浅谈电动汽车火灾特点及扑救对策研究

摘要：随着电动汽车的快速发展，电动汽车火灾事件也逐渐增多。与传统燃油车相比，电动汽车火灾具有以下特点，如电池高能量密度、快速热释放和烟雾毒性等。本文提出一系列扑救对策。首先，应加强电动汽车火灾预防工作，包括完善电池管理系统、提高电池安全性能等。其次，在火灾发生时，应采用合适的灭火剂进行扑救，如干粉灭火器、气溶胶灭火系统等。此外，对于严重的电动汽车火灾，应采取合理的隔离和撤离措施，确保人员安全。

关键词：电动汽车火灾；特点；扑救对策

0、引言

随着全球环保意识的提升和技术的不断创新，电动汽车作为一种清洁能源交通工具正逐渐成为主流。然而，随之而来的是对电动汽车火灾安全性的关注。与传统燃油车不同，电动汽车搭载着高能量密度的电池系统，因此在发生火灾时具有一些特殊的特点和挑战。本文旨在系统地研究电动汽车火灾的特点及扑救对策，以提供有效的应对方案。首先，我们将对电动汽车火灾的起因进行深入探讨，重点关注电池系统可能发生的故障和热失控等因素。同时，我们还将分析电动汽车火灾所产生的烟雾和有毒气体对扑救过程的影响。其次，针对电动汽车火灾的特点，我们将提出一系列针对性的扑救对策。这涵盖了预防措施、灭火剂的选择和撤离方案等方面。特别是对于电池系统的管理和安全性能的改进，将成为预防电动汽车火灾的关键所在。同时，在火灾已经发生时，选择适当的灭火剂和应对策略也是至关重要的。我们将讨论未来研究的方向，探索新的火灾防控技术和策略。对于电动汽车火灾的深入机理研究，以及更灭火技术的开发，将有助于提高电动汽车火灾的扑救效率和安全性。

1、电动汽车火灾的特点

（一）电池系统的高能量密度

电动汽车所使用的电池系统，通常是锂离子电池或其他高能量密度电池。电池系统的高能量密度意味着单位重量或单位体积的电池可以存储更多的能量。较高的能量密度使得电动汽车能够存储更多电能，从而延长其行驶里程，提高可靠性和实用性。高能量密度的电池可以在相同能量需求下减小体积和重量，这有助于降低整车的重量，提高能源利用效率，增加续航时间。高能量密度电池可以更好地适应电动汽车的设计需求，例如将电池安装在车辆底盘或车身的特定位置，以大程度地利用空间。高能量密度电池可以向电动驱动系统提供更高功率输出，从而提高加速性能和动力响应。

（二）电池系统故障和热失控风险

电动汽车电池系统存在故障和热失控风险，这可能导致火灾或其他安全问题。短路故障：电池系统中的电池单体或电池组之间可能发生短路，导致电流异常增大，进而产生过热和火灾风险。过充故障：在充电过程中，如果电池系统无法正确控制充电电流或充电结束判断，过量充电会导致电池温度升高、压力增大，甚至引发热失控和爆炸的风险。过放故障：当电池系统无法准确判断电池的剩余容量，并在电池过度放电时无法及时停止，将导致电池过度放电，造成电池内部反应不稳定、电池损坏，甚至引发热失控。外部因素：电池系统容易受到外部因素的影响，如剧烈碰撞、过度振动、高温环境等。这些外部因素可能导致电池内部构造损坏，破坏电池隔离，进而引发火灾和热失控。不当使用和维护：不正确使用和维护电池系统，如充电器不当操作、充电过程中没有适当监控、长时间停车导致电池放电等，都会增加故障和热失控风险[2]。

（三）烟雾和有毒气体产生

电动汽车火灾时，烟雾和有毒气体的产生是严重的安全问题。烟雾和有毒气体产生的主要原因包括多种因素。电池燃烧：电动汽车火灾中常见的原因之一是电池燃烧。当电池系统遭受过热、短路或其他故障时，电池内部可能发生燃烧，产生大量烟雾和有毒气体。化学反应：电池中的化学物质与空气或其他物质发生反应时，可能会产生有毒气体。有害材料释放：电动汽车中的其他部件，如电线和塑料件，在火灾过程中也可能释放出有害烟雾和气体。这些部件含有可燃材料或有毒物质，当遭受高温或火焰时会产生有害烟雾。烟雾和有毒气体的产生可能带来不同风险。视觉和导航障碍：浓烟会降低能见度，使人们难以清晰看到周围环境。这会对逃生造成困难，并给救援人员增加灭火和救援工作难度。

2、电动汽车火灾的扑救对策

（一）预防措施

为了预防电动汽车火灾，建立高效可靠的电池管理系统，监测和控制电池的充放电过程，以确保电池工作在安全范围内，并及时检测和处理任何异常情况。采用有效的热管理系统，包括散热器、风扇、液冷系统等，来控制电池的温度。保持电池在适宜的温度范围内，避免过热或过冷，可以减少火灾风险。改进电池设计，使用耐高温材料和阻燃材料，加强电池组的结构强度和隔离能力，以提高电池的安全性能。安装故障监测和预警系统，及时检测电池系统中的异常情况，并发出警报或采取措施防止潜在火灾。确保充电设施符合安全标准，充电电缆和插头无损坏，防止火花或电弧引发火灾。用户应正确使用电动汽车充电器，遵守充电规范，避免过度充电或过度放电。定期检查和维护电池系统，确保其正常运行。为用户、维修人员和救援人员提供相关培训，加强对电动汽车火灾的认识和应对能力，提高火灾安全意识。遵守相关法规和标准，如安全生产法规、电动汽车安全规范等，确保电动汽车的设计、制造、使用和维护符合要求[3]。

（二）灭火剂的选择

在电动汽车火灾中，选择适当灭火剂至关重要。不同类型火灾和火源可能需要不同类型的灭火剂。干粉灭火剂：干粉是一种通用型灭火剂，对电动汽车火灾具有很好的灭火效果。它可以阻止火焰的氧气供应，抑制火势蔓延，并降低火势温度。此外，干粉还可以形成保护层，防止火势重新燃烧。气溶胶灭火剂：气溶胶灭火系统使用涂覆在微小颗粒上的灭火药剂。当气溶胶释放后，灭火剂会迅速蔓延到火灾现场，在火灾区域形成一层灭火剂雾霭。这种灭火剂能够有效扑灭电动汽车火灾，并且对环境和人体相对友好。硅酸盐灭火剂：硅酸盐是一种无毒、无污染的灭火剂，对于锂离子电池火灾具有较好的灭火效果。硅酸盐灭火剂可以吸收热量，降低温度，并与火灾区域形成密封的保护层。水喷雾：水喷雾是一种传统的灭火剂，对电动汽车火灾也可以使用。然而，由于电池和电力设备的存在，直接使用水可能会导致电击风险。因此，在使用水喷雾进行灭火时，需要注意保护人员安全，并确保电源已经切断。需要注意的是，针对电动汽车火灾，应遵循以下原则：应根据具体情况选择合适的灭火剂，大程度控制火势。在灭火过程中，确保人员安全。应遵循适当的防护措施，如穿戴防护服、戴上呼吸器等。在使用灭火剂之前，应了解和掌握相关灭火指导和操作技巧。灭火后，仍需进行充分检查和监测，以确保火势已彻底扑灭[4]。

（三）撤离和人员安全

电动汽车火灾发生时，及时撤离并确保人员安全至关重要。寻找安全出口：在火灾发生时，迅速寻找近的安全出口。这可能包括车内的应急出口、车门或窗口等。熟悉车辆内部布局，以便在紧急情况下能够快速找到出口。避免烟雾和有毒气体：尽量避免吸入烟雾和有毒气体。低姿势移动，尽量呼吸地面上的清新空气。如果可能，用湿毛巾或衣物捂住口鼻，以减少有害物质的吸入。不要返回车辆：一旦撤离车辆，不要再返回车辆内部，即使有个人物品被遗留在车内也不例外。在火势未得到控制之前，车辆内部可能存在爆炸或其他危险。寻求安全区域：在撤离过程中，远离火源，寻找安全区域。远离车辆并靠近建筑物、墙壁或其他可提供防护的结构物。汇报火灾：在安全位置立即拨打紧急电话号码（如119)汇报火灾。提供准确位置信息和火势描述，以便救援人员能够迅速到达现场。接受救援指示：在火灾现场，遵循消防救援人员的指示和命令。

3、未来研究方向

（一）电动汽车火灾机制深入研究

电动汽车火灾机制是重要的研究领域，因为火灾是电动汽车潜在安全隐患之一。深入研究电动汽车火灾机制，可以从多个方面入手。电池热失控：电动汽车能源系统由大容量锂离子电池组成，这些电池在充放电过程中会产生热量。当电池过热时，可能发生热失控现象，导致火灾。研究电池热失控机制，包括电池内部化学反应、过充过放、外部环境因素等对热失控的影响，有助于预防和控制火灾。碰撞引起电池损伤：碰撞事故是电动汽车火灾的另一个主要原因。研究碰撞对电池的影响，包括机械变形、电池外壳破损、电池内部短路等，可以揭示火灾产生的物理机制，并提供改进车辆结构和安全设计的依据。火灾风险评估与预测：基于对火灾机制的深入研究，可以开发火灾风险评估模型和预测方法，评估电动汽车火灾的概率和影响，并为相关部门制定安全监管政策提供科学依据。在进行电动汽车火灾机制的深入研究时，可以利用实验室测试、数值模拟和数据分析等多种研究方法，结合实际案例和统计数据进行验证[6]。

（二）新型灭火技术的开发和应用

新型灭火技术的开发和应用一直都是火灾安全领域的重要研究方向。空气泡沫灭火技术：传统的泡沫灭火剂中含有大量的化学物质，对环境有一定的污染。空气泡沫灭火技术利用气体发生器产生微小的气泡，并通过喷射装置将气泡喷射到火源上，形成稳定的泡沫层，隔离氧气，达到灭火效果。这种技术在环保性和灭火效果方面具有优势。高压水雾灭火技术：高压水雾灭火技术利用高压水雾形成微小水滴，通过增大表面积，实现快速吸热蒸发并冷却火源。相比传统水雾灭火系统，高压水雾灭火技术能够更好地抑制火源热释放和火焰蔓延，减少水的使用量，并减少灭火后的清理工作。气体灭火技术：气体灭火技术主要包括惰性气体灭火和化学反应灭火。惰性气体灭火采用氮气、二氧化碳等惰性气体，通过排除氧气而抑制燃烧过程。化学反应灭火则通过向火源中引入化学物质，改变火焰的化学反应过程，达到灭火的效果。这些气体灭火技术适用于特殊场所，如电子设备房、文物保护场所等[7]。

（三）提高电动汽车火灾扑救效率和安全性策略

提高电动汽车火灾扑救效率和安全性是保障人员生命安全和财产安全的关键。为提高电动汽车火灾扑救效率和安全性，应对消防人员、应急救援人员和维修人员，提供专门的培训和指导，使他们能够熟悉电动汽车的基本结构、电池系统、火灾特点和扑救方法。这有助于他们在实际情况下迅速做出正确的判断和采取相应的行动；为应对电动汽车火灾，消防部门需要配备适用的灭火设备和装备。这包括专门的电动汽车灭火剂、高压水雾灭火系统、干粉灭火器等。确保这些设备能够有效地扑灭火源，并且操作方便、安全可靠；加强对电动汽车火灾的预防措施，包括定期检查和维护电池系统、确保充电设施的安全等。另外，安装和使用烟雾探测器、温度监测系统和火焰探测器等火灾监测设备，能够及时发现火灾并采取相应反应措施；针对电动汽车火灾特点，制定并优化相应的灭火战略。

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

针对电动汽车火灾特点，采取快速定位报警、隔离电源、冷却火源、隔离消防区域、使用合适的灭火剂以及持续监测与检查等扑救对策，可以有效控制和扑灭电动汽车火灾，并确保人员和环境的安全。在实际扑救过程中，消防人员应根据具体情况进行合理判断和决策，确保扑救行动的安全性和有效性。

参考文献：

[1]王伯牙．纯电动汽车火灾事故的特点及扑救探究[J].中国设备工程

[2]徐升智．电动汽车火灾扑救的作战安全探究[J].消防界（电子版）

[3]陆时正．电动汽车火灾特性及灭火技术研究[J].消防界（电子版）

[4]王贤刚．新能源汽车火灾原因及其灭火救援对策[J].消防界（电子版）

[5]李少军．电动汽车火灾危险性分析及防范措施[J].消防界（电子版）

[6]吴利锋，孙庆林．纯电动汽车火灾的扑救对策[J].消防界（电子版）

[7]张亮，杨磊，周会会等．纯电动汽车消防救援对策研究[J].中国应急救援

[8]曹文镤，商靠定，孙均利．电动汽车灭火技战术研究[J].消防科学与技术

[9]徐大河．电动汽车火灾特点及扑救对策研究

[10]企业微电网设计与应用手册2022.05版.

作者简介：闻什益  手机：[phone]（微信同号）

审核编辑 黄宇