浅谈新能源汽车火灾原因及对策研究

安科瑞 程瑜  187 0211 2087

摘 要:随着我国与新能源相关的科学技术发展迅猛，由此推动了我国新能源汽车行业的发展，新能源汽车的数量和种类都出现了较大幅度的增长。但是，在新能源汽车逐渐在市场上推广之后，与之相关的火灾事故也渐渐呈现在人们视野中。基于此，本文简要分析新能源汽车火灾发生的特点，分析导致新能源汽车出现火灾的主要原因并探讨预防新能源汽车发生火灾可以采取的措施。重点针对新能源汽车的灭火救援对策展开深入研究。深入探讨新能源汽车发生火灾的原因以及灭火的救援措施。充电桩平台以及如何提高充电桩充电安全进行分析，充电站配电系统的运行、电能消耗、电能质量、充电安全和行为安全进行实时监控和预警，为充电站的可靠、安全、经济运行提供保障，保护电池。并及时切除安全隐患、避免电气火灾发生，从而保障人员的生命财产安全。

关键词:新能源汽车 汽车火灾 灭火救援对策 充电桩平台

1新能源汽车发生火灾的特点

1.1处理难度大

在新能源汽车遇到剧烈撞击或者被明火点燃时新能源汽车的电池就有可能被严重挤压，出现损坏，导致电池中的液体泄漏，进而出现爆炸现象，在导电介质的作用下，致使新能源车主或者其他乘客受到电击。尤其是纯电动型号汽车，储电单元多为锂离子电池，当电池中的负极接触到外部的空气时，就会出现极为严重的氧化反应，爆炸现象出现的概率将会显著提升，导致更难处理。

1.2需要较长时间灭火

纯电动型汽车存在较多的内部装置，拥有极为复杂的管线，这些管线大多数可以燃烧，并且在自由燃烧的状态下，火焰持续时间长甚至可以达到 90min,局部的温度可以升高到 900℃，一旦新能源汽车出现火灾，在短时间内就会蔓延到整个车厢，并且使用常规的灭火器将难以扑灭，完成整个灭火救援工作需要较长时间。

1.3燃烧速度较快

根据相关调查可知，新能源汽车电池从开始燃烧到迅速扩大只需要6S，而且电池燃烧造成的火焰喷射可以喷射到5m开外的距离，在喷射的过程中除了火舌之外，还会喷射出电池中有毒的物质，比如，在以氢为主要原料的电池中，一旦外部的压力达到了 70 MPa，氢原料电池就会出现氢气泄漏，周围的空气中氢气的含量超过空气总量的 4%，一旦遇到明火就会立即爆炸，严重威胁救援人员的生命安全。

2新能源汽车出现火灾的原因

2.1电线出现短路

新能源汽车出现自燃的原因很大程度上都是因为电线出现短路，线路的接点位置不牢靠，局部的电阻会产生较大的热能，导致电线的接点位置起火。新能源车主有可能会在不了解新能源汽车的情况下乱接乱拉电线，导致整个车辆线路布局陷入一片混乱，一日超过线路的额定功率就会导致线路出现过热的现象，加大燃烧的可能性。此外，在长期线路摩擦的过程中线路磨损也会导致火灾的发生。

2.2电路出现漏电

从某种意义来讲，电路漏电也属于一种短路的情况，新能源汽车中被车主加人了太多的电气设备，就会导致汽车电路在短时间内负担加重，导致火灾发生的概率增加。有时在电路中会存在微弱的电流，这些电流会持续增加汽车的负担，进而更加容易形成过热的高温，当温度超过材料的燃烧点之后，新能源汽车就会自燃。

2.3电池质量较差

在新能源汽车中大规模应用电池，导致在单位空间内，能量密度显著增强，当电池的数量和质量同时增加时，安全事故出现的概率也会显著增加。比如，在电池单体出现受损，电池箱锅壳也出现磨损，就会导致局部电路出现短路的情况，引发火灾。在新能源汽车行驶的过程中，一旦受到外力的严重冲击，蓄电池的外壳就有可能出现破损，此时产生电火花的概率将显著增加，由此导致火灾的发生。电池极柱接线的部位出现氧化和老化的现象，导致接触不良，如果在蓄电池上存在金属器件或产生积水，就会导致极柱短路，进而引发火灾。

2.4存在高温部件可燃物

目前，生产的新能源汽车大多都配备三元催化反 应器，在整个新能源汽车外露部分的部件中，工作温度部件便是消声器排气管，这一部件的温度可以达到 800℃，在路面较为复杂的区域行车，车底易刮到易燃物。如果司机不注意，直接碾压或者停留在可燃物的上方，就会导致处于高温状态下的排气管将可燃物点燃，进而导致电路或者油路泄露，引发火灾。

新能源汽车内的卤素灯在一段时间的使用后，温度会增加，如果受到撞击，卤素灯就会引起周围的塑料燃烧。在炎热的夏季，车内如果存放有一次性普通打火机，就可能会因受太阳暴晒使车内温度过高导致打火机发生爆炸，进而引发车内皮革类的座椅燃烧，引燃整个车体，给周围带来严重的安全威胁，也给车主造成财产损失。

2.5新能源汽车起步晚

目前，就我国新能源汽车整体的形式来说，我国的新能源汽车发展较国外晚，但是发展的速度较快，是我国具代表的新兴产业之一，但是我国目前在新能源方面产业发展的质量有待提升。尤其在我国对于新能源产品技术上的应用存在较大的提升空间，与我国在传统燃油车辆上的技术无法相提并论。利用不好，缺乏足够的认识，也有可能导致新能源汽车发生火灾。

2.6汽车充电不规范

充电插头内部短路，导致电路串联，或者充电器输入电压过高，超过额定输入电压标准，引发变压线圈烧毁，还可能是由于充电时间过长，电池过热，引发火灾。充电环境潮湿，充电器不符合标准。

3新能源汽车火灾的预防措施

3.1预防电线火灾

预防来自电线的火灾，需要安装电流保护装置在电线上可以及时检查。电缆外皮的材料要正确选择，材料要保证具备耐热性、耐酸碱腐蚀性，在电缆的外部具备一层保护套，将电线固定起来，避免电线处于杂乱的状态下，增加火灾发生的风险。同时，电缆需要具备防水性能，可以优先选择一些PVC材质的管材。

3.2预防排气系统

车辆点火装置尽量选择电子形式，使用自动检测设备对车辆排气管装置进行自动检测，排气管周围区域保持一定空间隔离，防止其与可燃物质接触发生燃烧，同时利用电子模式控制燃料喷射系统，防止发生二次燃烧现象。车辆维修检查阶段，严禁将棉纱、擦油布等易燃烧物品遗留在汽车发动机附近范围内，避免在汽车行驶过程中可燃物与排气管道接触，在高温作用下发生严重的汽车起火事故。

3.3预防燃料油系统

在选择胶管材料时，需要重点考虑胶管的性能，首先选用抗压性、抗腐蚀性以及耐候性等较为优异的胶管，以保证车辆行驶的安全性与稳定性，胶管与金属管线之间使用金属夹连接，同时对连接点位进行定期检查，以保证其密封性与连接性。车辆出厂后需要进行撞击测试实验，防止车辆在实际使用中出现漏油等问题。车辆内需要安装自动控制灭火系统，在车辆出现燃油泄漏问题后，为避免出现严重火灾事故，可以开启灭火系统已缩减火灾造成的损毁。

4、安科瑞AcrelCloud-9000充电站运营平台

4.1平台概述

安科瑞充电站运营平台依托物联网、云计算、互联网、大数据、AI等技术，对充电站配电系统的运行、电能消耗、电能质量、充电安全和行为安全进行实时监控和预警，为充电站的可靠、安全、经济运行提供保障，并及时切除安全隐患、避免电气火灾发生，从而保障人员的生命财产安全，打造“安全、高效、舒适、绿色”的“人—车—桩—电网—互联网—多种增值业务”的智慧充电站，提升充电站的社会和经济价值。

4.2适用场合

可广泛应用于医院、学校、酒店、体育场等公共建筑；商业广场、产业园等综合园区；企业、住宅小区等场所。

4.3系统结构

平台采用分层分布式结构，主要由感知层、网络层和平台层三个部分组成，详细拓扑结构如下：

现场设备层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换，可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为，并完成微信、支付宝在线支付等应用。

多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电气火灾探测器、限流式保护器、智能插座可通过全网通4G通讯模组与平台直接通讯。

电能质量分析仪表、烟雾传感器和测温装置通过RS485，摄像头通过RJ45与智能网关通讯，再由智能网关通讯通过4G统一与平台通讯。

限流式保护器既可以通过4G连接平台，也可以通过RS485连接网关。

平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能联网的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP查看各处的运行情况。

4.4相关产品介绍

4.4.17KW交流充电桩AEV-AC007D

产品功能

1）智能监测：充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能，如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。

2）智能计量：输出配置智能电能表，进行充电计量，具备完善的通信功能，可将计量信息通过RS485分别上传给充电桩智能控制器和网络运营平台。

3）云平台：具备连接云平台的功能，可以实现实时监控，财务报表分析等等。

4）保护功能：具备防雷保护、过载保护、短路保护，漏电保护和接地保护等功能。

5）材质可靠：保证长期使用并抵御复杂天气环境。

6）适配车型：满足国标充电接口，适配所有符合GB/T20234.2-2015国标的电动汽车，适应不同车型的不同功率。

7）资产安全：产品全部由中国平安保险承保，充分保障设备、车辆、人员的安全。

4.4.2直流充电桩系列

4.4.3电气火灾探测器ARCM300-Z

名称	图片	功能
电气火灾监控装置		三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、COSφ），视在电能、四象限电能计算，单回路剩余电流监测，4路温度监测，2路继电器输出，2路开关量输入，事件记录，内置时钟，点阵式LCD显示，1路独立RS485/Modbus通讯，支持4G/NB等多种无线上传方案，支持断电报警上传功能。

4.4.4限流式保护器ASCP200

产品功能：

1）短路保护：保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光报警信号；

2）过载保护：当线路电流过载且持续时间超过动作时间（3~60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光报警信号；

3）表内超温保护：当保护器内部器件工作温度过高时，保护器实施超温限流保护，并发出声光报警信号；

4）组网通讯：保护器具有1路RS485接口，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。

4.5平台功能

4.5.1首页

平台首页显示充电站的位置及在线情况，统计充电站的充电数据

4.5.2实时监控

1）充电站监控

可以按站点名称进行筛选，显示站点详情、充电枪列表、统计订单信息、故障记录，点击某个充电枪编号后在进入充电枪监控页面实时监测变压器负荷（搭配ACM300T、ADW300），当负荷超过50%时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为50%，当变压器负荷超过80%时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止。如图所示：

统计当前充电站各充电桩回路的数据；通过卡片的形式展现充电桩的数据；显示故障列表；如图所示：

2）充电桩监控

显示充电桩充电数据；显示各回路的充电状态；可以对充电中的回路进行手动终止；显示订单信息、故障信息；如图所示：

3）设备监控

显示限流式保护器的状态，包括线路中的剩余电流、温度及异常报警，如图所示：

4.5.3故障管理

1）故障查询

故障查询中记录了登录用户相关联的所有故障信息。如图所示：

2）故障派发

故障派发中记录了当前待派发的故障信息。如图所示：

3）故障处理

故障处理中记录了当前待处理的故障信息。如图所示：

4.5.4能耗分析

在能耗分析中，可查看指定时段关联站点和关联桩的能耗信息并显示对应的能耗趋势图。如图所示：

4.5.5故障分析

在故障分析中，可查看相关时间内的故障数、故障状态、故障类型、趋势分析以及故障列表。如图所示：

4.5.6财务报表

在财务报表中，可根据时间查看关联站点的财务数据。如图所示：

4.5.7收益查询

在收益查询中，可查看总的收益统计、收益变化曲线图、支付占比饼图以及实际收益报表。如图所示：

5、结语

综上所述，要降低新能源汽车火灾事故的概率，需要根据新能源汽车的内部结构和动力电池的火灾特点，采取多样化的防控措施，如提升新能源汽车的产品质量安全，实现智能车载监控系统与智慧消防监管平台的信息共享，完善制定更加严格的安全标准和规范，细化充电桩的设置要求和强化充电桩消防安全管理，规范用车和科学保养等，以便新能源汽车在发生安全故障提醒及火灾事故时，能够及时预警，方便车主或厂家提前介入，有针对性地进行高效处置，限度地减少新能源车汽车火灾事故的发生概率。

参考文献:

[1]胡超.新能源汽车电池热失控火灾原因和防控措施[J].价值工程，2021，40(1)

[2]郑文君.新能源汽车火灾危险性分析[J].安防科技，2021(5)[3]邰锋.新能源汽车火灾原因分析及对策研究[J].安防科技2021(11).

[3]徐松宝.浅析新能源汽车火灾原因及其灭火救援对策研究[J].

[7]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.

审核编辑 黄宇