摘要:近年來，隨著國家碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的提出，國家節(jié)能減排政策實施力度的進(jìn)一步加大大眾的環(huán)保意識、環(huán)保理念進(jìn)一步深入人心，同時根據(jù)國家戰(zhàn)略安全需要，新能源汽車行業(yè)異軍突起，發(fā)展迅猛。隨著新能源汽車數(shù)量的不斷增長，其火災(zāi)的發(fā)生率也越來越高。對此，需首先了解新能源汽車發(fā)生火災(zāi)的原因，并以此為基礎(chǔ)制定滅火數(shù)援技戰(zhàn)術(shù)措施，才能大限度降低人民群眾生命財產(chǎn)損失。為此，本文主要探討新能源汽車火災(zāi)發(fā)生的原因和基本的滅火救援處置措施，

關(guān)鍵詞:新能源汽車;火災(zāi)原因;火災(zāi)數(shù)援

0.引言

新能源氣車指的是采用非常規(guī)的車用燃料(汽油、柴油以外的燃料為動力)作為動力來源或采用新型車載動力裝置，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù)，形成技術(shù)原理先進(jìn)，具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車，近年來，隨著科技的飛速發(fā)展，新能原技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)入了快車道，在這當(dāng)中新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度尤為突出，其種類和數(shù)量也日益增多。根據(jù)國家對新能原汽車的相關(guān)界定，目前大致分為電動汽車、燃料電池汽車、燃?xì)馄?、儲能及其他新能源汽車。截?021年底，據(jù)不完全統(tǒng)計全國新能原汽車保有量785萬輛，其中電動汽車保有量650萬輛，占新能原汽車總量的82%。筆者此次主要以電動汽車為例，對滅火數(shù)援措施進(jìn)行探討。

1.電動汽車分類及辨識概述

電動汽車主要采用電力發(fā)動運(yùn)轉(zhuǎn)，是以動力電池為獨(dú)立或其中一種驅(qū)動能源的汽車。目前主要為純電汽車(EV/BEV)、混電汽車(HEV)、插電汽車和增程汽車，其中插電汽車又分油電混合動力汽車和氣電混合動力汽車，其車型已經(jīng)涵蓋了從乘用車、客運(yùn)車、貨運(yùn)車、專用車到特種車的各個車型，其主要辨識要點為車牌:小型電動車為漸變綠色，大型電動車為黃綠雙拼色，并帶有特殊字母“D”(純電動)或“F”(非純電動)，車身或車尾帶有“EV”和“電動汽車”字樣。

當(dāng)然此分類方法并非絕對。一是電動汽車通常懸掛“D”、"F”號牌區(qū)別純電和混電，但國內(nèi)部分地區(qū)已啟用電動汽車專用號段，如上海、河南等地啟用“A”段號牌:二是從2018年開始國家出臺新能源汽車專用牌(綠、黃綠)規(guī)定，但允許之前已上營通腳照的車輛繼續(xù)保留，也就是說還有相當(dāng)數(shù)量非專用牌照的新能原汽車在使用。因此，不同地區(qū)、不同企業(yè)、不同品牌的電動汽車僅從車輛號牌和外觀標(biāo)識不能直接進(jìn)行判別分類，還需根據(jù)現(xiàn)場具體車型、查閱廠家信息等方式進(jìn)行綜合偵查、核查、甄別、確認(rèn)。

2 電動汽車動力電池主要構(gòu)型

2.1 動力電池組的化學(xué)原理

鋰離子電池的原理是鋰離子進(jìn)行了氧化還原反應(yīng)后電解形成化學(xué)鍵放電。鋰電池主要由正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜以及外殼構(gòu)成，其中，正極材質(zhì)為碳極，負(fù)極材質(zhì)為鋰化合物，電解質(zhì)材質(zhì)為石墨層間化合物，隔膜通常采用PE.PP等復(fù)合膜，而外殼通常采用鋼或鋁等金屬材質(zhì)。為了保障電池的使用壽命以及安全性，鋰電池正極材料是生產(chǎn)的關(guān)鍵，目前鋰電池所采用的材料種類較多，不同材料之間存在較大的差異性,采用最多的為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、三元等材料，通常情況下，性能較好的正極材料將會占較高的成本，但也是保證鋰電池性能的關(guān)鍵。在上述的正極材料中，磷酸鐵鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰將成為未來的主流材料，其中磷酸鐵鋰(特點:穩(wěn)定性好、安全性高，材料常見、成本較低，可充放循環(huán)次數(shù)多、壽命長,客運(yùn)車、貨運(yùn)車、專用車使用居多)依托于其高性價比以及安全性，將在電動汽車中得到重要應(yīng)用,目前三元材料(特點:單體能量密度高、重量輕，電芯容量小、難以組合大電量，熱失控溫度低、安全性差，乘用車使用居多)在市場中占有90%的份額，并且占有率預(yù)計將在2025年達(dá)峰。雖然磷酸鐵鋰儲能率遠(yuǎn)低于三元材料，但就電池的火災(zāi)安全性能方面來說，磷酸鐵鋰材料的特性要優(yōu)于三元材料。

2.2 動力電池組的物理結(jié)構(gòu)

為了保證充電的穩(wěn)定性，也為了達(dá)到功率需求,需將以往電瓶式整體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成電芯較多并聯(lián)而成的電池組，在汽車電控芯片的組織下展開充放電。為防止電池充電期間因熱失控而發(fā)生自燃現(xiàn)象，為此在制造電池時采用熱失控防護(hù)設(shè)計，而電芯的封裝方式可結(jié)合不同形狀，如圓柱、方形、軟包電池等形狀，隔離方式主要采用隔熱材料或隔熱板，并將其組裝成電池組并安置在車輛底盤中部。當(dāng)前，除了采用新的安全化學(xué)材料為正極來提高電池組的安全性以外，還可通過改進(jìn)電芯物體排布保護(hù)設(shè)計提高電池安全性，目前，走在前端的電池主要為彈匣電池和刀片電池，但汽車廠商在對電池安全性檢測時使用的穿刺法只能驗證因熱失控而出現(xiàn)的問題，而一旦遇上車輛碰撞、短路、高熱等問題時則無法采用電池排布法確保電池的安全性。

3 電動汽車起火原因及危險性

3.1電路短路或過載

電動汽車主要是以電力為能源，所以其起火現(xiàn)象經(jīng)常產(chǎn)生于電力層面。運(yùn)行過程中的電路短路成為引發(fā)火災(zāi)的主要原因之一。一方面，如果電動汽車的電路存在局部電阻過大或者是由于線路接點不牢，就有可能引起熱能產(chǎn)出增大，若沒有得到及時處理解決，熱量就會持續(xù)累積，從而導(dǎo)致導(dǎo)線接點發(fā)熱起火，電動汽車發(fā)生自燃。另一方面，部分車主對于汽車結(jié)構(gòu)的重要性認(rèn)識不足，私自對汽車進(jìn)行各種改裝，然而由于其缺乏專業(yè)的知識，改裝環(huán)節(jié)就造成電路結(jié)構(gòu)布局以及線路方面出現(xiàn)偏差。這樣一來，就很有可能引發(fā)電力功率過大的問題,加快線路的老化，嚴(yán)重的甚至造成電路短路，引發(fā)火災(zāi)。再一方面，車主長時間插入充電樁充電未拔出，造成車輛動力電池過載或其他原因引起的在充電過程中車輛本身或充電樁火災(zāi)。

3.2高溫部件引燃可燃物

電動汽車在運(yùn)行過程中部分設(shè)備會產(chǎn)生大量的高溫，該部位如果和可燃物接觸，就很有可能引發(fā)火災(zāi)。現(xiàn)階段的電動汽車一般都是裝備有催化反應(yīng)器以及消聲器排氣管等設(shè)備，前者進(jìn)行催化作用，后者進(jìn)行聲音的消除以及廢氣的排放。一方面在汽車運(yùn)行過程中，消聲器排氣管是全車外漏部分當(dāng)中工作溫度高的部件，一旦外界的可燃物和消聲器排氣管接觸，就會因為溫度過高而引發(fā)火災(zāi)。另一方面，電動汽車在運(yùn)行中很容易碾壓到易燃物或是停留在可燃物的上方，這種情況下，如果車主沒有及時發(fā)現(xiàn)，排氣管產(chǎn)生的高溫就會和可燃物相接觸，從而造成火災(zāi)。而且在電動汽車中，還存在裝配不當(dāng)?shù)默F(xiàn)象，車輛缺乏良好的防光能力，夏季陽光直射狀態(tài)下，就很有可能引發(fā)車內(nèi)的相關(guān)物體燃燒或爆炸。

3.3易復(fù)燃爆炸并伴有觸電、中毒風(fēng)險、處置危險性高

由于鋰離子電池?zé)崾Э睾?，持續(xù)放熱及放出可燃?xì)怏w，難以實現(xiàn)完全滅火，即使明火被撲滅后，其內(nèi)部的放熱反應(yīng)仍在繼續(xù)，所以鋰離子電池火災(zāi)反復(fù)復(fù)燃的現(xiàn)象很容易發(fā)生;鋰離子電池燃燒伴有大量的熱量和氣體產(chǎn)生，再加上鋰離子電池狹小密閉空間的結(jié)構(gòu)特點，在安全閥失效的情況下，能量的積壓足以引發(fā)爆炸;此外，電動汽車帶有高壓的大容量電池，基本電壓通常遠(yuǎn)超人體安全電壓，高壓電壓380V以上，火災(zāi)時容易發(fā)生漏電產(chǎn)生電擊危險;同時因內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生一氧化碳、甲烷等有毒窒息性氣體，滅火救援過程中存在中毒風(fēng)險。

4 電動汽車火災(zāi)撲救方法

4.1 選用適當(dāng)?shù)幕馂?zāi)撲救的滅火劑

電動汽車火災(zāi)主要因交通事故、自身設(shè)備故障或自然等原因，導(dǎo)致汽車非動力電池組著火、動力電池組熱失控-電解質(zhì)噴濺、冒煙著火，此時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場具體情況選用合適滅火劑。根據(jù)德國機(jī)動車監(jiān)督協(xié)會的研究及實驗論證，得出水是可成功撲救電動汽車火災(zāi)的有效目廉價滅火劑。

4.2 不同火災(zāi)場景處置方式

針對電動汽車非動力電池組火災(zāi)(車輛輪胎、內(nèi)飾、電纜導(dǎo)線等著火)，如果火勢不大，可利用二氧化碳或ABC類干粉滅火器滅火，也可利用大量水或泡沫進(jìn)行強(qiáng)制滅火，同時注意對動力電池組進(jìn)行冷卻降溫,防止動力電池組過熱引發(fā)著火或爆炸。

針對電動汽車動力電池組火災(zāi)-有人員被困，視情采用滅火毯等器材對被困人員進(jìn)行保護(hù)，或使用高倍數(shù)泡沫對被困人員實施保護(hù)，使用破拆器材進(jìn)行快速破拆幫助被困人員脫困，視情使用開花水或霧狀水對火勢進(jìn)行壓制滅火待人員救出后選用合適噴射器具滅火。

針對電動汽車動力電池組火災(zāi)-無人員被困，采用控制燃燒、冷卻降溫的戰(zhàn)術(shù)，根據(jù)著火車輛不同車型，選用汽車車底部噴射器、消防機(jī)器人、移動消防炮、小高噴等不同滅火器具出水滅火，控制熱失控產(chǎn)熱、產(chǎn)氣量，同時特別注意保持與事故電動車的安全距離，避免電池包爆燃灼傷或爆炸炸傷。

針對充電情況下發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)確定充電站電源位置并切斷，再進(jìn)行滅火救援。如電動汽車在更換電池過程中發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)盡快將事故車輛拖離工作臺再進(jìn)行處置。

4.3 電動汽車火災(zāi)撲救的基本作戰(zhàn)流程

4.3.1偵察評估

查明起火車輛基本情況和被困人員數(shù)量及傷勢等情況;查明起火車輛對周圍車輛、建筑和人員威脅等情況;查明起火車輛類型、品牌型號,動力電池種類、電壓、容量和位置,車輛高壓線束走向、通信線束走向、高壓控制箱、電控系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)、低壓蓄電池等信息，對于貨運(yùn)車、客運(yùn)車、公交車等大型電動車，還應(yīng)了解車輛剎車系統(tǒng)電動氣泵、方向機(jī)液壓助力泵、驅(qū)動電機(jī)及冷卻系統(tǒng)等信息，必要時應(yīng)聯(lián)系生產(chǎn)廠家或當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商獲得詳細(xì)車輛信息;根據(jù)車輛類型和品牌型號查明車輛高壓電系統(tǒng)斷電主開關(guān)或應(yīng)急開關(guān)的位置及狀態(tài)，查明是否處于充電狀態(tài);判斷事故車輛動力電池和高壓電系統(tǒng)的受損情況，評估現(xiàn)場觸電、動力電池爆炸燃燒的危險因素及后果。

4.3.2安全防護(hù)

原則上落實呼吸和軀體“雙防護(hù)”，救援人員應(yīng)根據(jù)事故現(xiàn)場情況做好安全防護(hù),穿著全套滅火防護(hù)服裝;靠近事故車輛時，所有人員應(yīng)佩戴空氣呼吸器，并根據(jù)車輛電壓特性穿戴好絕緣手套等個人防護(hù)裝備，并使用漏電探測儀進(jìn)行檢測。

4.3.3現(xiàn)場管控

根據(jù)事故嚴(yán)重程度劃分警戒范圍，疏散圍觀群眾，協(xié)調(diào)交警部門疏導(dǎo)附近交通。遇有雨、雪、霧等天氣或夜間.高速公路長坡路段和地下車庫、公路隧道、滾裝船碼頭等密閉空間場所,應(yīng)綜合考慮立體,狹長等情況，綜合確定水平和豎向警戒范圍;使用可燃、有毒氣體檢測儀、紅外熱成像儀等實時監(jiān)測動力電池溫度變化，適時調(diào)整警戒范圍和冷卻強(qiáng)度。

4.3.4處置措施

純電動汽車火災(zāi)事故應(yīng)區(qū)分不同車型(乘用車、客運(yùn)車、貨運(yùn)車)、不同工況(充電、行駛、駐停)、不同災(zāi)情(碰翻滾、墜落、泄漏、燃燒)、不同部位(頂置、底置、后置、尾置)、不同階段(初期、難控、失控)、不同環(huán)境(普通撞、道路、高速公路、地下車庫、隧道、滾裝船),采取針對性處置措施和滅火器具。

4.3.5清理移交

災(zāi)害事故處置結(jié)束后，應(yīng)細(xì)致地檢查清理現(xiàn)場，并向車主和有關(guān)部門移交，并告知車輛有復(fù)燃的風(fēng)險;提醒車主和有關(guān)部門妥善處理受損動力電池，合理采取轉(zhuǎn)運(yùn)方式，防止事故車輛在轉(zhuǎn)運(yùn)及后期靜置過程中起火。

4.3.6注意事項

未查清電動汽車品牌型號、電池種類和安裝位置等車輛信息前,不得盲目抵近偵察或滅火、不得盲目破拆;發(fā)現(xiàn)起火車輛溫度急劇變化，車輛的金屬部位有軟化、冒泡、溶洞狀態(tài),車輛電池處有抖動跡象或釋放大量煙氣時，應(yīng)立即組織人員撤離至安全區(qū)域:非必要,不得切斷12V或25V電源，嚴(yán)防動力電池冷卻、管理等系統(tǒng)失效，造成災(zāi)情擴(kuò)大，危及救援人員;動力電池包四周通常為(鋁殼)密封保護(hù)構(gòu)件，并在箱體設(shè)置泄壓部位(排氣孔)，滅火救援時應(yīng)根據(jù)事故車輛傾覆、翻滾的狀態(tài)，注意避開爆燃泄壓方向;鋰離子電池具備持續(xù)放電特性，明火撲滅后，應(yīng)繼續(xù)出水對電池組進(jìn)行持續(xù)冷卻，并使用測溫儀進(jìn)行監(jiān)測,直至電池溫度降至正常環(huán)境溫度，且經(jīng)評估無燃燒、爆炸等風(fēng)險。

5.安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)

5．1概述

Acre1-6000電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，是根據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)由安科瑞電氣股份有限公司研發(fā)的全數(shù)字化獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，已通過國家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的消防電子產(chǎn)品試驗認(rèn)證，并且均通過嚴(yán)格的EMC電磁兼容試驗，保證了該系列產(chǎn)品在低壓配電系統(tǒng)中的安全正常運(yùn)行，現(xiàn)均已批量生產(chǎn)并在全國得到廣泛地應(yīng)用。該系統(tǒng)通過對剩余電流、過電流、過電壓、溫度和故障電弧等信號的采集與監(jiān)視，實現(xiàn)對電氣火災(zāi)的早期預(yù)防和報警，當(dāng)必要時還能聯(lián)動切除被檢測到剩余電流、溫度和故障電弧等超標(biāo)的配電回路;并根據(jù)用戶的需求，還可以滿足與AcreIEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺或火災(zāi)自動報警系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。

5．2應(yīng)用場合

適用于智能樓宇、高層公寓、賓館、飯店、商廈、工礦企業(yè)、國家消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。

5．3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5．4系統(tǒng)功能

監(jiān)控設(shè)備能接收多臺探測器的剩余電流、溫度信息，報警時發(fā)出聲、光報警信號，同時設(shè)備上紅色“報警”指示燈亮，顯示屏指示報警部位及報警類型，記錄報警時間，聲光報警一直保持，直至按設(shè)備的“復(fù)位”按鈕或觸摸屏的“復(fù)位”按鍵遠(yuǎn)程對探測器實現(xiàn)復(fù)位。對于聲音報警信號也可以使用觸摸屏“消聲”按鍵手動消除。

當(dāng)被監(jiān)測回路報警時，控制輸出繼電器閉合，用于控制被保護(hù)電路或其他設(shè)備，當(dāng)報警消除后，控制輸出繼電器釋放。

通訊故障報警：當(dāng)監(jiān)控設(shè)備與所接的任一臺探測器之間發(fā)生通訊故障或探測器本身發(fā)生故障時，監(jiān)控畫面中相應(yīng)的探測器顯示故障提示，同時設(shè)備上的黃色“故障”指示燈亮，并發(fā)出故障報警聲音。電源故障報警：當(dāng)主電源或備用電源發(fā)生故障時，監(jiān)控設(shè)備也發(fā)出聲光報警信號并顯示故障信息，可進(jìn)入相應(yīng)的界面查看詳細(xì)信息并可解除報警聲響。

當(dāng)發(fā)生剩余電流、超溫報警或通訊、電源故障時，將報警部位、故障信息、報警時間等信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報警解除、排除故障時，同樣予以記錄。歷史數(shù)據(jù)提供多種便捷、快速的查詢方法。

5．5配置方案

應(yīng)用場合	型號	產(chǎn)品照片	功能
消防控制室	Acrel-6000/B		適用于1~4條通信總線*多可連接256個探測器，可適用于壁掛安裝的場所。
Acrel-6000/Q		適用于大型組網(wǎng)，壁掛式監(jiān)控主機(jī)數(shù)量較多且需集中查看的場所，主要監(jiān)測壁掛主機(jī)信息。
一、二 低壓配電	ARCM200L-Z2		三相(I、U、kW、Kvar、kWh、Kvarh、Hz、cos中)，視在電能、四象限電能計量，單回路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示，2路獨(dú)立RS485/Modbus通訊
ARCM200L-J8	8路剩余電流監(jiān)測，2路繼電器輸出，4路開關(guān)量輸入，事件記錄，內(nèi)置時鐘，點陣式LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
ARCM300-J1		1路剩余電流監(jiān)測，4路溫度監(jiān)測，1路繼電器輸出，事件記錄，LCD顯示，1路RS485/Modbus通訊
AAFD-□		檢測末端線路的故障電弧，485通訊，導(dǎo)軌式安裝。
ASCP200-□		短路限流保護(hù)、過載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路GPRS或NB無線通訊，額定電流為0-40A可設(shè)。
	短路限流保護(hù)、過載保護(hù)、內(nèi)部超溫限流保護(hù)、過欠壓保護(hù)、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測，1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊，額定電流為0-63A可設(shè)。
配套附件	AKH-0.66		測量型互感器，采集交流電流信號
AKH-0.66/L		剩余電流互感器，采集剩余電流信號
ARCM-NTC		溫度傳感器，采集線纜或配電箱體溫度

6.總結(jié)和討論

新能源汽車火災(zāi)滅火救援是當(dāng)消防救援隊伍著眼“全災(zāi)種、大應(yīng)急”職能定位后又一新的滅火救援課題。本文介紹了新能源汽車的定義、分類、當(dāng)發(fā)展形勢,著重以電動汽車為例，詳細(xì)闡述了電動汽車分類及辨識、動力電池主要構(gòu)型、起火原因及危險性、火災(zāi)撲救方法，在系統(tǒng)歸納新能源汽車的火災(zāi)特點的基礎(chǔ)上,分析了電動汽車火災(zāi)撲救技戰(zhàn)術(shù)措施，對所涉及的火災(zāi)撲救作戰(zhàn)流程進(jìn)行了詳細(xì)說明，希望對于消防救援隊伍內(nèi)部撲救此類火災(zāi)起到一定的參考意義。

審核編輯 黃宇