淺談新能源汽車火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與防范

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定 201801

摘要：電氣設(shè)備發(fā)生火災(zāi)事故的原因復(fù)雜多變，若是不及時(shí)對(duì)其原因進(jìn)行綜合分析，將極易導(dǎo)致電氣設(shè)備再次出現(xiàn)此類問題，因此足夠有效的監(jiān)督管理對(duì)策，將有助于避免此類事故的再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；火災(zāi)；新能源汽車

0引言

據(jù)公安部交強(qiáng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)顯示:2022年全國新登記汽車數(shù)量為2323萬輛,新能源新登記汽車535萬輛,占全部新登記汽車的23.05%，且與上年相比增加了240萬輛，增速為81.48%。應(yīng)急管理部消防救援局公布的2022年一季度交通工具火災(zāi)數(shù)據(jù)顯示:各類交通工具火災(zāi)1.9萬起,新能源汽車640起,同比上升32%;電動(dòng)自行車火災(zāi)3777起,同比上升35.9%。從數(shù)據(jù)中可以看出,隨著新能源汽車產(chǎn)量銷量日益雙增,其火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。

1新能源汽車火災(zāi)安全風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1電池系統(tǒng)過熱

電池系統(tǒng)技術(shù)是傳統(tǒng)燃油汽車走向新能源汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵核心技術(shù)，電池?zé)崾Э匾彩请妱?dòng)汽車起火的主因。目前，我國新能源汽車電池主要分為磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈦酸鋰電池、三元材料電池、多元復(fù)合電池、鎳氫電池、超級(jí)電容器7種。鋰離子電池是*主要的新能源汽車動(dòng)力電池。鋰離子電池具有高容量、高電壓和高放電率的優(yōu)勢(shì)，它能滿足用戶對(duì)續(xù)航里程和零百加速的需求，但是其容易過熱、性能不穩(wěn)定，電化學(xué)過程中不可避免地產(chǎn)生大量熱能，一旦電池?zé)崾Э?，就可能?dǎo)致火災(zāi)和爆燃事故。

1.2充電作業(yè)不當(dāng)

新能源汽車有部分起火事故是由過充引起的，如果充電樁沒有過充保護(hù)裝置，很容易導(dǎo)致起火，因?yàn)樾履茉雌囀褂玫碾姵囟际峭ㄟ^串并聯(lián)成組工作，如果單個(gè)電池組在過充時(shí)發(fā)生熱失控，那么局部釋放產(chǎn)生的熱量就會(huì)向周圍擴(kuò)散傳播，可能引起周圍電池組的熱失控，數(shù)干顆電芯間連鎖反應(yīng)很容易造成電池組全面起火爆炸，釋放巨大能量。

1.3電器元件故障

新能源汽車的電能在汽車內(nèi)部通過動(dòng)力線束傳輸至各類電器元件，各種電子線路復(fù)雜繁多，這些電器元件、電子線路自身也是不穩(wěn)定、不安全因素，一旦各種高低壓線束破皮導(dǎo)致短路、接觸電阻過大、電器元件單元失效等，極易導(dǎo)致短時(shí)間產(chǎn)生過多熱量，繼而引發(fā)起火。主要起火原因包括：燃油泵回油管設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)配失誤；空調(diào)輔助加熱元件沒有完quan插人扣緊；電池模組內(nèi)的電壓線速受到蓋板擠壓時(shí)表皮絕緣材料破損，引起電池包熱失控而起火等。

1.4外界因素觸發(fā)

隨著道路上新能源汽車數(shù)量不斷增加，其交通事故的發(fā)生頻次也越來越多,車輛行駛過程中一旦發(fā)生碰撞，瞬間摩擦起電，甚至產(chǎn)生火花，而電池組也會(huì)受到擠壓而受損、電池液外泄，極易發(fā)生火災(zāi)和爆燃；新能源汽車的動(dòng)力電池重量較重，一般安裝于車輛底部，當(dāng)汽車涉水或進(jìn)水時(shí)，動(dòng)力電池可能會(huì)被淹沒，如果電池組的防水性能不高，容易造成充放電線短路，引起火災(zāi)；汽車在使用過程中未能做到定期的維護(hù)和保養(yǎng)，長時(shí)間使用和私自改裝導(dǎo)致動(dòng)力電池、電器元件未能及時(shí)檢修；電池鼓包、接插件失靈、材料老化等導(dǎo)致起火風(fēng)險(xiǎn)增加；城市道路和停車場(chǎng)周邊種植楊樹、柳樹，而大面積楊絮、柳絮堆積導(dǎo)致車輛火災(zāi)等。

2新能源汽車火災(zāi)事故防范措施

一旦新能源汽車發(fā)生火災(zāi)事故，其具有燃燒速度快，容易蔓延；燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害氣體，毒性大；燃燒熱值大，滅火難，存在復(fù)燃風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)周邊物體造成較大的危害，存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)等特征。

2.1健全補(bǔ)助政策體系

新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，與和地方的政策傾斜、資金補(bǔ)貼息息相關(guān)，然而騙補(bǔ)問題時(shí)有發(fā)生。越來越多的汽車企業(yè)與資本涌人新能源汽車領(lǐng)域，補(bǔ)助政策也越來越需要落細(xì)、落小、落實(shí)。一方面需要引導(dǎo)車企注重產(chǎn)品屬性，合理利用政策支持、補(bǔ)助支撐,發(fā)揮市場(chǎng)需求優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)化自身產(chǎn)品質(zhì)量，彌補(bǔ)產(chǎn)品工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能等環(huán)節(jié)上存在的不足；另一方面要嚴(yán)厲打擊不良車企利用新能源汽車市場(chǎng)熱度，一味追求市場(chǎng)銷量，肆意炒作營銷、周顧產(chǎn)品質(zhì)量的行為。

2.2強(qiáng)化數(shù)據(jù)信息賦能

2022年3月，應(yīng)急管理部等五部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)新能源汽車安全體系建設(shè)指導(dǎo)意見》，積極探索大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化信息監(jiān)管模式，有效推動(dòng)新能源汽車全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期安全管理。數(shù)據(jù)信息賦能汽車安全，一是建立預(yù)警機(jī)制，利用數(shù)據(jù)分析挖掘能力，充分發(fā)揮監(jiān)測(cè)作用，排查隱惠車輛，提前識(shí)別新能源汽車狀態(tài)異常，當(dāng)車輛達(dá)到火災(zāi)安全風(fēng)險(xiǎn)觸發(fā)條件時(shí)，生產(chǎn)企業(yè)利用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及時(shí)通過電話通知、車輛報(bào)警等方式提醒車主，盡快檢修維護(hù)，保障汽車安全行駛；二是提升產(chǎn)品質(zhì)量，車企建立完備的可追溯生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)智慧型管控模式，在研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、服務(wù)管理等領(lǐng)域建立全流程、專業(yè)化、場(chǎng)景化解決方案，提高產(chǎn)品在線檢測(cè)能力，保障產(chǎn)品質(zhì)量；三是強(qiáng)化事后處置能力，企業(yè)應(yīng)承擔(dān)新能源汽車安全一責(zé)任，對(duì)發(fā)生起火燃燒事故的，立即開展事故原因調(diào)查，及時(shí)上報(bào)事故信息，通過分析反饋產(chǎn)品質(zhì)量信息，做出改進(jìn)，以提供更加優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。

2.3加強(qiáng)安全隱患排查

自2018年9月工信部發(fā)布《關(guān)于開展新能源客車安全隱惠專項(xiàng)排查工作的通知》以來，新能源汽車安全隱惠排查在覆蓋廣度、檢查深度、執(zhí)行力度上均取得一定成績。新能源汽車下一步安全隱患排查工作的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)圍繞車輛動(dòng)力電池、充電裝置、電器元件、高壓線束、防水保護(hù)、機(jī)械部件和汽車易損件等。對(duì)于城市公交、出租車、網(wǎng)約車等高強(qiáng)度使用的運(yùn)營類車輛，應(yīng)適當(dāng)增加排查次數(shù)。同時(shí)，在安全隱患排查過程中，如果發(fā)現(xiàn)不滿足安全標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)，或者可能對(duì)人身、財(cái)產(chǎn)安全造成威脅的缺陷產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格落實(shí)缺陷產(chǎn)品召回制度，堅(jiān)決讓具有安全隱患的問題產(chǎn)品在市場(chǎng)上無處藏身、銷聲匿跡。

2.4完善科技創(chuàng)新引ling

新能源汽車產(chǎn)品和市場(chǎng)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，不僅有起火風(fēng)險(xiǎn)的安全問題，也伴隨著電池系統(tǒng)的續(xù)航里程焦慮和充電設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)覆蓋不夠等窘?jīng)r，這些成了生產(chǎn)廠商的技術(shù)“瓶頸"。抓住這一輪新能源汽車發(fā)展機(jī)遇，加快技術(shù)創(chuàng)新和提升產(chǎn)品綜合質(zhì)量，對(duì)我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展全局至關(guān)重要。目前，磷酸鐵鋰電池及鋰離子電池單體能量密度已經(jīng)達(dá)到140Wh/kg、220Wh/kg，接近國際水平，但產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過剩的問題仍然存在。我國新型材料、固態(tài)材料電池等新體系電池及原料電池研發(fā)投入不足，核心技術(shù)較為缺乏，成套自動(dòng)化裝備水平不高。因此，應(yīng)著力加快推進(jìn)新能源汽車安全標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，加強(qiáng)核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，以技術(shù)保安全，持續(xù)提高動(dòng)力電池產(chǎn)品一致性、可靠性、能量密度、使用壽命和智能化制造水平，加大新型材料、固態(tài)材料電池等新體系電池的工程化研究，加快成套裝備和大規(guī)模智能制造技術(shù)的研發(fā)，不斷提升產(chǎn)品的綜合性能、生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平。

2.5強(qiáng)化市場(chǎng)消費(fèi)理性

目前，新能源汽車產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展還處于起步階段，“百花齊放"的品牌層出不窮，“大浪淘沙"的過程在所難免。必然會(huì)有一些注重品質(zhì)、創(chuàng)新引ling、追求卓yue的車企成功地贏得消費(fèi)者信任，乃至走出國men、走向世界，也必然會(huì)有一些車企無視產(chǎn)品質(zhì)量、曦頭市場(chǎng)營銷、騙取政策補(bǔ)貼、售后推扯皮，甚至知錯(cuò)不改、明知故犯，*終避免不了被吞并、破產(chǎn)和淘汰的命運(yùn)。作為消費(fèi)者，一方面需要“用腳投票"，高質(zhì)量汽車即使高價(jià)，我們也能接受，低質(zhì)量汽車哪怕低價(jià)，我們也不去購買。“用腳投票"原理不再是證券市場(chǎng)的名詞，在新能源汽車產(chǎn)品市場(chǎng)上也依然適用，當(dāng)整體市場(chǎng)消費(fèi)充分理性時(shí)，優(yōu)勝劣汰的過程會(huì)倒逼生產(chǎn)廠家加大研發(fā)投人、提升生產(chǎn)效率、加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量、優(yōu)化售后服務(wù)；另一方面不能“因壹廢食"，新能源汽車是汽車強(qiáng)國必由之路、未來發(fā)展大勢(shì)所趨，我們需要與時(shí)俱進(jìn)學(xué)習(xí)更多新能源汽車專業(yè)知識(shí)，了解危險(xiǎn)是預(yù)防危險(xiǎn)、降低傷害的一步,及時(shí)對(duì)車輛作出科學(xué)的危險(xiǎn)評(píng)估，公正客觀地對(duì)待新能源汽車安全問題，提高對(duì)新能源汽車的認(rèn)知和安全意識(shí)。

3安科瑞AcrelCloud-9000充電站運(yùn)營平臺(tái)

3.1平臺(tái)概述

安科瑞充電站運(yùn)營平臺(tái)依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)，對(duì)充電站配電系統(tǒng)的運(yùn)行、電能消耗、電能質(zhì)量、充電安全和行為安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，為充電站的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障，并及時(shí)切除安全隱患、避免電氣火災(zāi)發(fā)生，從而保障人員的生命財(cái)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(wù)"的智慧充電站，提升充電站的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.2適用場(chǎng)合

可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、學(xué)校、酒店、體育場(chǎng)等公共建筑；商業(yè)廣場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)園等綜合園區(qū)；企業(yè)、住宅小區(qū)等場(chǎng)所。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和平臺(tái)層三個(gè)部分組成，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：連接于網(wǎng)絡(luò)中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測(cè)器、限流式保護(hù)器、煙霧傳感器、測(cè)溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電站配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應(yīng)用。

多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災(zāi)探測(cè)器、限流式保護(hù)器、智能插座可通過全網(wǎng)通4G通訊模組與平臺(tái)直接通訊。

電能質(zhì)量分析儀表、煙霧傳感器和測(cè)溫裝置通過RS485，攝像頭通過RJ45與智能網(wǎng)關(guān)通訊，再由智能網(wǎng)關(guān)通訊通過4G統(tǒng)一與平臺(tái)通訊。

限流式保護(hù)器既可以通過4G連接平臺(tái)，也可以通過RS485連接網(wǎng)關(guān)。

平臺(tái)搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能聯(lián)網(wǎng)的地方，通過有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

3.4相關(guān)產(chǎn)品介紹

3.4.17KW交流充電樁AEV-AC007D

產(chǎn)品功能

1）智能監(jiān)測(cè)：充電樁智能控制器對(duì)充電樁具備測(cè)量、控制與保護(hù)的功能，如運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)、充電計(jì)量與計(jì)費(fèi)以及充電過程的聯(lián)動(dòng)控制等。

2）智能計(jì)量：輸出配置智能電能表，進(jìn)行充電計(jì)量，具備完善的通信功能，可將計(jì)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(yùn)營平臺(tái)。

3）云平臺(tái)：具備連接云平臺(tái)的功能，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，財(cái)務(wù)報(bào)表分析等等。

4）保護(hù)功能：具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)，漏電保護(hù)和接地保護(hù)等功能。

5）材質(zhì)可靠：保證長期使用并抵御復(fù)雜天氣環(huán)境。

6）適配車型：滿足國標(biāo)充電接口，適配所有符合GB/T20234.2-2015國標(biāo)的電動(dòng)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(xiǎn)承保，充分保障設(shè)備、車輛、人員的安全。

3.4.2直流充電樁系列

3.4.3電氣火災(zāi)探測(cè)器ARCM300-Z

3.4.4限流式保護(hù)器ASCP200

產(chǎn)品功能：

1）短路保護(hù)：保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

2）過載保護(hù)：當(dāng)線路電流過載且持續(xù)時(shí)間超過動(dòng)作時(shí)間（3~60秒可設(shè)）時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

3）表內(nèi)超溫保護(hù)：當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

4）組網(wǎng)通訊：保護(hù)器具有1路RS485接口，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3.5平臺(tái)功能

3.5.1首頁

平臺(tái)首頁顯示充電站的位置及在線情況，統(tǒng)計(jì)充電站的充電數(shù)據(jù)

3.5.2實(shí)時(shí)監(jiān)控

1）充電站監(jiān)控

可以按站點(diǎn)名稱進(jìn)行篩選，顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統(tǒng)計(jì)訂單信息、故障記錄，點(diǎn)擊某個(gè)充電槍編號(hào)后在進(jìn)入充電槍監(jiān)控頁面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器負(fù)荷（搭配ACM300T、ADW300），當(dāng)負(fù)荷超過50%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過80%時(shí)，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負(fù)荷下降為止。如圖所示：

統(tǒng)計(jì)當(dāng)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(duì)充電中的回路進(jìn)行手動(dòng)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(hù)器的狀態(tài)，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報(bào)警，如圖所示：

3.5.3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(dāng)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(dāng)前待處理的故障信息。如圖所示：

3.5.4能耗分析

在能耗分析中，可查看指ding時(shí)段關(guān)聯(lián)站點(diǎn)和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對(duì)應(yīng)的能耗趨勢(shì)圖。如圖所示：

3.5.5故障分析

在故障分析中，可查看相關(guān)時(shí)間內(nèi)的故障數(shù)、故障狀態(tài)、故障類型、趨勢(shì)分析以及故障列表。如圖所示：

3.5.6財(cái)務(wù)報(bào)表

在財(cái)務(wù)報(bào)表中，可根據(jù)時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。如圖所示：

3.5.7收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統(tǒng)計(jì)、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實(shí)際收益報(bào)表。如圖所示：

4結(jié)語

綜上所述，隨著新能源汽車市場(chǎng)的快速增長，針對(duì)其火災(zāi)滅火技術(shù)的研究具有至關(guān)重要的意義。其不僅關(guān)系到乘員和救援人員的生命安全，也關(guān)系到財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境保護(hù)。通過對(duì)各種滅火技術(shù)的研究應(yīng)用，滅火劑、救援器材的合理選擇，才能為人民群眾和消防救援人員的生命安全提供有力的保障。

參考文獻(xiàn)

1. 資帥，東川.淺談新能源汽車火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與防范。

2. 陶樟濤，黃佳偉，新能源汽車火災(zāi)滅火技術(shù)的研究，2023.

3. 于虎娜,鞠彬彬,劉聰.電氣火災(zāi)綜合防治及滅火對(duì)策[J].消防界(電子版)

4. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.5版

5. 吳牧宇.新能源汽車火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與防范

作者簡介

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。