.潛在爆炸危險

部分純電動汽車使用氫燃料電池，這種電池在受損或氫氣泄漏的情況下，如果空氣中的氫氣含量超過４％，周圍溫度超過500℃，就可能引發(fā)爆炸。這種潛在的爆炸危險增加了火災救援風險。

4.產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)

在燃燒過程中，純電動汽車可能會產(chǎn)生大量有毒有害物質(zhì)，如醚、烯烴、烷烴等。這些物質(zhì)對人體健康構(gòu)成威脅，同時也增加了火災救援難度。

5.滅火難度大

純電動汽車發(fā)生火災時，常規(guī)的滅火劑滅火效果可能不夠理想。同時，滅火設施可能會受到座椅、護欄等物體的阻擋，難以直接作用在火點上。這些因素都增加了滅火任務的難度，因此需要花費較長時間才能完成滅火。

1. 電動汽車火災救援對策

電動汽車火災因其電池系統(tǒng)的特殊性，呈現(xiàn)出蔓延速度快、溫度高、可能產(chǎn)生有毒氣體等特點，使得火災救援工作面臨嚴峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的滅火方法可能難以迅速控制火勢。因此，針對電動汽車火災的救援對策需突出快速響應、專業(yè)處置和安全優(yōu)先。

1.快速評估火勢

在電動汽車發(fā)生火災時，首要任務是快速識別火源位置并評估火勢的大小。由于電動汽車的電池組可能隱藏在車身底部或車廂內(nèi)部，消防員需要迅速確定火勢是否已蔓延到電池組，并預測火勢可能的發(fā)展方向。

2.斷電與隔離

純電動汽車的電池組通常帶有高壓電，因此滅火前首先斷電。消防員應使用適當?shù)墓ぞ吆头椒ǎ杆偾袛嚯姵嘏c車輛電氣系統(tǒng)的連接，并確保電池組與救援人員和其他設備之間保持安全距離，以防觸電。

3.確保人員安全

在電動汽車發(fā)生火災時，首要任務是確保人員安全，疏通道路，保障消防員能夠順利到達現(xiàn)場，利用專業(yè)設備評估火勢和煙霧情況。迅速疏散乘客，引導他們通過安全出口或緊急疏散門逃離車廂。同時，消防員會采取滅火措施，控制火勢蔓延，防止火勢擴大造成更嚴重的傷害。在滅火過程中，消防員還會密切監(jiān)測火場情況，確保沒有遺漏的乘客或危險物品，減少火災帶來的損失。如果火勢過大或存在爆炸風險，消防員應迅速撤離現(xiàn)場，確保自身安全。在撤離前，應設置監(jiān)控設備，持續(xù)觀察火勢發(fā)展情況，以便在火勢減弱或穩(wěn)定后重新展開滅火行動。

4.選擇適當?shù)臏缁鹌鞑?/p>

對于純電動汽車火災來說，滅火劑的選擇至關(guān)重要。由于電池組可能包含鋰金屬等易燃材料，在火災中可能會彎曲、變形、損壞，釋放有毒氣體，因此應避免使用干粉或二氧化碳滅火器等。相反，應優(yōu)先考慮使用大量水或其他非導電滅火劑，以降低電池組內(nèi)部的溫度并撲滅火源。在滅火過程中，消防員應使用水槍或其他滅火設備，對準火源進行滅火，并持續(xù)對電池組進行冷卻，以防止電池熱失控導致火勢重新蔓延。同時，要注意控制滅火劑的用量，避免過多水分滲入電池組內(nèi)部，造成進一步損害。此外，確保滅火器具的種類和數(shù)量充足，并定期進行檢查和維護。

5.火災處理與總結(jié)

火災被撲滅后，消防員應進行事后處理，包括清理現(xiàn)場、檢查車輛和電池組的損壞情況等。同時，應總結(jié)本次滅火救援的經(jīng)驗教訓，與其他專業(yè)救援團隊合作，提出改進措施，共同制定救援方案，以提高未來對純電動汽車火災的應對能力。

五、電動汽車火災預防措施

隨著電動汽車的普及，其安全問題也日益凸顯，尤其是電動汽車火災事故。為了有效預防電動汽車火災，需要從電動汽車的生產(chǎn)、銷售、日常使用、充電以及出現(xiàn)故障緊急處理等方面采取一系列預防措施。

1.電動汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)

在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，電動汽車制造商應嚴格遵循*進的電池管理系統(tǒng)，確保電池的穩(wěn)定性和安全性。其次，電動汽車的電氣線路和電氣元件也應經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢測，確保其能夠承受正常使用過程中的電氣負荷，避免因電氣故障引發(fā)火災。

2.銷售環(huán)節(jié)

消費者在購買電動汽車時，應謹慎選擇，確保所購車輛具備生產(chǎn)許可證，來自市場度高、口碑良好的品牌。在購買時，應注意查看電動汽車的產(chǎn)品說明書，了解其安全性能和操作要求。同時，消費者還應關(guān)注電動汽車的電池、電氣線路和電氣元件等關(guān)鍵部件的質(zhì)量和安全性能，避免因購買低質(zhì)量產(chǎn)品而增加火災風險。

3.客戶日常使用環(huán)節(jié)

在日常使用過程中，消費者應養(yǎng)成勤檢查、常維護的習慣。首先，應定期檢查電動汽車的電池、電氣線路和電氣元件等關(guān)鍵部件，確保其處于良好的工作狀態(tài)。其次，消費者在使用電動汽車時，應遵循產(chǎn)品說明書中的操作要求，避免因誤操作引發(fā)火災。此外，消費者還應

避免在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下使用電動汽車，以降低火災風險。

4.電動汽車充電環(huán)節(jié)

充電是電動汽車使用過程中火災風險較高的環(huán)節(jié)之一。因此，在充電時，消費者應選擇符合*家安全標準的充電設施，避免因使用劣質(zhì)充電設施而引發(fā)火災。同時，消費者還應按照說明書的規(guī)定進行充電操作，避免因充電不當引發(fā)火災。此外，充電時應保持充電環(huán)境通風良好，避免因充電過程中產(chǎn)生的熱量引發(fā)火災。

5.出現(xiàn)故障緊急處理

當電動汽車出現(xiàn)故障時，消費者應保持冷靜，按照產(chǎn)品說明書中的故障處理流程進行操作。若出現(xiàn)故障無法自行處理的情況，應及時聯(lián)系專業(yè)的維修機構(gòu)或人員進行處理。在處理故障時，消費者應避免擅自拆卸電氣保護裝置或進行其他危險操作，以防止因處理不當引發(fā)火災。

為了安全起見，建議盡量不要將充電器放置在電動車上。因為路面顛簸可能導致充電器內(nèi)部發(fā)生短路，所以在充電時容易引發(fā)自燃。同時，車主應避免在雨天或積水路段行駛，以防止電機進水，從而在充電時發(fā)生短路并引發(fā)火災。

六、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(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、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。

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。

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

5.17KW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。

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）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：

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：

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：

6.9案例實景

七、結(jié)語

電動汽車因其的動力系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出不同于傳統(tǒng)燃油車的火災特點。本文從電動汽車發(fā)展史、我國電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀入手，深入分析了電動汽車火災成因，包括電動汽車本身、電池及電氣線路問題、充電設備故障、未合理使用等，并探討了火災發(fā)生時的突發(fā)性強、快速蔓延、產(chǎn)生有害物質(zhì)和高溫特性等特點。針對這些特點，本文提出了多項處理對策，如快速評估火災、斷電隔離、選擇滅火器材、提升消防人員應急響應能力等，總結(jié)了幾點電動汽車的火災預防措施。未來，隨著電動汽車的普及，火災防控工作將愈發(fā)重要。因此，須持續(xù)研究和完善相關(guān)對策，確保電動汽車安全運行，為綠色出行保駕護航。

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