电动汽车发展、火灾隐患及防控全解析

电子说

1.3w人已加入

描述

安科瑞鲁一扬15821697760

摘要:在我国交通领域迅猛发展的进程中,传统汽油发动机车辆因不符合绿色环保理念,渐失优势,而这恰恰为电动汽车产业蓬勃兴起创造了良好机遇。电动汽车的蓬勃发展,不但重塑了汽车产业生态,对汽车生产技术与装备也提出全新要求,给整个汽车产业链注入变革力量、带来深远影响。当下,全球范围内电动汽车发展呈加速态势,各国针对电动汽车的生产规范与质量要求持续提升。为契合这一趋势,优化调整电动汽车生产流程,对实现可持续发展意义重大。

关键词:电动汽车;火灾特性;应对策略探究

一、电动汽车发展态势

追溯至 19 世纪末,电动汽车历经早期摸索、再度兴起等不同阶段逐步发展。在早期探索阶段,1873 年,英国人罗伯特·戴维森成功研制出世界上首款具备实用价值的电动汽车,其诞生时间比汽油发动机汽车早了 10 余年。彼时,载货电动汽车多以铁锌、汞合金和硫酸反应生成电能的一次电池作为动力源。随着科技持续进步,自 1880 年起,可充放电的二次电池投入应用,这一变革成为电动汽车发展历程中的关键转折点。步入 20 世纪 80 年代末至 90 年代初,环保理念深入人心,石油价格一路攀升,电动汽车借此东风再度引发各界关注,迎来复兴阶段。迈入 21 世纪,依托科技进步与环保意识强化,电动汽车迎来高速发展期。2008 年,特斯拉公司重磅推出 Roadster 电动跑车,续航里程超 322 千米,在市场上掀起波澜,随后各大车企纷纷跟进,像日产的 IEAF、宝马的 i3 以及特斯拉的 Models 等电动汽车产品相继问世。

我国电动汽车起步虽晚,但成长极为迅速。21 世纪初,鉴于国际社会对环保及可持续发展议题的高度聚焦,再加上国内汽车市场需求井喷式增长,电动汽车进入本土车企视野。此后,国家接连出台系列政策举措,从人力、物力、资源等多维度加大对电动汽车研发工作的支持力度。国内各大车企顺势而动,逐步踏入纯电动汽车领域,推出众多自主产品。

近年来,得益于技术的接连突破与政策的长效支撑,我国电动汽车产业规模持续扩张,市场份额稳步攀升。截至 2023 年底,全国新能源汽车保有量飙升至 2041 万辆,其中电动汽车保有量达 1552 万辆,占比高达 76.04%,这一数据彰显出电动汽车在国内市场的高普及程度,凸显我国纯电动汽车产业迅猛发展态势与光明前景。与此同时,国内车企在电池、电机、电控等核心技术层面斩获诸多关键成果,促使纯电动汽车性能与品质稳步进阶。此外,充电基础设施建设步伐加快,为电动汽车普及筑牢根基。不过,伴随电动汽车保有量持续上扬,火灾事故也呈现出增多趋势,引发社会广泛关切,对民众选购电动汽车的信心也产生一定冲击。究其原因,涵盖电池瑕疵、充电设施故障、使用方式不当等多方面因素。

二、电动汽车火灾诱因

相较于传统燃油汽车,电动汽车独特的构造设计使其火灾风险显著增加。首当其冲的是电池组,作为电动汽车的“心脏”,其储存大量电能,一旦出现异常,极易成为火灾“导火索”。再者,充电设施同样潜藏火灾隐患,不容小觑。另外,电动汽车内部的高压电路以及电机、控制器等电气元件,在遭遇故障或者操作失当情形下,也可能“点燃”火灾。

车辆自身瑕疵问题
部分电动汽车生产厂家出于成本考量,在制造环节选用质量欠佳的零部件,像主锁控制电流开断系统倘若存在设计漏洞,极有可能致使电池正负极短路,进而引发火灾事故。

电池与电气线路隐患
电池堪称电动汽车火灾高发的“重灾区”,其内部电气线路受老化、磨损或者短路影响,随时可能触发火灾。并且,电池在充电进程中会释放大量热量,若散热机制失灵或者充电设备出现故障,火灾便可能“一触即发”。

用户私自加装设备影响
一些用户为扩充车辆功能,擅自加装防盗器、音响等设备,此举会额外增加车辆用电负荷,一旦超出线路承载上限,线路超负荷运转,火灾隐患便悄然滋生。

充电操作失当因素
充电期间,若充电器过热,且充电环境通风不畅,又或者充电器、蓄电池自身“带病工作”,火灾发生概率将大幅攀升。同时,充电线路若存在设计硬伤或者安装不合规情况,同样容易诱发火灾。伴随电动汽车保有量急剧膨胀,火灾事故成因愈发复杂多样,既可能源于车辆设计、制造环节的缺陷,也可能是充电设施不完善、使用操作不规范所致。

三、电动汽车火灾特点

电动汽车特殊的结构布局,尤其是高压电池组的存在,使其火灾表现与传统汽车大相径庭。电动汽车电池组能量密度高,一旦短路或者起火燃烧,火势瞬间爆发,极难控制。并且,电池内部化学物质燃烧时,会产生有毒有害气体,极大增加救援工作的风险与难度。此外,电池与电气系统紧密关联,火灾发生时,电池爆炸风险骤升,火势与破坏力也会随之加剧,常见火灾特点如下:

突发性强、不可控程度高
电动汽车动力电池组电压等级高、能量密度大,高压线束遍布车身各处,事故发生往往毫无征兆、难以预测,极易引发连锁反应,催生火灾、爆炸等严重后果。

火势蔓延速度惊人
电动汽车内部结构复杂,各类管线纵横交错,多数部件属可燃材质。一旦起火,火势扩展极为迅速,从电池初现燃烧迹象到火势凶猛,短短 6 秒便可完成“蜕变”。火焰喷射距离可达 5 米开外,在自由燃烧状态下,可持续燃烧约 90 分钟,燃烧温度峰值能达 916℃,一处起火后,火势会迅速席卷整个车厢,形成大面积燃烧态势。

潜在爆炸危机
部分纯电动汽车搭载氢燃料电池,这类电池一旦受损或者发生氢气泄漏,当空气中氢气含量超 4%,周边温度超 500℃时,爆炸风险急剧攀升,为火灾救援工作增添极大不确定性。

产生有毒有害产物
在燃烧进程中,纯电动汽车会释放出醚、烯烃、烷烃等大量有毒有害物质,这类物质不仅威胁救援人员健康,还使得救援工作难度“水涨船高”。

灭火难度超乎寻常
常规灭火剂应对纯电动汽车火灾往往“力不从心”,灭火效果差强人意。同时,灭火设备易受座椅、护栏等车内部件阻挡,难以直击火源,灭火耗时大幅延长,任务艰巨程度显著提升。

四、电动汽车火灾救援应对举措

电动汽车火灾因电池系统特殊性,呈现火势蔓延快、温度高、伴生有毒气体等棘手特点,给救援工作带来严峻挑战,传统灭火套路难以快速压制火势。故而,针对电动汽车火灾救援,需秉持快速响应、专业处置、安全至上原则制定策略。

火速评估火势状况
电动汽车火灾突发时,当务之急是迅速锁定火源位置,精准评估火势规模大小。鉴于电池组可能隐匿于车身底部或车厢内部,消防员需凭借专业素养与经验,第一时间判断火势是否波及电池组,并预估火势后续走向。

断电隔离防触电
纯电动汽车电池组多带有高压电,灭火前必须果断切断其与车辆电气系统连接,消防员借助适配工具与科学方法,高效操作,确保电池组与救援人员、周边设备保持安全距离,杜绝触电风险。

全力保障人员安全
火灾发生瞬间,保障人员生命安全是首要使命。一方面,要及时疏通救援通道,确保消防员顺畅抵达现场,利用专业设备对火势、烟雾精准研判;另一方面,迅速组织乘客疏散,引导其借助安全出口、紧急疏散门逃离车厢。与此同时,消防员同步开展灭火行动,严控火势蔓延,防止灾害升级。灭火全程,密切监控火场动态,防止遗漏乘客或潜藏危险物品,最大程度降低损失。倘若火势凶猛、爆炸风险高,消防员需果断撤离,保障自身安全,撤离前合理安置监控设备,持续观测火势,待火势趋缓或平稳后再重启灭火行动。

适配灭火器材选用
纯电动汽车火灾扑救,灭火剂抉择至关重要。考虑到电池组可能含有锂金属等易燃物,火灾中易变形、损坏并释放有毒气体,干粉、二氧化碳灭火器等需谨慎使用。优先推荐大量清水或非导电灭火剂,以此降低电池组内部温度、扑灭明火。灭火过程中,消防员运用水枪等设备精准对准火源喷射,持续对电池组冷却降温,防范电池热失控引发火势复燃。同时,把控好灭火剂用量,避免水分过度渗入电池组造成二次损害。此外,确保灭火器具种类齐全、数量充足,定期维护检查,保障随时可用。

火灾善后处置与总结
火灾扑灭后,消防员有序开展后续工作,清理火灾现场,细致检查车辆与电池组受损状况。同时,复盘本次灭火行动,总结经验教训,携手其他专业救援团队,深挖问题根源,针对性制定改进措施,完善救援预案,提升应对后续电动汽车火灾的实战能力。

五、电动汽车火灾预防策略

伴随电动汽车日益普及,安全问题愈发凸显,火灾事故更是重中之重。为有效防范电动汽车火灾,需从生产、销售、日常使用、充电及故障应急处理等多环节协同发力,构筑严密“防火墙”。

生产环节把控质量
电动汽车制造商在生产流程中,要严格遵循前沿电池管理系统标准,保障电池稳定性与安全性。同时,对电气线路与电气元件开展严苛质量检测,确保其能承载日常使用的电气负荷,杜绝因电气故障诱发火灾。

销售环节审慎抉择
消费者选购电动汽车时,应精挑细选,优先考量具备生产资质、出自知名品牌且口碑优良的产品。购买时,仔细研读产品说明书,明晰车辆安全性能与操作规范,重点关注电池、电气线路及电气元件等关键部件质量,规避低质量产品带来的火灾隐患。

日常使用勤查维护
消费者于日常用车过程中,要养成定期检查、维护车辆的良好习惯。定时查看电池、电气线路及电气元件等关键部位工作状态,确保运行良好。使用时,严格依照产品说明书操作指引,杜绝误操作引发火灾,同时尽量避开高温、潮湿等不良环境使用车辆,削减火灾风险。

充电环节严守规范
充电作为火灾高发环节,消费者要选用契合国家安全标准的充电设施,杜绝使用劣质品,严格依说明书流程规范操作,防止充电不当引发火灾。充电全程,确保环境通风良好,及时疏散充电产生的热量,防患于未然。

故障应急冷静处理
电动汽车突发故障时,消费者务必保持冷静,依循产品说明书故障处置流程应对。若故障超出自身处置能力,即刻联系专业维修机构或人员处理。处置期间,切勿擅自拆解电气保护装置等危险操作,防范因处置失当引发火灾。出于安全考量,建议勿将充电器长期放置车上,以防路面颠簸致其短路引发自燃;同时,雨天或积水路段尽量避免驾车出行,防止电机进水,充电时短路起火。

六、安科瑞智慧消防云平台

平台简介
安科瑞智慧消防云平台依托物联网、云计算、互联网、大数据及 AI 等前沿技术,对充电站配电系统运行状态、电能损耗、电能品质、充电安全及人员操作安全等展开实时监测与预警,为充电站稳健、安全、经济运营筑牢根基,及时排查、消除安全隐患,防范电气火灾,守护人员生命财产安全,全力打造集“安全、舒适、绿色”于一体,涵盖“人—车—桩—电网—互联网—多元增值业务”的智慧充电站,提升充电站社会与经济价值。

适用场景广泛
该平台适配医院、学校、酒店、体育场等公共建筑,商业广场、产业园等综合园区,以及企业、住宅小区等多元场所,应用前景广阔。

组网架构明晰
采用分层分布式架构设计,主体由终端感知设备、边缘计算网关以及能效管理平台层三大部分构成,各部分协同运作,保障平台高效运转。

电动汽车

4参考选型

序号 名称 单位
1 智慧用电云平台 EIOT
2 电气火灾探测器 ARCM300系列
3 限流式保护器 ASCP系列
4 汽车充电桩 AEV200系列

5相关产品介绍

5.17KW交流充电桩AEV-AC007D

电动汽车

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。

5.2直流充电桩系列

电动汽车

5.3电气火灾探测器ARCM300-Z

电动汽车

序号 名称 型号、规格 单位 数量 备注
1 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。 1 安科瑞

5.4限流式保护器ASCP200

电动汽车电动汽车

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。

6.平台功能

6.1登录

6.2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

电动汽车

6.3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:

电动汽车

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:

电动汽车

(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:

电动汽车

(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:

电动汽车

6.4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:

电动汽车

(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:

电动汽车

(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:

电动汽车

6.5能耗分析

在能耗分析中,可查看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:

电动汽车

6.6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:

电动汽车

6.7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:

电动汽车

6.8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:

电动汽车

6.9案例实景

电动汽车电动汽车

七、结语

电动汽车因其独特动力架构与车身构造,火灾特性迥异于传统燃油汽车。本文从电动汽车发展沿革、国内产业现状切入,深度剖析火灾成因,涵盖车辆自身、电池电气线路、充电设施、使用规范等多层面因素,梳理火灾突发性强、蔓延迅速、产生毒害物质、高温难控等特点。基于此,针对性提出快速评估火势、断电隔离、适配灭火、强化救援能力等处置对策,归纳生产、销售、使用、充电、故障处理等多环节火灾预防要点。展望未来,随着电动汽车保有量持续攀升,火灾防控工作愈发关键,亟待持续钻研优化应对策略,护航电动汽车安全运行,助力绿色出行愿景落地。

参考文献

[1]谭高程,张亚文.电动汽车火灾特点及处理对策研究[J].

[2]严南培.新能源汽车火灾特点及处置对策分析[J].消防界(电子版),2019(14):34.

[3]岳雄飞.新能源汽车火灾的灭火战略战术研究[J].消防界,2021,7(08):84.

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册2019.11版

审核编辑 黄宇

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分