安科瑞 刘秋霞
摘要：随着新能源汽车装机的需求不断旺盛，我国新能源汽车火灾逐年增加。鉴于此，本文从磷酸铁锂和三元材料本质安全、事故类型及特点、灾情特征及灾情研判出发，分析新能源汽车(锂电池)处置措施，提出了智慧消防解决新能源汽车安全的方法。
关键词：新能源 汽车 火灾措施
在碳达峰、碳中和的驱动下，新能源汽车产业迎来了新的发展机遇，目前我国已成为的新能源电动汽车生产大国。对于新能源汽车行业，一方面要求动力电池有更高比能量和更大充电倍率，导致安全隐患增加；另一方面，早期不成熟的新能源汽车运行时间长，逐步进入高危期，其安全问题已经成为悬在汽车行业、电池企业及消防部门头上的一把刀。近期国内外发生的多起电动汽车自燃、运行途中着火事件，引起了社会和消防救援队伍的持续关注，这对灭火救援和新能源汽车产业发展又提出了新的挑战。加强新能源汽车火灾防控与灭火对策研究已刻不容缓。
1磷酸铁锂和三元材料本质安全
以锂电池为动力源的电动汽车占据市场的地位，目前市场上80%以上的电动汽车采用锂电池作为动力源，而现阶段常见的锂电池为磷酸铁锂电池及三元锂电池"。在电动汽车应用领域，与三元体系锂电池相比。首先，磷酸铁锂电池所储存的电能较低，但是其热稳定性较好；受磷酸铁锂材料低电子与离子电导率的影响，其电池低温性能较差。在-20℃时，容量仅为常温的70%左右，而同体系的三元电池可达到70%以上。其次，满电态的磷酸铁锂材料在700℃左右出现热分解。而三元材料在200-300℃热分解。所以磷酸铁锂相对安全"。除此之外，磷酸铁锂成本低于三元锂电池。综合两种材料的特点，磷酸铁锂以成本相对低、循环寿命长、本质安全性能高等优点在商用车和物流车占据地位。而三元锂电池以低温续航长、能量密度高成为乘用车选。
对于磷酸铁锂电池而言，一般内部产生的温度较低，小于逸出可燃气体的点火能，需要有外部引火源才能着火；对于三元锂电池而言，一般内部温度较高，大于逸出可燃气体的点火能，锂电池破口时，可直接引燃逸出的可燃气体。
从风险角度看，电动汽车或混合动力汽车与内燃机车的区别在于火源的位置和特征。不同的锂电池电化学体系，热失控时内部发生的副反应不同，产生的温度和压力也不同导致着火形式不同。以三元锂电池为载体的新能源汽车为主动式着火，其着火过形成的火焰喷射距离较长，易形成喷射火，约为3-5m。以磷酸铁锂电池为代表的被动式预混气体火形式，一般需要有外部引火源才能着火，易形成射流火。因此，不论什么类型的锂电池，其蔓延速度都较快，这对初期火灾处置带来严峻的挑战。
2事故类型及特点
电动汽车安全事故往往发生于多个场景其影响因素、机理比较复杂。目前电动汽车着火原因主要有电池问题、碰撞、浸水、零部件故障、使用问题及外界原因。电动汽车着火时车辆的状态为充电后的静置状态、充电状态及行驶状态。由此可知：电池问题是着火事故的主要原因，充电过程、充满电后的静置状态是着火事故的主要构成部分。从灭火收援的角度看，主要可以分为电池本身、车辆事故、充换电设施及其他原因引发的安全事故。电动汽车发生碰撞、翻车时，电池组可能受到挤压、穿刺，从而引发火灾危险。车辆出现涉水情况时，电动汽车的电池可能会出现短路甚至引起爆炸。车辆在充电时，往往由过充、大电流等因素引发火灾事故。针对相应事故类型进行有针对性处理，以便能够达到快速处理事故，争取救援时间。
3消防处置措施
3.1灾情特征
电动汽车起火的本质来源于电池热失控，若热失控产生的热量不能够及时地排出，高温会加速动力电池老化从而引发起火灾甚至爆炸P。该灾情本质造就的新能源汽车火灾显著特点为自带氧、自封闭、易复燃、危害大。
3.2灾情研判
3.2.1辨识车辆
电动汽车火灾扑救难点在于电池容量位置。指挥员到达现场，首先通过寻找外部标志辨识车辆，如徽标(特斯拉行李箱右侧“DUAL MOTOR”徽标)、**形状的车门，也可通过其车辆识别号码识别，确定车辆的制造厂商、型号和年份，以获取更具体的车辆信息。一些混合动力和电动车型可能从外部标识无法识别，但车辆仍然会有高电压警告标签和其他二级指标，如在日系车Leaf上的“*排放”标识。通过车辆的辨识使得灭火救援人员能够迅速了解该车的动力电池种类、容量以及高压线路的布置等结构，为灭火救援的开展奠定基础。
3.2.2切断电源
消防救援人员到达现场，拔下乘用车。面包车钥匙后，车辆会自动断开动力电池。拔下物流车车头后侧的开关，切断电池供电。旋转大巴车车体两侧的开关，切断电池供电。根据不同车辆的制动装置，确保车辆处于驻车状态。纯电动汽车没有发动机，听不到声音切不可认为车已熄火(Model3),如果在用档位为前进档或倒档，即使轻踩加速踏板
也可能导致车辆快速加速。所以指挥员要查清断电情况并确保已启动驻车制动器，按换档杆端部的按钮，以切换到驻车档。
关闭点火锁钥匙，关闭电源开关，确定电源开关的开、闭启状态，确认负极柱，拆下负极线断开低压蓄电池，但要注意低压蓄电池断开3分钟后在操作其他程序。在条件允许的情况下，断开维修开关及动力电池正负极母线，同时要对动力电池正负极母线插接件及线束端插接件用绝缘胶带进行绝缘密封，防止短路及进入异物。
如果火势处于初期阶段，应立即采取断电措施，并且还要将车钥匙装入信号屏蔽袋，将其放置距车辆10米以外的地方。如果是干燥的环境，发生紧急状态需要切断高压，指挥员带绝缘手套拔掉高压盒上的MSD。如果是雨天或者车辆涉水，指挥员应及时疏散乘客，并联系车辆销售商等专业人员处理。
3.2.3辨识电池分布
不同品牌车型、不同电池配置的车辆，乘用车动力电池一般安装在车厢底盘下面和后排座椅下面。纯电车底盘比较紧凑和空旷且电池比较大，所以基本安装在汽车底盘。如北汽绅宝汽车的电池在整个底盘、特斯拉汽车的电池在底盘副驾驶侧。而混合动力的汽车电池比较小，一般布置在后备箱或者后排座椅下面。箱式电动货车(物流车)的电池一般放置在车体两侧或车体后侧。重卡汽车(物流车)的电池一般位于在驾驶室后侧。纯电动公交车的电池一般布置在车顶、底部、后部及尾部。
3.2.4辨识附件状态
要确认车辆的12V直流电源是否处于禁用状态。检查安全气囊或预紧装置，由于安全气囊可以在禁用后保持动力长达10秒，即使关闭高压系统，安全气囊仍可能仍然处于激活状态。同时不要随意破拆、切割汽车，稍有不慎会导致严重的电烧伤、电击及触电。
3.2.5辨识安全距离
高压电池组着火时，通常会伴有呼啸、爆裂声、电弧或者电火花，同时要特别注意随着电池温度持续降低，氟化氢的浓度会持续增长。2015年7月22日，厦门市锂电池电动汽车火灾，电动车内部出现大电流电弧将车体击穿的痕迹。动力电池热失控后，车辆底盘位置的电池包首先有烟气生成，烟气浓度逐渐增大，颜色由白色变为黑色且浓度较高时开始有火焰喷出，荷电状态越高反应越猛烈，一般可达到2m以上的距离。安全员听到爆裂声、嘶嘶声及看到烟气颜色变化能够做到提前预警，发出警报后，确保与事故汽车保持至少15米的距离。
3.2处置对策
(1)对于车辆电池火灾，应在上风向部署力量，人员不得位于泄漏口等危险区域由于高压电池处于保护壳中，灭火剂很难直接喷到电池上，因此消防指挥员可以使用特殊的千斤顶或者叉车将汽车从一侧顶起，出一支直流水枪冷却底盘，降低电池周围的温度。从防火角度看，应在电池组处设置消防接入口，当灾情处于中期火灾时，可以接入消防车、消防栓，快速将消防水输送到电池热失控部位，防止火灾蔓延和扩大，将损失减小。如2020年5月29日，河南郑州消防员通过翻转车体拆卸电池成功处置新能源汽车火灾。2021年6月16日，云南昆明经济开发区大队消防员利用叉车顶起车辆冷却电池表面防止新能源车起火。
(2)高精尖装备联合使用。指挥员可以利用新型消防灭火机器人出水压制火势，冷却车辆，大型无人机连接30mm水带喷射气液两相灭火剂(全氟己酮和水),快速控制灾情发展，为扑救新能源汽车火灾创造合适
的时机。
(3)对于充电站火灾，将其视为带电的电气火灾，若车辆已插入充电站，应在安全的情况下尽快拔下插头，同时切断充电站电源；若充电站内新能源客车电池组发生火灾，指挥员的应放在四周充电或停靠车辆的安全。
(4)指挥员到达现场，如发现有刺激性味道，应佩戴带全套个人防护装备，打开车窗和行李箱使车辆通风，并使用水驱动排烟机正压排烟或将水枪调整成开花状态稀释烟雾，以防止烟雾积聚。
(5)新能源汽车安全数据平台与国家智慧消防数据平台无缝连接，通过智慧消防对电动汽车事故进行全天候监测，提前预判并及时预警，为消防争取到宝贵时间并提供数据支持。
(6)由于锂电池具有复燃性，电池明火扑灭后，应继续出水降温，持续不间断使用热成像仪测、测温仪监测电池周围温度，待电池温度降至160℃以下，确定无复燃风险后方可收整器材归队。
4安科瑞汽车充电桩运营管理平台
充电运营管理平台是基于物联网和大数据技术的充电设施管理系统，可以实现对充电桩的监控、调度和管理、提供充电桩的利用率和充电效率，提升用户的充电体验和服务质量。用户可以通过APP或小程序提前预约充电，避免在充电站排队等待的情况，同时也能为充电站提供更准确的充电需求数据，方便后续的调度和管理。通过智能监控设备，对充电桩的功率、电压、电流等参数进行实时监控，及时发现和处理充电桩故障和异常情况对充电桩的功率进行控制和管理，确保充电桩在合理的功率范围内充电，避免对电网造成过大的负荷。
4.1功能介绍
4.1.1充电服务
充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等。
4.1.2首页总览
总览当日、当月开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，累计的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，以及相应的环比增长和同比增长以及桩、站分布地图导航、本月充电统计。
4.1.3交易结算
充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表。
4.1.4故障管理
故障管理故障记录查询、故障处理、故障确认、故障分析等管理项，为用户管理故障和查询提供方便。
4.1.5统计分析
统计分析支持运营趋势分析、收益统计，方便用户以曲线、能耗分析等分析工具，浏览桩的充电运营态势。
4.1.6运营报告
按用户周期分析汽车、电瓶车充电站、桩运行、交易、充值、充电及报警、故障情况，形成分析报告。
4.1.7APP、小程序移动端支持
通过模糊搜索和地图搜索的功能，可查询可用的电桩和电站等详细信息。扫码充电，在线支付:扫描充电桩二维码，完成支付，微信支付完成后，即可进行充电。
4.1.8资源管理
充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩运行监测，充电桩异常交易监测。
4.2产品选型
4.3 改造项目充电桩配置安装推荐表
表3.1 改造项目充电桩配置安装推荐表
5安科瑞智慧用电管理云平台
安科瑞AcreICloud-6000安全用电管理云平台是针对我国当前电气火灾事故频发而研发的一套电气火灾预警和预防管理系统。该系统是基于移动互联网、云计算技术，通过物联网传感终端，将办公建筑、学校、医院、工厂、体育场馆、宾馆、福利院等人员密集场所的电气安全数据，实时传输至安全用电管理服务器，为用户提供不间断的数据跟踪、统计分析和安全监管。平台将发现的各种安全隐患信息及时告警提醒，并推送给相关人员，以便及早发现和消除隐患，真正做到防患于未然。
5.1功能介绍
5.1.1实时监测
可查看设备的状态、实时数据、历史数据，巡检记录和报警信息。
5.1.2报警推送
可提供短信、邮件、APP推送、语音外呼、语音播报、微信小程序推送、微信公众号推送、钉钉推送通知等多种方式进行异常通知。
5.1.3隐患管理
隐患查询→隐患派发→隐患处理，通过隐患的完整流程，形成闭环，跟踪每一个隐患的工单状态。
5.1.4远程控制
管理人员可以远程设定探测器的各种参数值，或者对监控设备进行分闸、合闸、复位、消音、自检和远程设置等操作，方便管理，同时提高工作效率。
5.1.5用户报告
针对项目一个周期内的用电数据进行汇总，生成安全用电分析报告。
5.2产品选型
5.3 现场图片
安装在汽车充电桩前端
电动汽车充电桩集中安装
6结语
消防救援队伍应重视以锂电池为载体的新能源汽车火灾扑救规程，从实战化视角出发，谋求新业态灭火理论及战术战法的创新，充分运用现代化精良装备扑救新业态、非常规类火灾。如：消防坦克、无人机等装备。从个人安全防护看，火灾被扑救之后，氟化氢(HF)会保持很高的浓度，消防指战员应特别注意，以防中毒。
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