任運業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展和技術不斷進步，社會各行業(yè)積極響應號召，對于環(huán)境保護的要求進一步提高，這就促進了新能源汽車的發(fā)展。另因現(xiàn)代人對于汽車的便捷性和功能性要求不斷提升，汽車系統(tǒng)也逐漸趨向于復雜化發(fā)展，且考慮到汽車中的電路、油路和氣路渾如一體，運行過程中需要多個系統(tǒng)聯(lián)合工作，故必然會存在一定的火災風險性。汽車火災具有發(fā)現(xiàn)晚、燃燒快的特征，且一旦發(fā)生汽車火災，往往無法在一時間進行撲救。基于此，本文就新能源電動汽車消防安全現(xiàn)狀與思考進行詳細探究。

關鍵詞：新能源；電動汽車；消防安全；現(xiàn)狀；思考

0引言

目前新能源研究的重要對象是電動汽車，也是重點扶持項目。但近幾年卻頻繁出現(xiàn)電動汽車火災事故，嚴重威脅到電動汽車運行的安全問題，給大眾也帶來安全風險。目前加大電動汽車消防安全研究力度勢在必行，做好火災的預防工作，才能保障電動汽車運行的安全。

1新能源電動汽車

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民的生活質(zhì)量不斷提高，我國的汽車保有量也不斷增加，但能源短缺和環(huán)境污染的問題仍然存在，為了兼顧能源安全與環(huán)境保護的需求，發(fā)展新能源汽車成為了一個重要的途徑。新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的主要差別在于動力源，傳統(tǒng)汽車主要依靠燃燒化石燃料提供動力；新能源汽車可分為純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車。純電動汽車（BEV）不需要其他動力裝置，可以完quan由可充電電池提供動力的，沒有尾氣排放，對于環(huán)境保護較好；混合動力汽車（HEV）是擁有2個或2個以上動力源的汽車，不完quan依靠可充電池提供動力，會對環(huán)境有一定的影響，但相比于傳統(tǒng)汽車節(jié)能效果更好，排放較??；燃料電池汽車（FCEV）主要依靠燃料電池提供動力，對環(huán)境污染較小。

2新能源電動汽車火災特點

新能源電動汽車火災特性包括：火災不易探測、火災復燃風險高，以及火災有毒煙氣產(chǎn)量大、毒性高。

（1）新能源電動汽車火災不易探測。新能源電動汽車的電池一般位于車體內(nèi)部，當火災探測器能夠探測到電動汽車的火災時，火災很有可能已發(fā)展到較為猛烈的階段。

（2）新能源電動汽車火災復燃風險高。相比于傳統(tǒng)燃油汽車，電動汽車發(fā)生火災后的復燃幾率較大，且復燃次數(shù)也較多。與普通可燃物不同，動力電池火災中，火源來自其內(nèi)部發(fā)生的化學反應，即使汽車外部火災得到抑制，但內(nèi)部電池在氧含量較低甚至無氧的環(huán)境中仍能夠發(fā)生火災。

（3）新能源電動汽車火災有毒煙氣產(chǎn)量大、毒性高。新能源電動汽車火災中，動力電池一旦發(fā)生熱失控，電池或其安全閥將破裂并釋放有毒物質(zhì)。隨著熱失控的逐漸發(fā)展，電池將產(chǎn)生更多的煙霧和有毒氣體。一些蓄電池內(nèi)部的氟也可能形成氟氧化磷（POF3）。這些有毒氣體包括氟化氫（HF）、氰化氫（HCN）和一氧化碳（CO）等。吸入一氧化碳會使人體出現(xiàn)頭暈、心悸、全身乏力等癥狀，重度中毒會使人體痙攣、昏迷甚至死亡。

3新能源電動汽車消防安全現(xiàn)狀及原因

新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車的主要區(qū)別在動力源，同時也出現(xiàn)了不同的能源補給形式。相比于傳統(tǒng)汽車，新能源汽車裝備有大容量的電池，當汽車出現(xiàn)過熱、短路或機械故障時更容易發(fā)生起火事故。目前普遍認為產(chǎn)品質(zhì)量問題是新能源汽車安全事故頻發(fā)的罪魁禍首。主要是由于企業(yè)過分追求補貼技術的指標，忽略了技術驗證，導致技術驗證不足，出現(xiàn)問題后解決方案不成熟，給產(chǎn)品的安全質(zhì)量埋下了隱患。

3.1電源系統(tǒng)事故

蓄電池是電源系統(tǒng)的基礎組成部分之一，若在日常使用過程中出現(xiàn)蓄電池長期充放電的狀況時，會加快蓄電池的老化速度，進而出現(xiàn)隔板老化、絕緣皮老化等狀況，一旦老化程度嚴重，負極與正極可能會直接接通，并進一步引發(fā)短路問題。此外，蓄電池中包含有大量的電解液，電解液本身就具有較強的腐蝕性，若蓄電池外表老化嚴重，可能會造成電解液泄漏的問題，同樣也會出現(xiàn)短路的狀況。蓄電池的整體結(jié)構相對較為復雜，在長期使用之后可能會出現(xiàn)線路接線口松動的問題，并進一步引發(fā)斷路和接觸不良。若這一階段電動汽車正處于運行狀態(tài)，則意味著電動汽車發(fā)電機無法順利向蓄電池進行充電，發(fā)電機則會處于一種負荷運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，長期運行會面臨發(fā)電機燒損的狀況，并可能會進一步引發(fā)嚴重的電動汽車火災。

3.2車輛系統(tǒng)事故

電動汽車系統(tǒng)的火災可以分為線路火災和電氣設備火災。線路火災主要是由于電流過載、漏電、短路和接觸不良等原因引起的火災。電氣設備火災主要是由于電氣設備的老化、發(fā)熱燒毀、電子元件的擊穿、電路焊點故障、及機械磨損等原因引起的火災。電動汽車系統(tǒng)火災事故的頻發(fā)，主要跟汽車在行駛過程中不斷的顛簸、晃動、長時間的運行使汽車長期處于高溫中、塵土、空氣侵蝕、電壓波動等因素有關。導致電動汽車的各用電設備線路出現(xiàn)磨損、老化、松動、腐蝕等現(xiàn)象引起火災。另外，汽車額外改裝或加裝的其他用電設備（比如導航、錄像、音響等）以及維修人員在維修時未按技術標準操作和蟑螂、老鼠等動物的嚙咬等，均是引起汽車電氣火災的隱患。

3.3充電現(xiàn)場事故

充電站的運行和維護是一個長期的過程。在這一長期過程中，充電場所會遇到各種風險因素。其中容易遇到的就是來自于車輛的危險因素。相比傳統(tǒng)的燃油類汽車，電動汽車具有加速度快、油門響應靈敏的特點，因此在車輛起步階段可能會由于駕駛員一時疏忽，撞擊其他車輛或者充電樁。特別是公共汽車的充電現(xiàn)場，由于公共汽車駕駛員駕駛時間長，可能會出現(xiàn)精神恍惚，再加上公交車盲區(qū)較大，很容易在充電現(xiàn)場造成事故。充電現(xiàn)場的安全性與管理單位的工作認真程度有密切的關系，如果充電現(xiàn)場管理不善，地面積水持續(xù)無人清除、充電槍無人歸位、充電樁周圍無防撞設施、充電現(xiàn)場消防設施不完備等情況持續(xù)存在，充電樁無人維護，那么充電現(xiàn)場的安全風險就更高了。同時，充電現(xiàn)場的電動車輛也是危險因素，由于充電動汽車的維護水平參差不齊，如某電動汽車的溫控系統(tǒng)和電池過充保護系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在充電過程中就有可能出現(xiàn)電池溫度過高甚至汽車自燃的情況。同時，電動汽車使用的電池型號參差不齊，大部分電池在受到撞擊后會自燃，因此充電現(xiàn)場的車禍還可能會造成連鎖火災。

4新能源電動汽車消防安全策略

4.1完善汽車結(jié)構

1. 從產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā)。電動汽車主要通過安全預防，從產(chǎn)品設計入手，嚴格控制生產(chǎn)質(zhì)量。

2. 嚴格制定安全標準和規(guī)范，改善準入條件。盡快出臺電動汽車安全年檢標準，制定更加嚴格的新能源汽車安全標準。為了達到新的標準，有必要增加成本。

3. 應用新能源汽車監(jiān)控網(wǎng)絡。一旦車輛安全事故或隱患得到準確判斷，車輛信息、地理信息、人員、貨物信息等所有必要信息將立即與智能消防數(shù)據(jù)平臺共享，使應急管理部門能夠制定救援措施，及時進行救援。

（4）配備車載滅火裝置，一旦發(fā)生安全事故立即滅火。

4.2合理充電

電動汽車蓄電池的電量一般在還有20%的情況下進行充電是好的，不能將電用完再進行充電且每次充電不要充滿，只需要充到80%以上就可以了。這樣充電的目的主要是為了確保電池內(nèi)部電極活化，延長電池的使用壽命。電池一直在帶電的狀態(tài)，但是電量又不至于過高或過低，電池一直處于循環(huán)狀態(tài)，可以有效的延長電池的使用壽命。在電池的充電模式上，應盡量選擇慢充，還可以使用隨用隨充的方式，這樣可以對電池起到很好的養(yǎng)護作用。總體而言對于電動汽車的電池來說，關乎著整個車輛的用車和電池的使用壽命，在使用的電池的時候保持良好的駕駛習慣，同時慢充為主，快充為輔，并嚴格按照要求定期進行維護，這樣才能將電池養(yǎng)護到狀態(tài)。

4.3汽車檢測

新能源汽車的結(jié)構與傳統(tǒng)的汽車的結(jié)構不同，在性能方面也存在著很大差別。關于新能源汽車的維修，其主要依靠維修技術和完善的檢測設備，因此，我們需要加強對新能源汽車設備檢測方面的重視。一是在維修過程中，需要具備較高的檢測技術，再輔助設備，這是完成新能源汽車維修的基礎條件。二是需要根據(jù)新能源汽車實際的性能特點，不斷強化檢測設備的功能，保障在檢測和維修過程中能夠提供科學的檢測設施，保障檢測具備和全面性，從而打破當前環(huán)境下對新能源汽車檢測和維修設備問題的局限。另外，在檢測環(huán)節(jié)中，為了保障檢測質(zhì)量，對專業(yè)人才的檢測監(jiān)督是當前采取的主要措施，并不斷加強對人才市場環(huán)境分析，從中篩選專業(yè)素養(yǎng)過硬的專業(yè)人才，不斷對這類人才進行引進，有必要的情況下可以通過校企合作的方式，加強對專業(yè)人員的培養(yǎng)，不斷使這類人才參與到企業(yè)的實踐和實習過程中，滿足專業(yè)人才需求的同時，為后期人才引進奠定了堅實的基礎。

4.4加強充電現(xiàn)場安全管理

1. 加強安全防護措施。①管理方面：首先相關安全防護裝備需要配備齊全，在充電樁的工作區(qū)域放置絕緣手套、鋪設絕緣毯等。其次，在條件允許的情況下，為充電樁安裝頂棚防風吹日曬，可以加裝攝像頭，建立可視化的安全監(jiān)控系統(tǒng)，以期提高安全管理的信息化水平。②技術方面：根據(jù)充電樁功率、交直流充電方式等方面配置相應的安全保護功能，應配置漏電保護、防雷保護、輸入測保護、輸出測保護、整機保護等功能。

（2）加強安全隱患排查。安全隱患的調(diào)查和處理是預防安全事故的前期工作。制定定期檢查、安全巡視和專項檢查制度，可以有效的確保安全和消防工作全面調(diào)查的有序進行。加強專業(yè)人員對充電樁、電氣設備的專業(yè)性安全檢查，可以有效防止因為設備問題而產(chǎn)生的安全事故，因為設備的安全是保障充電樁安全的基礎。（3）做好安全教育工作。①組織召集管理人員進行相關的安全知識培訓；②做好公司管理人員、充電運維人員、設備維護人員的安全教育工作，普及電氣、交通應急知識，進行電氣操作的人員取得相應的資質(zhì)證書，持證上崗；③在充電站懸掛警示標語、張貼宣傳畫等安全宣傳。

4.5運用滅火yao劑

根據(jù)當前滅火yao劑的使用種類發(fā)現(xiàn)，主要包括細水霧滅火劑、干粉滅火劑、惰性氣體滅火劑、熱氣溶膠滅火劑以及氫氟碳類滅火劑等。在此基礎上還包括新型滅火劑，主要應用于特殊火災場所。當蓄電池出現(xiàn)火災時，首先是就近滅火，滅火器是常用選擇。但是由于蓄電池火災屬性的特殊，考慮到周圍環(huán)境因素以及火災中會產(chǎn)生的噴射物，還要綜合滅火效果，需要科學選擇滅火劑。蓄電池火災明確起火原因，不能使用氣體滅火劑，如果火災環(huán)境開闊，會對周邊環(huán)境造成損傷。滅火劑的研究，還要考慮到蓄電池燃燒強度變化，以惰性較大類型的滅火劑。結(jié)合當時的情況，需要加大對滅火yao劑的研究。

5安科瑞智慧消防云平臺

5.1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，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、高效、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。

5.2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。

5.3組網(wǎng)架構

平臺采用分層分布式結(jié)構，主要由終端感知設備、邊緣計算網(wǎng)關和能效管理平臺層三個部分組成，詳細拓撲結(jié)構如下：

5.4參考選型

6相關產(chǎn)品介紹

6.1 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/T 20234.2-2015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。

6.2 直流充電樁系列

6.3電氣火災探測器ARCM300-Z

6.4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。

7平臺功能

7.1 登錄

7.2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)

7.3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：

7.4 故障管理

（1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關聯(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：

7.5能耗分析

在能耗分析中，可查看指ding時段關聯(lián)站點和關聯(lián)樁的能耗信息并顯示對應的能耗趨勢圖。如圖所示：

7.6故障分析

在故障分析中，可查看相關時間內(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：

7.7財務報表

在財務報表中，可根據(jù)時間查看關聯(lián)站點的財務數(shù)據(jù)。如圖所示：

7.8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：

8案例實景

9結(jié)論

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車消防安全已經(jīng)成為社會穩(wěn)定和發(fā)展的重要內(nèi)容，新能源電動汽車相關單位要給予高度重視，根據(jù)實際情況對傳統(tǒng)的消防模式進行有效的創(chuàng)新和完善，這樣不但可以確保消防工作的順利開展，同時對汽車行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展也有積極作用。

參考文獻

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[3]張永成.新能源電動汽車消防安全現(xiàn)狀與思考.

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.

作者介紹：
任運業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。