安科瑞 耿敏花

　　摘要：新能源汽車在人們的日常生活中被廣泛應用，但其消防安全問題也逐漸凸顯。本文分析了新能源汽車的起火原因、燃燒危害性，并著重闡述了新能源汽車發(fā)生火災后消防應急處置程序及應對措施等。

　　關鍵詞：新能源汽車；火災分析；處置對策

　　隨著新能源汽車產業(yè)的快速發(fā)展以及政策的有力支持，新能源汽車市場應用車型種類和數量不斷增長并成為社會重要的交通工具，但其火災事故發(fā)生率也日益增加，成為關注的焦點。對此，需要根據形勢研究分析新能源汽車起火的主要原因，科學制定消防應急處置程序和應對措施，保障人民群眾的生命財產安全。

　　1新能源汽車起火的主要原因及動力電池系統(tǒng)

　　1.1起火主要原因

　　新能源汽車起火絕大多數是由于鋰離子動力電池熱失控，引發(fā)電池內短路，造成火災。動力電池熱失控是指電池單體放熱連鎖反應引起電池溫度上升的不可控現象，其通常由機械、電、熱等因素單獨或者共同耦合誘發(fā)。下面介紹幾種常見的動力電池起火原因。

　　（1）物理破壞。由于動力電池被外力擠壓、穿刺、撞擊，導致電池內部隔膜斷裂，造成正負短路，引發(fā)劇烈的電化學反應，引發(fā)動力電池熱失控。

　　（2）電器異常。由于動力電池外短路、過充、放電引發(fā)電池熱失控。外短路主要是因為歐姆熱引發(fā)電池內部溫度升高和外電路電流增加。動力電池過長時間充電，導致電池電壓高于截止電壓，電池組產生大量的焦耳熱，或引發(fā)副反應產生大量的反應熱，從而引發(fā)熱失控。因動力電池使用不當或濫用，導致電池正負物質的可逆性遭到破壞，發(fā)生電池內短路。

　　（3）冗余。由于外力作用導致動力電池內短路，引發(fā)電化學反應，產生大量熱量；因動力電池過充和過放，導致內部產熱不一致，或內部單電池及電池組連接元件之間接觸不良、接觸松動等問題，導致電池組內阻增加，造成電池局部過熱。這一系列的作用，終導致防爆膜破裂，電解液噴出后起火燃燒。

　　（4）電池老化。電池老化分為循環(huán)老化和儲存老化，電池循環(huán)老化總是伴隨正材料結構損壞、電材料不可逆相變、材料與電解質發(fā)生等，導致電池容量衰減和內阻增加，使電池系統(tǒng)安全性能衰退；存儲環(huán)境會導致電池內阻增加發(fā)生老化。

　　1.2動力電池系統(tǒng)

　　（1）動力電池系統(tǒng)（見圖1）。基本上由電池模組、電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、電氣及機械系統(tǒng)組成。

　　（2）動力電池的結構。新能源汽車與傳統(tǒng)汽車相比，除有著相同的車身、車載電器系統(tǒng)，以及一些基本的液壓制動、轉向部件外，還有很多結構部件，主要包括動力電池系統(tǒng)、電驅動系統(tǒng)、集成式電源、空調壓縮機、空調PTC、水加熱器、快充插座等高壓部件組成，高壓部件之間通過高壓線纜連接起來，線纜為橙色。部分電動汽車的車載電池管理系統(tǒng)布線會穿過車體框架結構。

圖1動力電池系統(tǒng)

　　2新能源汽車燃燒危害性及事故特點

　　2.1燃燒危害性

　　（1）新能源汽車動力電池起火燃燒，如果不能迅速控制，燃燒溫度可達1000℃,并產生大量熱輻射，造成消防員無法靠近，對周圍車輛、人員以及建筑物的安全造成嚴重威脅。

　　（2）燃燒產生的氟化氫、氰化氫等有毒有害氣體，對消防員皮膚或呼吸道等黏膜組織危害嚴重，輕者皮膚灼傷，呼吸道損傷，重者中毒昏迷。

　　（3）燃燒持續(xù)產生的醚、烷烴、烯烴等可燃性氣體，會使燃燒發(fā)展到劇烈階段，燃燒速度難以控制。比如，在封閉環(huán)境下燃燒時，消防員在處置時不得輕易打開口子，由于內部環(huán)境悶燒已久，打開的口子會使氧氣大量進入，從而造成轟然或爆燃。

　　（4）根據動力電池的形成結構和理化特性，火災發(fā)生后，使用ABC干粉滅火器或二氧化碳滅火時，僅能撲滅其表面火焰，不能中斷鋰電池內部的化學反應，內部通常還存在大量的熱量和高的溫度，并且由于鋰電池特殊的熱失控特性，可能出現動力電池復燃、復爆的現象。

　　（5）新能源汽車燃燒時可能處于充電狀態(tài)或啟動發(fā)電狀態(tài)，消防員在處置過程中有觸電危險。

　　2.2事故特點

　　（1）新能源汽車車輛結構、動力來源和驅動方式與燃油汽車不同，事故突發(fā)性強，不可控性大，易引發(fā)火災、爆炸等連鎖反應。

　　（2）動力電池發(fā)生火災，具有火點隱蔽難控和可燃氣體噴射火等多種燃燒形態(tài)，火勢蔓延迅速、火焰溫度高且易發(fā)生復燃，火災撲救技術要求高，處置持續(xù)時間長，處置難度大。

　　（3）事故潛在危險性大，交通事故涉及其他車輛，除動力電池高壓危險外，其他車輛還存在燃料、電解液和高壓儲氣瓶泄漏等風險，燃燒產生大量有毒有害、易燃易爆氣體，伴隨觸電、爆炸、中毒、灼傷和腐蝕等危險，安全防護要求高，警戒范圍大，現場處置風險高。

　　（4）新能源汽車類型多樣，同一生產企業(yè)、相同類型車輛的車型結構、電池種類、電池安裝位置、風險隱患和應對措施均可能存在不同，火災狀態(tài)下車輛情況和災情信息難以準確辨識研判。

　　（5）各類風險疊加，新能源汽車火災事故可能涉及其他車輛，除動力電池高壓危險外，其他車輛還存在燃料、電解液和高壓儲氣瓶泄漏等風險，易引發(fā)火災、爆炸，造成新的車輛事故。

　　3新能源汽車火災應急處置程序及對策

　　3.1接警調度

　　（1）指揮接到報警后，要問清車輛事故發(fā)生地點和事故車輛數量及災情狀態(tài)、周邊環(huán)境等情況。核實有無人員被困及被困人員數量、傷勢，有無明火、冒煙、響聲等跡象。

　　（2）詢問知情人核實事故車輛類型、品牌型號，并調閱新能源汽車資料庫、救援信息卡及隨車《救援指南》等資料，實施全程跟蹤指導和安全警示。

　　3.2力量調集

　　（1）優(yōu)先調集大流量大噸位泡沫和水罐消防車、搶險救援消防車等車輛，消防機器人、移動消防炮、漏電探測儀、電絕緣裝具、絕緣剪斷鉗、萬用表、測溫儀、紅外熱成像儀、有毒氣體探測儀、可燃氣體檢測儀，以及警戒、救生、固定、支撐、破拆、起重、牽引等裝備器材。

　　（2）視情調集起火車輛廠家技術人員，以及挖掘機、裝載機等工程機械到場協(xié)助處置。如是車庫等密閉空間場所時，應根據實際情況調集排煙、照明、充氣等車輛裝備到場。

　　3.3風險評估

　　（1）查明起火車輛基本情況及被困人數、受傷情況等基本情況。

　　（2）查明起火車輛類型、品牌型號，動力電池種類、容量、位置。對于客運車、公交車等大型新能源汽車，還應了解車輛剎車系統(tǒng)電動氣泵、方向機液壓助力泵、驅動電機及冷卻系統(tǒng)等高壓電部位信息，必要時聯系生產廠家獲得詳細車輛信息，充分評估可能觸電、熱失控或引發(fā)高壓容器爆炸等危險。

　　（3）查明起火車輛對周圍其他車輛、人員和建筑的威脅程度，以及周邊消防水源等情況。

　　（4）查明車輛高壓電系統(tǒng)斷電主開關或應急開關、控制器保險絲的位置及狀態(tài)，查明是否處于充電

　　通電狀態(tài)。

　　（5）對事故車輛動力電池、高壓電系統(tǒng)的損壞情況進行判斷，對動力電池燃燒、爆炸可能造成的危險因素及后果進行評估。

　　（6）如事故車輛是混合動力新能源汽車，則需要找出查明油箱、電瓶的位置和損壞情況。

　　3.4現場管控

　　（1）按照事故嚴重程度和有毒有害氣體檢測情況劃分警戒范圍。原則上，一般道路警戒距離不少于

　　200m；高速公路警戒距離不少于500m，遇有雨、雪、霧等天氣或夜間、高速公路長坡路段，警戒距離應擴大1~1.5倍［3］。如在地下車庫等密閉空間場所，應考慮立體、狹長等綜合情況，同步擴大水平警戒距離和豎向空間的警戒范圍。

　　（2）對于單輛小型新能源汽車火災，應將事故區(qū)域劃分為火災撲救區(qū)、傷員轉運及人員待命區(qū)，根據現場情況在上風方向合理選擇停車位置，保持與事故車輛足夠的安全距離。對于大型新能源貨運車或客運車以及多車、多種動力車輛火災事故，根據災情及危險范圍，擴大火災撲救區(qū)、傷員轉運及人員待命區(qū)范圍，確保消防員安全。

　　（3）疏散圍觀群眾，協(xié)調交警部門對附近交通進行疏導，并將事故現場劃分為火災撲救處置區(qū)，傷員轉運區(qū)，人員待命，安全地帶。

　　（4）對事故警戒范圍進行嚴格封控和隔離，安排專人檢查入場人員安全防護措施的落實情況，禁止無關人員和不符合規(guī)定的人員進入。持續(xù)不斷地對現場有毒有害氣體濃度和范圍進行檢測，并結合風向適時調整警戒范圍。

　　（5）利用熱成像儀、測溫儀等測溫設備，對事故車輛動力電池部位的溫度進行實時監(jiān)測，適時調整警戒范圍。

　　3.5安全防護

　　（1）消防員根據現場情況，做好個人防護措施，穿戴全套PPE消防員滅火防護服，火災撲救人員佩戴正壓式空氣呼吸器，前沿陣地消防員視情況穿戴隔熱服。

　　（2）應急處置前使用漏電探測儀進行檢測，未檢測前嚴禁接觸車體、出水滅火，防止觸電傷害。根據車輛電壓特性佩戴個人防護裝備，如絕緣服、絕緣靴、絕緣手套。

　　3.6處置措施

　　新能源汽車火災事故應區(qū)分不同車型、不同工況、不同環(huán)境采取不同的處置措施。原則上未檢測車輛是否帶電前不出水、未切斷高壓電前不破拆，經檢測車體無電且斷電后，方可采取冷卻為主、控制燃燒措施，確保火勢不擴大、不蔓延，消防員要與起火車輛保持足夠的安全距離，防范觸電、燃燒、爆炸、中毒、灼傷等風險。

　　（1）火災車輛如有人員被困，堅持“救人、科學施救"的指導思想，把救人作為滅火救援的首要任務，破拆、滅火、救人等行動可同步進行，正確把握救人與滅火的關系。針對不同的車輛類型和結構設計，采取措施，在確保自身安全的前提下開展救人、滅火行動。

　　（2）當火勢處于初起階段，且現場符合斷電條件時，應立即實施斷電操作，并將車鑰匙裝入信號屏蔽袋或放置至離車10m以外區(qū)域。

　　（3）無法實施斷電操作事故車輛，并且火勢已對被困人員和消防員造成威脅，應立即組織力量使用霧水或干粉滅火器壓制火勢，保護被困人員及消防員噴霧水滅火。

　　（4）根據現場環(huán)境、火勢及事故車輛狀態(tài)、位置等情況判斷是否對著火車輛進行穩(wěn)固作業(yè)。以45度角度靠近車輛，避開車頭、車尾等車輛可能存在的行駛路徑，合理采取短足、長足等穩(wěn)固技術，運用支撐桿等器材裝備，對車體實施穩(wěn)固，創(chuàng)建安全作業(yè)條件，防止車輛移動，同時做好滅火救援準備。

　　（5）堅持“非必要不破拆、破拆必先評估"的原則，優(yōu)先利用事故車輛門窗實施疏散救生。確需破拆作業(yè)時，提前切斷動力電池包高壓電和電容器，并對已斷電的高壓部件進行驗電測量，確認無電后方可實施破拆，破拆部位應避開高壓部件和線束。非必要不得切斷12V或24V電源，嚴防動力電池冷卻、管理等系統(tǒng)失效，造成災情擴大危及消防員。

　　（6）對車輛非動力電池組火災，利用干粉滅火劑、大量水或泡沫強制滅火，同時對電池組進行冷卻降溫，防止電池組過熱引發(fā)爆炸或起火。

　　（7）對車輛動力電池組火災，有人員被困時，應視情采用滅火毯等器材對被困人員實施保護，并視情使用噴霧水對火勢進行壓制，也可設置圍擋，利用高倍數泡沫對人員進行保護。

　　（8）對車輛動力電池組火災，無人員被困時，動力電池組冒煙、局部燃燒的災情，應在斷電后實施冷卻滅火；車輛、動力電池組燃燒的災情，應利用消防機器人、移動消防炮出水持續(xù)冷卻滅火，防止熱失控持續(xù)傳播。消防員出水滅火，距離起火車輛10~15m。

　　（9）對充電情況下發(fā)生的車輛火災，應確定充電樁組上游配電箱位置并切斷電源，再進行處置。換電式電動汽車在更換電池情況下發(fā)生火災，應盡快將起火車輛拖離換電站工作臺，視情切斷換電站電源。

　　（10）針對停車場、地下車庫等密閉空間場所發(fā)生的新能源汽車火災，應首先疏散事故區(qū)人員，同時根據車輛類型、動力來源、儲存條件和災情形勢，綜合研判現場災害等級、發(fā)展態(tài)勢和安全風險，科學采用排煙降毒、分隔保護、分區(qū)作業(yè)、冷卻降溫、破拆清障等處置措施，視情使用擋板與高倍數泡沫配合，對起火車輛和受威脅車輛底盤以下部位進行覆蓋，避免煙氣析出，防止高溫煙氣聚集。

　　（11）動力電池組四周通常存在保護性構件，難以直接噴射到著火點時，應采用大量水充分冷卻動力電池組外部，防止火勢蔓延至相鄰電池單元。確認無人員被困且動力電池起火的，可根據現場情況在確保安全前提下，視情采取“浸沒式"手段對動力電池和車體進行冷卻降溫。

　　3.7現場移交

　　（1）在確認火勢已被撲滅，火災現場已無復燃、復爆可能的情況下，組織人員對現場進行全面細致的清查，并將現場移交車主和相關部門。

　　（2）提醒車主及相關部門妥善安置處理事故車輛及其動力電池，采用科學合理的方式進行采區(qū)轉運，防止事故車輛及其動力電池在轉運或靜置過程中再次發(fā)生火災。

　　3.8注意事項

　　（1）接警時詢問新能源車的品牌和型號，提示消防員迅速了解該車的動力電池種類、容量，以及車輛的電壓、高壓線路走向等信息。

　　（2）未查清純電動汽車品牌類別、動力電池種類和安裝位置等車輛信息前，不得抵近偵察或滅火、不得破拆。在未確認高壓電切斷情況下，嚴禁出水冷卻、泡沫覆蓋滅火。其他部位發(fā)生火災時，可視情出水冷卻、泡沫覆蓋，但須避開車輛驅動電機及冷卻系統(tǒng)、動力

　　電池及冷卻系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)電動氣泵、方向機液壓助力泵等具有高壓電擊風險的部位，防止觸電傷害，造成不必要的次生危害。

　　（3）嚴禁使用破拆工具盲目穿透護罩或對車輛的任何結構進行穿刺、切割、撬開、拆卸，防止造成高壓系統(tǒng)與外界隔絕失效，造成電擊危險。

　　（4）注意人員安全保護。在處置過程中，消防員要嚴格落實個人防護措施，嚴防觸電、中毒、電瓶電解液噴濺、爆炸等傷人事件的發(fā)生。在密閉空間實施救援時，要保證排煙通道，不得貿然破門而入。當發(fā)現起火車輛電瓶部位溫度急劇升高，放出大量煙氣時，應立即組織人員向安全地帶疏散。

　　（5）有充足的水源供滅火使用。如果火勢較小，且未蔓延至蓄電池倉，可使用二氧化碳或干粉滅火器。如果火勢擴大導致動力電池開始燃燒，則需要用更多的水進行撲救。動力電池組安裝在金屬或塑料外殼中，雖有助防止電池系統(tǒng)損壞，但也阻礙了用水滅火的效果，除了減緩處置效率外，處置過程中的消防水用量增加明顯。

　　（6）密切觀察動力電池的情況。由于鋰離子電池具有持續(xù)放電的特性，當電池表面明火熄滅后，應對動力電池持續(xù)冷卻，并使用測溫儀和熱顯像儀進行現場監(jiān)測，直至電池內部溫度降至160℃以下，且不會產生冒煙現象，防止動力電池復燃。

　　4安科瑞汽車充電樁運營管理平臺

　　充電運營管理平臺是基于物聯網和大數據技術的充電設施管理系統(tǒng)，可以實現對充電樁的監(jiān)控、調度和管理、提供充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務質量。用戶可以通過APP或小程序提前預約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準確的充電需求數據，方便后續(xù)的調度和管理。通過智能監(jiān)控設備，對充電樁的功率、電壓、電流等參數進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內充電，避免對電網造成過大的負荷。

4.1功能介紹

　　4.1.1充電服務

　　充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等。

　　4.1.2首頁總覽

　　總覽當日、當月開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統(tǒng)計。

　　4.1.3交易結算

　　充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表。

　　4.1.4故障管理

　　故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶管理故障和查詢提供方便。

　　4.1.5統(tǒng)計分析

　　統(tǒng)計分析支持運營趨勢分析、收益統(tǒng)計，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營態(tài)勢。

　　4.1.6運營報告

　　按用戶周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

　　4.1.7APP、小程序移動端支持

　　通過模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢可用的電樁和電站等詳細信息。掃碼充電，在線支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進行充電。

　　4.1.8資源管理

　　充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

　　4.2產品選型

　　4.3改造項目充電樁配置安裝推薦表

表4.1改造項目充電樁配置安裝推薦表

　　5安科瑞智慧用電管理云平臺

　　安科瑞AcreICloud-6000安全用電管理云平臺是針對我國當前電氣火災事故頻發(fā)而研發(fā)的一套電氣火災預警和預防管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于移動互聯網、云計算技術，通過物聯網傳感終端，將辦公建筑、學校、醫(yī)院、工廠、體育場館、賓館、福利院等人員密集場所的電氣安全數據，實時傳輸至安全用電管理服務器，為用戶提供不間斷的數據跟蹤、統(tǒng)計分析和安全監(jiān)管。平臺將發(fā)現的各種安全隱患信息及時告警提醒，并推送給相關人員，以便及早發(fā)現和消除隱患，真正做到防患于未然。

　　5.1功能介紹

　　5.1.1實時監(jiān)測

　　可查看設備的狀態(tài)、實時數據、歷史數據，巡檢記錄和報警信息。

　　5.1.2報警推送

　　可提供短信、郵件、APP推送、語音外呼、語音播報、微信小程序推送、微信公眾號推送、釘釘推送通知等多種方式進行異常通知。

　　5.1.3隱患管理

　　隱患查詢→隱患派發(fā)→隱患處理，通過隱患的完整流程，形成閉環(huán)，跟蹤每一個隱患的工單狀態(tài)。

　　5.1.4遠程控制

　　管理人員可以遠程設定探測器的各種參數值，或者對監(jiān)控設備進行分閘、合閘、復位、消音、自檢和遠程設置等操作，方便管理，同時提高工作效率。

　　5.1.5用戶報告

　　針對項目一個周期內的用電數據進行匯總，生成安全用電分析報告。

　　5.2產品選型

　　5.3現場圖片

安裝在汽車充電樁前端

電動汽車充電樁集中安裝

　　6結束語

　　綜上所述，新能源汽車消防安全問題越來越突出，備受社會矚目。因此，消防救援部門應積做好應急準備工作，掌握此類火災發(fā)生的主要原因、燃燒的危害性、消防應急處置程序及應對措施等，科學的控制火災的發(fā)展，助力新能源汽車健康可持續(xù)發(fā)展。