新能源汽车火灾应急处置的程序剖析与对策探究

安科瑞直发 2024-11-05 210

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安科瑞鲁一扬15821697760

摘要：在现代交通领域，新能源汽车的身影随处可见，其广泛应用极大地改变了人们的出行方式。然而，与之相伴的是消防安全问题的日益突出。本文深入探讨新能源汽车的起火原因、燃烧所带来的严重危害，并重点对新能源汽车发生火灾后的消防应急处置程序及有效应对措施展开详细阐述。

关键词：新能源汽车；火灾分析；处置对策

随着新能源汽车产业在政策的强力助推下蓬勃发展，其市场上的车型种类日益多样化，保有量也呈持续增长之势，已然成为现代社会交通运输体系中的关键组成部分。但不可忽视的是，新能源汽车火灾事故频发，这一问题逐渐成为社会舆论关注的热点。在此背景下，深入分析新能源汽车起火的主要因素，并据此科学规划消防应急处置流程和应对策略，对于守护人民群众生命财产安全至关重要。

1新能源汽车起火的主要原因及动力电池系统

1.1 起火主要原因

新能源汽车起火的主要根源在于锂离子动力电池热失控，这种热失控会引发电池内短路，从而导致火灾。动力电池热失控是一种电池单体放热连锁反应，会致使电池温度急剧上升且无法控制。这一现象通常是由机械、电、热等因素单独或相互耦合诱发的。以下是几种常见的动力电池起火原因：

（1）物理破坏：当动力电池遭受外力挤压、穿刺、撞击时，电池内部隔膜会断裂，使得正负极短路，进而引发剧烈的电化学反应，最终导致动力电池热失控。

（2）电器异常：动力电池外短路、过充、过放都可能引发热失控。外短路主要是欧姆热使电池内部温度升高和外电路电流增大。若动力电池充电时间过长，电池电压高于截止电压，电池组会产生大量焦耳热或引发副反应产生大量反应热，从而引发热失控。此外，若动力电池使用不当或被滥用，会破坏电池正负物质的可逆性，导致电池内短路。

（3）冗余：外力作用可能导致动力电池内短路，引发电化学反应并产生大量热量。而且，动力电池过充和过放会导致内部产热不均，或者内部单电池及电池组连接元件之间接触不良、松动，这会使电池组内阻增加，造成电池局部过热。这些因素共同作用，最终会导致防爆膜破裂，电解液喷出后起火燃烧。

（4）电池老化：电池老化分为循环老化和储存老化。电池循环老化过程中，正极材料结构受损、电极材料发生不可逆相变、材料与电解质发生反应等情况，会导致电池容量衰减和内阻增加，使电池系统安全性能下降。存储环境也会导致电池内阻增加，引发老化问题。

1.2 动力电池系统

（1）动力电池系统（见图 1）基本上是由电池模组、电池管理系统、热管理系统、电气及机械系统构成。

（2）新能源汽车与传统汽车相比，除了车身、车载电器系统以及一些基本的液压制动、转向部件相同外，还有诸多独特的结构部件。这些主要包括动力电池系统、电驱动系统、集成式电源、空调压缩机、空调 PTC、水加热器、快充插座等高压部件，高压部件之间通过橙色的高压线缆相连。部分电动汽车的车载电池管理系统布线会穿过车体框架结构。

新能源汽车

图1动力电池系统

2新能源汽车燃烧危害性及事故特点

2.1 燃烧危害性

（1）新能源汽车动力电池起火燃烧时，如果火势不能迅速得到控制，燃烧温度可高达 1000℃，同时会产生大量热辐射。如此强烈的热辐射会使消防员难以靠近，对周围的车辆、人员以及建筑物的安全构成严重威胁。

（2）燃烧过程中会产生氟化氢、氰化氢等有毒有害气体，这些气体会对消防员的皮肤、呼吸道等黏膜组织造成严重损害。轻者会导致皮肤灼伤、呼吸道损伤，重者则可能中毒昏迷。

（3）燃烧持续产生的醚、烷烃、烯烃等可燃性气体，会促使燃烧迅速发展至剧烈阶段，使燃烧速度变得极难控制。例如，在封闭环境下燃烧时，消防员在处置过程中不能轻易打开封闭空间，因为内部闷烧已久，一旦打开，大量氧气涌入会导致轰然或爆燃现象。

（4）基于动力电池的结构和理化特性，火灾发生后，使用 ABC 干粉灭火器或二氧化碳灭火时，仅能扑灭表面火焰，无法完全终止锂电池内部的化学反应。此时，锂电池内部通常仍留存大量热量，温度依旧很高，并且由于锂电池特殊的热失控特性，可能会出现动力电池复燃、复爆的情况。

（5）新能源汽车燃烧时可能处于充电状态或启动发电状态，这使得消防员在处置过程中面临触电危险。

2.2 事故特点

（1）新能源汽车在车辆结构、动力来源和驱动方式上与燃油汽车存在差异，其事故具有突发性强、不可控性大的特点，容易引发火灾、爆炸等一系列连锁反应。

（2）动力电池发生火灾时，呈现火点隐蔽难控、可燃气体喷射火等多种燃烧形态，火势蔓延迅速、火焰温度高且容易复燃，对火灾扑救技术要求极高，处置持续时间长，难度很大。

（3）此类事故潜在危险性极大，尤其是交通事故涉及其他车辆时，除了动力电池存在高压危险外，其他车辆还可能出现燃料、电解液和高压储气瓶泄漏等风险。燃烧过程会产生大量有毒有害、易燃易爆气体，伴随着触电、爆炸、中毒、灼伤和腐蚀等多种危险，对安全防护要求极高，警戒范围大，现场处置风险极高。

（4）新能源汽车类型多样，即使是同一生产企业、相同类型的车辆，其车型结构、电池种类、电池安装位置、风险隐患和应对措施都可能有所不同，在火灾状态下，车辆情况和灾情信息难以准确辨别和研判。

（5）各类风险相互叠加，新能源汽车火灾事故若涉及其他车辆，除动力电池高压危险外，其他车辆的燃料、电解液和高压储气瓶泄漏等风险，容易引发新的火灾、爆炸，导致新的车辆事故。

3. 新能源汽车火灾应急处置程序及对策

3.1 接警调度

（1）指挥中心接到报警后，要详细询问车辆事故发生地点、事故车辆数量、灾情状态以及周边环境等情况。同时，核实是否有人员被困、被困人员数量和伤势，以及有无明火、冒烟、响声等迹象。

（2）询问知情人以确定事故车辆类型、品牌型号，并查阅新能源汽车资料库、救援信息卡及随车《救援指南》等资料，对救援工作实施全程跟踪指导和安全警示。

3.2 力量调集

（1）应优先调集大流量大吨位泡沫和水罐消防车、抢险救援消防车等车辆，同时配备消防机器人、移动消防炮、漏电探测仪、电绝缘装具、绝缘剪断钳、万用表、测温仪、红外热成像仪、有毒气体探测仪、可燃气体检测仪，以及警戒、救生、固定、支撑、破拆、起重、牵引等装备器材。

（2）根据实际情况，视情调集起火车辆厂家技术人员，以及挖掘机、装载机等工程机械到场协助处置。如果是车库等密闭空间场所发生事故，还应根据实际情况调集排烟、照明、充气等车辆装备。

3.3 风险评估

（1）要查明起火车辆的基本情况，包括被困人数、受伤情况等。

（2）明确起火车辆类型、品牌型号，动力电池种类、容量、位置。对于客运车、公交车等大型新能源汽车，还需了解车辆刹车系统电动气泵、方向机液压助力泵、驱动电机及冷却系统等高压电部位信息，必要时联系生产厂家获取详细车辆信息，充分评估可能存在的触电、热失控或引发高压容器爆炸等危险。

（3）查明起火车辆对周围其他车辆、人员和建筑物的威胁程度，以及周边消防水源的情况。

（4）掌握车辆高压电系统断电主开关或应急开关、控制器保险丝的位置及状态，确定车辆是否处于充电或通电状态。

（5）对事故车辆动力电池、高压电系统的损坏情况进行判断，评估动力电池燃烧、爆炸可能带来的危险因素及后果。

（6）若事故车辆是混合动力新能源汽车，则需要找出并查明油箱、电瓶的位置和损坏情况。

3.4 现场管控

（1）依据事故严重程度和有毒有害气体检测情况划分警戒范围。一般而言，在一般道路上，警戒距离不少于 200m；在高速公路上，警戒距离不少于 500m。若遇到雨、雪、雾等天气或在夜间、高速公路长坡路段，警戒距离应扩大 1 - 1.5 倍［3］。若是在地下车库等密闭空间场所，应综合考虑立体、狭长等因素，同步扩大水平警戒距离和竖向空间的警戒范围。

（2）对于单辆小型新能源汽车火灾，应将事故区域划分为火灾扑救区、伤员转运及人员待命区，并根据现场情况在上风方向合理选择停车位置，与事故车辆保持足够的安全距离。对于大型新能源货运车或客运车以及多车、多种动力车辆火灾事故，要根据灾情和危险范围，扩大火灾扑救区、伤员转运及人员待命区的范围，保障消防员安全。

（3）疏散围观群众，协调交警部门疏导附近交通，并将事故现场划分为火灾扑救处置区、伤员转运区、人员待命区和安全地带。

（4）对事故警戒范围进行严格封控和隔离，安排专人检查入场人员安全防护措施的落实情况，禁止无关人员和不符合规定的人员进入。持续检测现场有毒有害气体浓度和范围，并结合风向适时调整警戒范围。

（5）利用热成像仪、测温仪等测温设备，实时监测事故车辆动力电池部位的温度，并根据温度情况适时调整警戒范围。

3.5 安全防护

（1）消防员应根据现场情况做好个人防护措施，穿戴全套 PPE 消防员灭火防护服，参与火灾扑救的人员需佩戴正压式空气呼吸器，前沿阵地消防员可视情况穿戴隔热服。

（2）在应急处置前，使用漏电探测仪进行检测，在未检测之前严禁接触车体、出水灭火，防止触电伤害。同时，根据车辆电压特性佩戴个人防护装备，如绝缘服、绝缘靴、绝缘手套。

3.6 处置措施

新能源汽车火灾事故需根据不同车型、工况和环境采取不同的处置措施。原则上，在未检测车辆是否带电前不出水、未切断高压电前不破拆，经检测车体无电且断电后，方可采取以冷却为主、控制燃烧的措施，确保火势不扩大、不蔓延，消防员要与起火车辆保持足够的安全距离，防范触电、燃烧、爆炸、中毒、灼伤等风险。

（1）若火灾车辆有人员被困，要坚持 “救人第一、科学施救” 的指导思想，把救人作为灭火救援的首要任务，破拆、灭火、救人等行动可同步进行，正确处理救人与灭火的关系。针对不同的车辆类型和结构设计，采取相应措施，在确保自身安全的前提下开展救人、灭火行动。

（2）当火势处于初起阶段，且现场符合断电条件时，应立即实施断电操作，并将车钥匙装入信号屏蔽袋或放置在离车 10m 以外区域。

（3）对于无法实施断电操作且火势已对被困人员和消防员构成威胁的事故车辆，应立即组织力量使用雾水或干粉灭火器压制火势，保护被困人员及消防员，可使用喷雾水灭火。

（4）根据现场环境、火势以及事故车辆状态、位置等情况判断是否对着火车辆进行稳固作业。以 45 度角靠近车辆，避开车辆可能的行驶路径（如车头、车尾），合理采用短足、长足等稳固技术，运用支撑杆等器材装备对车体实施稳固，创造安全作业条件，防止车辆移动，同时做好灭火救援准备。

（5）坚持 “非必要不破拆、破拆必先评估” 的原则，优先利用事故车辆门窗实施疏散救生。若确需破拆作业，需提前切断动力电池包高压电和电容器，并对已断电的高压部件进行验电测量，确认无电后方可实施破拆，破拆部位应避开高压部件和线束。非必要情况下不得切断 12V 或 24V 电源，以免动力电池冷却、管理等系统失效，导致灾情扩大危及消防员。

（6）对于车辆非动力电池组火灾，可利用干粉灭火剂、大量水或泡沫强制灭火，同时对电池组进行冷却降温，防止电池组过热引发爆炸或起火。

（7）对于车辆动力电池组火灾且有人员被困时，可视情况采用灭火毯等器材对被困人员实施保护，并根据情况使用喷雾水对火势进行压制，也可设置围挡，利用高倍数泡沫对人员进行保护。

（8）对于车辆动力电池组火灾且无人员被困时，若动力电池组冒烟、局部燃烧，在断电后实施冷却灭火；若车辆、动力电池组完全燃烧，则利用消防机器人、移动消防炮出水持续冷却灭火，防止热失控持续传播。消防员出水灭火时，距离起火车辆 10 - 15m。

（9）对于在充电情况下发生的车辆火灾，应确定充电桩组上游配电箱位置并切断电源，然后再进行处置。换电式电动汽车在更换电池时发生火灾，应尽快将起火车辆拖离换电站工作台，并视情况切断换电站电源。

（10）针对停车场、地下车库等密闭空间场所发生的新能源汽车火灾，应首先疏散事故区人员，同时根据车辆类型、动力来源、储存条件和灾情形势，综合研判现场灾害等级、发展态势和安全风险，科学采用排烟降毒、分隔保护、分区作业、冷却降温、破拆清障等处置措施，可视情况使用挡板与高倍数泡沫配合，对起火车辆和受威胁车辆底盘以下部位进行覆盖，避免烟气析出，防止高温烟气聚集。

（11）由于动力电池组四周通常有保护性构件，难以直接喷射到着火点时，应采用大量水充分冷却动力电池组外部，防止火势蔓延至相邻电池单元。确认无人员被困且动力电池起火时，可根据现场情况在确保安全的前提下，视情况采取 “浸没式” 手段对动力电池和车体进行冷却降温。

3.7 现场移交

（1）在确认火势已被扑灭且火灾现场无复燃、复爆可能后，组织人员对现场进行全面细致的清查，然后将现场移交给车主和相关部门。

（2）提醒车主及相关部门妥善安置和处理事故车辆及其动力电池，采用科学合理的方式进行采集转运，防止事故车辆及其动力电池在转运或静置过程中再次发生火灾。

3.8 注意事项

（1）接警时要询问新能源车的品牌和型号，以便消防员迅速了解该车的动力电池种类、容量，以及车辆的电压、高压线路走向等信息。

（2）在未查清纯电动汽车品牌类别、动力电池种类和安装位置等车辆信息前，不得抵近侦察、灭火或破拆。在未确认高压电切断的情况下，严禁出水冷却、泡沫覆盖灭火。若其他部位发生火灾，可视情况出水冷却、泡沫覆盖，但要避开车辆驱动电机及冷却系统、动力电池及冷却系统、刹车系统电动气泵、方向机液压助力泵等具有高压电击风险的部位，防止触电伤害，避免产生不必要的次生危害。

（3）严禁使用破拆工具盲目穿透护罩或对车辆的任何结构进行穿刺、切割、撬开、拆卸，以免造成高压系统与外界隔绝失效，导致电击危险。

（4）要高度重视人员安全保护。在处置过程中，消防员必须严格落实个人防护措施，谨防触电、中毒、电瓶电解液喷溅、爆炸等伤人事件的发生。在密闭空间实施救援时，要确保排烟通道畅通，不得贸然破门而入。当发现起火车辆电瓶部位温度急剧升高且放出大量烟气时，应立即组织人员向安全地带疏散。

（5）灭火时要有充足的水源。若火势较小且未蔓延至蓄电池仓，可使用二氧化碳或干粉灭火器。若火势扩大致使动力电池开始燃烧，则需要大量用水扑救。虽然动力电池组安装在金属或塑料外壳中有助于防止电池系统损坏，但这也会影响用水灭火的效果，不仅会减缓处置效率，而且消防水用量会明显增加。

（6）密切关注动力电池的情况。由于锂离子电池有持续放电的特性，当电池表面明火熄灭后，应对动力电池持续冷却，并使用测温仪和热显像仪进行现场监测，直至电池内部温度降至 160℃以下且不再冒烟，以防动力电池复燃。

4. 安科瑞汽车充电桩运营管理平台

充电运营管理平台是基于物联网和大数据技术构建的充电设施管理系统。它能够实现对充电桩的全面监控、合理调度和科学管理，有效提高充电桩的利用率和充电效率，从而提升用户的充电体验和服务质量。用户可以通过 APP 或小程序提前预约充电，避免在充电站排队等待，同时也能为充电站提供更精准的充电需求数据，便于后续的调度和管理。借助智能监控设备，该平台能够实时监控充电桩的功率、电压、电流等参数，及时发现并处理充电桩的故障和异常情况，还能对充电桩的功率进行有效控制和管理，确保充电桩在合理的功率范围内充电，避免对电网造成过大的负荷。

新能源汽车

4.1功能介绍

4.1.1充电服务

充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等。

4.1.2首页总览

总览当日、当月开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，累计的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长，以及相应的环比增长和同比增长以及桩、站分布地图导航、本月充电统计。

4.1.3交易结算

充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表。

4.1.4故障管理

故障管理故障记录查询、故障处理、故障确认、故障分析等管理项，为用户管理故障和查询提供方便。

4.1.5统计分析

统计分析支持运营趋势分析、收益统计，方便用户以曲线、能耗分析等分析工具，浏览桩的充电运营态势。

4.1.6运营报告

按用户周期分析汽车、电瓶车充电站、桩运行、交易、充值、充电及报警、故障情况，形成分析报告。

4.1.7APP、小程序移动端支持

通过模糊搜索和地图搜索的功能，可查询可用的电桩和电站等详细信息。扫码充电，在线支付:扫描充电桩二维码，完成支付，微信支付完成后，即可进行充电。

4.1.8资源管理

充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩运行监测，充电桩异常交易监测。

4.2产品选型

名称	型号	图例	功能
交流充电桩	AEV-AC007D系列		●急停保护 ●漏电保护（选配） ●防雷保护 ●过热保护 ●接地保护 ●短路保护 ●过载保护 ●过压保护 ●浪涌保护 ●欠压保护
交流充电桩	AEV200-AC007D系列
互联网版本汽车充电桩	AEV200系列		●高性能STM芯片 ●人机交互界面 ●完善的保护功能 ●高性能性价比 ●智能型RS232/RS485/CAN以太网通讯 ●无线通信功能 ●双枪智能输出
国网标准化版本汽车充电桩	AEV300系列		国家电网版本符合新国家标准，同时又符合新国家电网公司企业标准，满足国家电网平台接入标准

4.3改造项目充电桩配置安装推荐表

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表4.1改造项目充电桩配置安装推荐表

5安科瑞智慧用电管理云平台

安科瑞AcreICloud-6000安全用电管理云平台是针对我国当前电气火灾事故频发而研发的一套电气火灾预警和预防管理系统。该系统是基于移动互联网、云计算技术，通过物联网传感终端，将办公建筑、学校、医院、工厂、体育场馆、宾馆、福利院等人员密集场所的电气安全数据，实时传输至安全用电管理服务器，为用户提供不间断的数据跟踪、统计分析和安全监管。平台将发现的各种安全隐患信息及时告警提醒，并推送给相关人员，以便及早发现和消除隐患，真正做到防患于未然。

5.1功能介绍

5.1.1实时监测

可查看设备的状态、实时数据、历史数据，巡检记录和报警信息。

5.1.2报警推送

可提供短信、邮件、APP推送、语音外呼、语音播报、微信小程序推送、微信公众号推送、钉钉推送通知等多种方式进行异常通知。

5.1.3隐患管理

隐患查询→隐患派发→隐患处理，通过隐患的完整流程，形成闭环，跟踪每一个隐患的工单状态。

5.1.4远程控制

管理人员可以远程设定探测器的各种参数值，或者对监控设备进行分闸、合闸、复位、消音、自检和远程设置等操作，方便管理，同时提高工作效率。

5.1.5用户报告

针对项目一个周期内的用电数据进行汇总，生成安全用电分析报告。

5.2产品选型

名称	型号	图片	功能
智慧用电在线监测装置	ARCM300T-Z型		●支持1路剩余电流和4路温度检测； ●三相电压、电流、频率、功率和电能等电参量检测； ●具有漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能； ●支持本地485通讯，可选配4G/NB无线上传功能； ●导轨式安装，LCD液晶显示，声光报警； ●一般设置在低压柜出线回路和楼层配电箱内。
	ARCM300D-Z型		●支持1路剩余电流和2路温度检测； ●单相电压、电流、频率、功率和电能等电参量检测； ●具有漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能； ●支持本地485通讯，可选配4G/NB无线上传功能； ●导轨式安装，LCD液品显示，声光报警； ●一般设置在三级配电箱出线回路和PZ30箱内。
	ARCM300-Z型		●支持1路剩余电流和4路温度检测； ●三相电压、电流、频率、功率和电能等电参量检测； ●具有漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能； ●支持本地485通讯，可选配4G/NB无线上传功能； ●导轨式安装，LCD液晶显示，声光报警； ●一般设置在低压柜出线回路和楼层配电箱内。
	ARCM300-ZD型		●支持1路剩余电流和2路温度检测； ●单相电压、电流、频率、功率和电能等电参量检测； ●具有漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能； ●支持本地485通讯，可选配4G/NB无线上传功能； ●导轨式安装，LCD液晶显示，声光报警； ●一般设置在三级配电箱出线回路和PZ30箱内。
	ARCM310-NK型		●实时监测回路剩余电流、温度、单/三相电流、电压、频率、功率和电能等参量； ●具有剩余电流、超温、过欠压和过流等保护功能； ●带开合闸控制功能； ●支持RS485通讯，标准Modbus-RTU协议； ●导轨式安装； ●声光报警，LCD液晶显示； ●可选配4G上传功能； ●适用于0.4kV电压等级TN-C-S、TN-S及局部TT系统。
故障电弧探测器	AAFD-40Z		●实时监测单相回路的故障电弧； ●支持1路剩余电流、2路温度、单相电压、电流、功率、电能等电参量，RS485通讯，支持4G上传方案； ●具有故障电弧、漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能； ●支持本地485通讯，可选配46无线上传功能； ●导轨式安装，LCD液晶显示； ●一般设置在三级配电箱出线回路和PZ30箱内，额定电流40A以内。
多回路故障电弧	AAFD-DU型		●实时监测32路的故障电弧； ●支持1路剩余电流、4路温度检测； ●具有故障电弧、漏电、超温等多种保护功能； ●支持本地485通讯，可选配4G无线上传功能； ●导轨式安装，LCD液晶显示； ●一般设置在三级配电箱出线回路和PZ30箱内。
故障电弧传感器	AAFD-DU-M7/M12		●具有光报警功能； ●采用二总线通讯，螺钉固定安装； ●可检测回路中的故障电弧； ●需与故障电弧集中显示单元配套使用。
电气防火限流式保护器	ASCP200系列		●150μs内短路限流； ●支持1路剩余电流、1路温度检测； ●具有过载、超温、过欠压、漏电保护功能； ●支持本地485通讯，可选配4G/NB无线上传功能； ●导轨式安装，LCD液晶显示； ●额定电流单相40A、63A。