程瑜 187 0211 2087

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著經濟不斷發展和技術不斷進步，社會各行業積極響應號召，對于環境保護的要求進一步提高，這就促進了新能源汽車的發展。另因現代人對于汽車的便捷性和功能性要求不斷提升，汽車系統也逐漸趨向于復雜化發展，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聯合工作，故必然會存在一定的火災風險性。汽車火災具有發現晚、燃燒快的特征，且一旦發生汽車火災，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

隨著我國經濟的快速發展，人民的生活質量不斷提高，我國的汽車保有量也不斷增加，但能源短缺和環境污染的問題仍然存在，為了兼顧能源安全與環境保護的需求，發展新能源汽車成為了一個重要的途徑。新能源汽車與傳統汽車的主要差別在于動力源，傳統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，可以完全由可充電電池提供動力的，沒有尾氣排放，對于環境保護較好；混合動力汽車（HEV）是擁有2個或2個以上動力源的汽車，不完全依靠可充電池提供動力，會對環境有一定的影響，但相比于傳統汽車節能效果更好，排放較小；燃料電池汽車（FCEV）主要依靠燃料電池提供動力，對環境污染較小。

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。相比于傳統燃油汽車，電動汽車發生火災后的復燃幾率較大，且復燃次數也較多。與普通可燃物不同，動力電池火災中，火源來自其內部發生的化學反應，即使汽車外部火災得到抑制，但內部電池在氧含量較低甚至無氧的環境中仍能夠發生火災。

（3）新能源電動汽車火災有毒煙氣產量大、毒性高。新能源電動汽車火災中，動力電池一旦發生熱失控，電池或其安全閥將破裂并釋放有毒物質。隨著熱失控的逐漸發展，電池將產生更多的煙霧和有毒氣體。一些蓄電池內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狀及原因

新能源汽車與傳統燃油汽車的主要區別在動力源，同時也出現了不同的能源補給形式。相比于傳統汽車，新能源汽車裝備有大容量的電池，當汽車出現過熱、短路或機械故障時更容易發生起火事故。目前普遍認為產品質量問題是新能源汽車安全事故頻發的罪魁禍首。主要是由于企業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，出現問題后解決方案不成熟，給產品的安全質量埋下了隱患。

3.1電源系統事故

蓄電池是電源系統的基礎組成部分之一，若在日常使用過程中出現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，同樣也會出現短路的狀況。蓄電池的整體結構相對較為復雜，在長期使用之后可能會出現線路接線口松動的問題，并進一步引發斷路和接觸不良。若這一階段電動汽車正處于運行狀態，則意味著電動汽車發電機無法順利向蓄電池進行充電，發電機則會處于一種負荷運轉的狀態，長期運行會面臨發電機燒損的狀況，并可能會進一步引發嚴重的電動汽車火災。

3.2車輛系統事故

電動汽車系統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。電動汽車系統火災事故的頻發，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磨損、老化、松動、腐蝕等現象引起火災。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場，由于公共汽車駕駛員駕駛時間長，可能會出現精神恍惚，再加上公交車盲區較大，很容易在充電現場造成事故。充電現場的安全性與管理單位的工作認真程度有密切的關系，如果充電現場管理不善，地面積水持續無人清除、充電槍無人歸位、充電樁周圍無防撞設施、充電現場消防設施不完備等情況持續存在，充電樁無人維護，那么充電現場的安全風險就更高了。同時，充電現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和電池過充保護系統出現故障，在充電過程中就有可能出現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完善汽車結構

從產品質量出發。電動汽車主要通過安全預防，從產品設計入手，嚴格控制生產質量。

嚴格制定安全標準和規范，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。

應用新能源汽車監控網絡。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據平臺共享，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部電極活化，延長電池的使用壽命。電池一直在帶電的狀態，但是電量又不至于過高或過低，電池一直處于循環狀態，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，這樣才能將電池養護到狀態。

4.3汽車檢測

新能源汽車的結構與傳統的汽車的結構不同，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，在檢測環節中，為了保障檢測質量，對專業人才的檢測監督是當前采取的主要措施，并不斷加強對人才市場環境分析，從中篩選專業素養過硬的專業人才，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，加強對專業人員的培養，不斷使這類人才參與到企業的實踐和實習過程中，滿足專業人才需求的同時，為后期人才引進奠定了堅實的基礎。

4.4加強充電現場安全管理

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控系統，以期提高安全管理的信息化水平。②技術方面：根據充電樁功率、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查的有序進行。加強專業人員對充電樁、電氣設備的專業性安全檢查，可以有效防止因為設備問題而產生的安全事故，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運用滅火藥劑

根據當前滅火藥劑的使用種類發現，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，考慮到周圍環境因素以及火災中會產生的噴射物，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，如果火災環境開闊，會對周邊環境造成損傷。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。結合當時的情況，需要加大對滅火藥劑的研究。

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網、云計算、互聯網、大數據、AI等技術，對充電站配電系統的運行、電能消耗、電能質量、充電安全和行為安全進行實時監控和預警，為充電站的可靠、安全、經濟運行提供保障，并及時切除安全隱患、避免電氣火災發生，從而保障人員的生命財產安全，打造“安全、高效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網—互聯網—多種增值業務”的智慧充電站，提升充電站的社會和經濟價值。

5.2適用場合

可廣泛應用于醫院、學校、酒店、體育場等公共建筑；商業廣場、產業園等綜合園區；企業、住宅小區等場所。

5.3組網架構

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

5.4參考選型

序號	名稱	單位
1	智慧用電云平臺	EIOT
2	電氣火災探測器	ARCM300系列
3	限流式保護器	ASCP系列
4	汽車充電樁	AEV200系列

6相關產品介紹

6.1 7KW交流充電樁AEV-AC007D

產品功能

（1）智能監測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與計費以及充電過程的聯動控制等。

（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絡運營平臺。

（3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現實時監控，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）材質可靠：保證長期使用并抵御復雜天氣環境。

（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）資產安全：產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

序號	名稱	型號、規格	單位	數量	備注
1	電氣火災監控裝置	三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、COSφ），視在電能、四象限電能計算，單回路剩余電流監測，4路溫度監測，2路繼電器輸出，2路開關量輸入，事件記錄，內置時鐘，點陣式LCD顯示，1路獨立RS485/Modbus通訊，支持4G/NB等多種無線上傳方案，支持斷電報警上傳功能。	只	1	安科瑞

6.4限流式保護器ASCP200

項目		指標
輸入電壓		AC85~265V，45~65HZ
功耗		功耗≤5VA(無負載情況下)
額定電流		0~63A可設置
短路保護時間		<150μs
過載保護		動作范圍:110%~140%;動作延時:3~60s
過壓保護		動作范圍:100%~120%;動作延時:0~60s
欠壓保護		動作范圍:60%~100%;動作延時:0~60s
線纜溫度監測	監測范圍	-20~120℃(精度±2℃)
	報警設置	動作范圍:45~110℃;動作延時:0~60s
漏電流監測	監測范圍	20~1000mA(精度:±2%或±5nA)
	報警設置	動作范圍:30~1000mA;動作延時:0~60s
故障記錄		20條記錄(故障類型、故障值、故障時間)
報警方式		聲光報警(其中聲音可以通過消音按鍵消除)
通訊		1路RS485接口，Modbus-RTU協議;1路2G無線通訊

產品功能：

（1）短路保護：保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內實現快速限流保護，并發出聲光報警信號；

（2）過載保護：當線路電流過載且持續時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發出聲光報警信號；

（3）表內超溫保護：當保護器內部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發出聲光報警信號；

（4）組網通訊：保護器具有1路RS485接口，可以將數據發送到后臺監控系統，實現遠程監控。

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，統計充電站的充電數據

7.3實時監控

（1）充電站監控

可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監控頁面實時監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，系統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：

統計當前充電站各充電樁回路的數據；通過卡片的形式展現充電樁的數據；顯示故障列表；如圖所示：

（2）充電樁監控

顯示充電樁充電數據；顯示各回路的充電狀態；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）設備監控

顯示限流式保護器的狀態，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的所有故障信息。如圖所示：

（2）故障派發

故障派發中記錄了當前待派發的故障信息。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，可查看指定時段關聯站點和關聯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，可查看相關時間內的故障數、故障狀態、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，可根據時間查看關聯站點的財務數據。如圖所示：

7.8收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統計、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結論

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

參考文獻

[1]蔣祥林.電動車火災現存問題分析與對策研究[J].今日消防，2019，4（10）.

[2]姬留新，彭雨婷，夏德行.電動汽車動力電池系統熱失控預防措施研究[J].汽車世界，2019，000（020）.

[3]張永成.新能源電動汽車消防安全現狀與思考.

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.

審核編輯 黃宇