浅析新能源汽车消防安全

摘要：伴随经济持续发展与技术不断进步，社会各领域积极响应号召，对环境保护的要求进一步提升，这推动了新能源汽车的发展。同时，现代人对汽车便捷性与功能性的要求不断提高，使得汽车系统趋向复杂，且汽车中的电路、油路和气路相互融合，运行时多个系统需协同工作，存在一定火灾风险。新能源电动汽车火灾具有发现晚、燃烧快的特点，一旦发生往往难以在第一时间扑救。基于此，本文对新能源电动汽车消防安全现状展开深入探究并进行思考。

关键词：新能源；电动汽车；消防安全；现状；思考

0 引言
当前，新能源电动汽车是新能源研究的重要对象，也是重点扶持项目。然而，近几年频繁出现的电动汽车火灾事故，严重威胁到电动汽车的运行安全，给大众带来安全风险。因此，加大电动汽车消防安全研究力度刻不容缓，做好火灾预防工作，方能保障电动汽车的安全运行。

1 新能源电动汽车
随着我国经济的快速发展，人民生活质量不断提高，汽车保有量持续增加，但能源短缺和环境污染问题依然存在。为兼顾能源安全与环境保护需求，发展新能源汽车成为重要途径。新能源汽车与传统汽车的主要差异在于动力源。传统汽车主要依靠燃烧化石燃料提供动力；新能源汽车可分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。纯电动汽车完全由可充电电池提供动力，无尾气排放，对环境保护有利；混合动力汽车拥有多个动力源，不完全依赖可充电池，对环境有一定影响，但比传统汽车节能且排放较小；燃料电池汽车主要依靠燃料电池提供动力，对环境污染较小。

2 新能源电动汽车火灾特点
新能源电动汽车火灾具有不易探测、复燃风险高以及有毒烟气产量大、毒性高等特性。
（1）火灾不易探测。电动汽车电池通常位于车体内部，当火灾探测器能探测到火灾时，火势可能已较为猛烈。
（2）复燃风险高。相比传统燃油汽车，电动汽车发生火灾后复燃几率大、次数多。动力电池火灾的火源来自内部化学反应，即使外部火灾得到抑制，内部电池在低氧或无氧环境中仍可能发生火灾。
（3）有毒烟气产量大、毒性高。动力电池热失控时，电池或安全阀破裂会释放有毒物质，产生大量烟雾和有毒气体，如氟化氢、氰化氢和一氧化碳等，对人体危害极大。

3 新能源电动汽车消防安全现状及原因
新能源汽车与传统燃油汽车的主要区别在于动力源和能源补给形式。新能源汽车装备大容量电池，在过热、短路或机械故障时更容易起火。目前普遍认为产品质量问题是新能源汽车安全事故频发的主要原因。企业过度追求补贴技术指标，忽视技术验证，导致技术验证不足，出现问题后解决方案不成熟，为产品安全质量埋下隐患。
3.1 电源系统事故
蓄电池是电源系统的重要组成部分。长期充放电会加速蓄电池老化，出现隔板老化、绝缘皮老化等问题，可能引发短路。电解液泄漏也会导致短路。此外，线路接线口松动会引发断路和接触不良，使发电机负荷运转，可能烧损并引发火灾。
3.2 车辆系统事故
电动汽车系统火灾包括线路火灾和电气设备火灾。线路火灾主要由电流过载、漏电、短路和接触不良等引起；电气设备火灾主要由老化、发热烧毁、电子元件击穿、电路焊点故障及机械磨损等引起。电动汽车系统火灾频发与行驶中的颠簸、晃动、高温、尘土、空气侵蚀、电压波动等因素有关，以及汽车改装、维修不规范和动物啮咬等。
3.3 充电现场事故
充电站运行维护过程中面临多种风险。车辆危险因素较大，电动汽车加速度快，驾驶员可能疏忽撞击其他车辆或充电桩。充电现场管理不善，如地面积水、充电枪不归位、消防设施不完备等，以及电动汽车维护水平参差不齐，都增加了安全风险，还可能引发连锁火灾。

4 新能源电动汽车消防安全策略
4.1 完善汽车结构
从产品质量入手，加强安全预防，严格控制生产质量，制定安全标准和规范，改善准入条件，出台电动汽车安全年检标准，应用新能源汽车监控网络，配备车载灭火装置。
4.2 合理充电
电动汽车蓄电池在电量还有 20% 时充电较好，不要充满，充到 80% 以上即可。选择慢充和随用随充方式，可延长电池使用寿命。
4.3 汽车检测
新能源汽车结构和性能与传统汽车不同，维修需依靠高检测技术和完善设备。要加强对新能源汽车设备检测的重视，提高检测技术，强化设备功能，加强人才检测监督，引进专业人才，通过校企合作培养人才。
4.4 加强充电现场安全管理
加强安全防护措施，配备安全装备，安装顶棚和摄像头，配置安全保护功能；加强安全隐患排查，制定检查制度，加强专业人员安全检查；做好安全教育工作，组织管理人员培训，普及安全知识，持证上岗，悬挂警示标语、张贴宣传画。
4.5 运用灭火药剂
根据当前灭火药剂种类，包括细水雾灭火剂、干粉灭火剂、惰性气体灭火剂、热气溶胶灭火剂和氢氟碳类灭火剂等，以及新型灭火剂。蓄电池火灾需科学选择灭火剂，考虑火灾属性、周围环境和灭火效果，加大灭火药剂研究。

5 安科瑞智慧消防云平台
5.1 平台概述
安科瑞智慧消防云平台依托物联网、云计算、互联网、大数据、AI 等技术，对充电站配电系统进行实时监控和预警，保障充电站可靠、安全、经济运行，避免电气火灾发生，保障人员生命财产安全，打造智慧充电站。
5.2 适用场合
可广泛应用于公共建筑、综合园区、企业和住宅小区等场所。
5.3 组网架构
平台采用分层分布式结构，主要由终端感知设备、边缘计算网关和能效管理平台层三个部分组成，详细拓扑结构如下：

5.4参考选型

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

6相关产品介绍

6.1 7KW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/T 20234.2-2015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。

6.2 直流充电桩系列

6.3电气火灾探测器ARCM300-Z

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。	只	1	安科瑞

6.4限流式保护器ASCP200

项目	指标
输入电压	AC85~265V，45~65HZ
功耗	功耗≤5VA(无负载情况下)
额定电流	0~63A可设置
短路保护时间	<150μs
过载保护	动作范围:110%~140%;动作延时:3~60s
过压保护	动作范围:100%~120%;动作延时:0~60s
欠压保护	动作范围:60%~100%;动作延时:0~60s
线缆温度监测	监测范围	-20~120℃(精度±2℃)
报警设置	动作范围:45~110℃;动作延时:0~60s
漏电流监测	监测范围	20~1000mA(精度:±2%或±5nA)
报警设置	动作范围:30~1000mA;动作延时:0~60s
故障记录	20条记录(故障类型、故障值、故障时间)
报警方式	声光报警(其中声音可以通过消音按键消除)
通讯	1路RS485接口，Modbus-RTU协议;1路2G无线通讯

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。

7平台功能

7.1 登录

7.2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

7.3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：

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：

7.4 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：

（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：

7.5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：

7.6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：

7.7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：

7.8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：

8案例实景

9结论

综上所述，随着我国经济的快速发展，汽车消防安全已经成为社会稳定和发展的重要内容，新能源电动汽车相关单位要给予高度重视，根据实际情况对传统的消防模式进行有效的创新和完善，这样不但可以确保消防工作的顺利开展，同时对汽车行业的经济发展也有积极作用。

参考文献

[1]蒋祥林.电动车火灾现存问题分析与对策研究[J].今日消防，2019，4（10）.

[2]姬留新，彭雨婷，夏德行.电动汽车动力电池系统热失控预防措施研究[J].汽车世界，2019，000（020）.

[3]张永成.新能源电动汽车消防安全现状与思考.

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.

审核编辑 黄宇