淺析新能源電動汽車事故類型及處置對策

作者簡介：何慶平（1989-），男，漢族，甘肅定西人，本科，初級專業技術職務，研究方向：滅火救援。

摘要：隨著經濟社會的快速發展，低碳經濟已逐漸成為目前發展的一個新領域，各項新能源電動工具已隨處可見。新能源汽車火災事故處置是目前火災撲救的一個全新課題。未來新能源汽車將會占據交通工具的主導地位，尤其在民眾日常出行方面發揮重要作用。本文通過分析新能源汽車工作原理和火災特性，針對性提出一些處置辦法和防范措施，旨在提升隊伍實戰救援水平。

關鍵詞：目前前景；結構原理；火災特點；原因分析；處置對策

引言

新能源汽車發生火災事故，極易引燃周圍車輛。如果發生碰撞事故，極易引起汽油車輛起火，救援現場變得更加復雜，救援難度會持續增加。隨著經濟社會的發展，新能源汽車在交通工具中呈現上升趨勢，日常的行駛里程和續航時間也在逐年上升。購買新能源汽車的需求也在逐年攀升，是未來發展的一個主要領域。^[1]

一、新能源汽車工作原理及結構特點

新能源汽車主要分為純電動汽車（BEV）、混合動力汽車（HEV）、插電式混合動力（PHEV）三種類型。

（一）純電動汽車（BEV）

純電動汽車以電作為驅動力，通過蓄電池達到行駛里程的目的。目前，新能源純電動汽車占據市場的80%左右，其主要代表車型有蔚來、特斯拉、比亞迪EV等。

（二）混合動力汽車（HEV）

混合動力汽車同時裝備兩個及兩個以上驅動裝置，日?；旌蟿恿ζ嚩鄶挡捎脙热紮C燃料和蓄電池作為動力來源。由單個或者兩者共同提供汽車動力來源，在一定程度上能達到節能減排的效果。該類車型前期主要以蓄電池為動力，在工作的同時也在為電池蓄電，代表車型為豐田雙擎、奔馳+48V輕混車型等。^[2]

（三）插電式混合動力（PHEV）

插電式混合動力汽車既有傳統汽車的多數部件，也含有電動車的電池、電機、控制電路等，電池容量相對較大，可以采取外部充電，理論數值有50-100公里的續航能力，發動機驅動時可向電池反向充電。代表車型主要分為三大類：一是以大眾GTE系列為代表的“燃油改”；二是以豐田雙擎E+X系列為代表的“雙擎改”；三是以理想ONE為代表的增程式插電混合動力，發動機不直接驅動車輛，而是為電池充電。

新能源電動汽車主要由電源系統、驅動電機系統、整車控制器、輔助系統等部件組成。電動汽車的主要動力來源是電池組，它的作用就是給電動機提供電能，跟傳統燃料汽車的油發揮著一樣的作用。動力電池組通常由多個電芯串并聯在一起，形成不同的電池組，多個電池組再經過組裝形成一個強大的電池包，作為主要動力源。鋰電池按結構可分為軟包、方形、圓柱三種，目前市場上每種都有成批的生產規模。常見的鋰電池主要有磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池兩種。磷酸鐵鋰電池熱穩定性相對較好，比較安全，自身能量密度相對較小。三元鋰電池的能量密度相對更大，能夠保證新能源汽車的續航時間，目前已逐步取代磷酸鐵鋰電池成為新能源汽車的主要動力來源。三元鋰電池的適應溫度為零下20℃至零上60℃之間，一般工作溫度為0℃至零上40℃之間，低于0℃電池性能就會下降，高于極限溫度就會發生熱失控。鋰電池發生燃燒現象，是因為電池組溫度不同步且都在上升，發生了熱失控，進而自燃爆炸。

二、新能源電動汽車火災事故特點

新能源電動汽車主要以鋰電池作為主要動力來源。由于是一個全新領域，受各方面因素的影響，容易引發火災事故，其火災事故主要有以下特點。

（一）燃燒速度快，高壓電擊風險大

鋰電池高溫一旦失去控制，就會出現局部空間的溫度升高，超過安全范圍以后，就會不同程度出現冒煙甚至燃燒變形。實驗表明，電池燃燒從火焰噴出到最終完全充分燃燒不到20秒左右，整個燃燒過程中產生的熱量非常大，燃燒溫度可達到900℃以上，周圍的易燃物質可瞬間引燃。以上數據說明電池具有燃燒速度快、溫度高、火焰大的特點，日常的滅火救援難度很大。通過對電動汽車鋰電池進行專門實驗，3分鐘內完全起火后，如果不能得到有效控制，整個車輛基本會成為一個“骨架”，在猛烈燃燒狀態下，很難對整個車體進行有效撲救。目前市場上的各個企業為了占據市場的主導地位，不斷提升車輛續航時間、充電速度、各項服務，對電池的各項要求也越來越高。為了展現電動汽車的優良動力輸出及良好性能，電池的電壓往往是一個很重要的指標。當前市面上在售的電動汽車電池電壓已經達到了300V至800V。面對如此高的電壓，如果整個車身發生火災事故，車體電池的絕緣系統會失效，現場容易發生觸電事故。因此，在救援過程中，如果不能掌握現場電壓，就會出現電擊情況，嚴重威脅救援現場人員安全。^[3]

（二）存在爆炸危險和有毒氣體危害

電池組作為一個完全封閉的壓力容器，如果熱量失控過高，電池將會在短時間內產生有毒有害氣體，使電池內部氣壓持續不斷升高，電池內部壓力很有可能超過它的極限安全范圍。有些電池長時間使用，安全性能有所下降，在外界因素的作用下產生大量氣體，沖破防爆膜，最終引起電池爆炸。在電解質中，六氟磷酸鋰受熱易分解產生五氟化磷。五氟化磷與電解液溶劑反應產生有毒、有害、強腐蝕的氟化氫氣體，會嚴重損傷人的呼吸道、眼、皮膚等器官，密閉空間會造成一定的減光性，使眼前一片模糊，可引起支氣管炎和肺炎。電池隔膜燃燒產生一氧化碳、醛等，其他部位燃燒還有揮發性有機物、氫氣、二氧化碳、一氧化碳以及包含鎳、鋁、鋰、銅、鈷和氟化氫微粒等，對人體具有毒害性。^[4]

三、新能源電動汽車火災處置對策

結合青?？傟牽偨Y的圍擋泡沫滅火冷卻、底盤冷卻覆蓋控制、隔爆擋火防護、底盤浸泡封控、整車封控轉運、高壓直流電偵檢引流技術、有毒易爆氣體抽排過濾技術、前突快速處置技術、車輛疏轉技術等13項技術，根據不同的救援場景，可以靈活運用。^[5]

（一）漏電處置

1.個人防護。進入漏電事故區域，救援人員要做好個人防護，穿戴電絕緣服、絕緣靴、絕緣手套等防護裝備，同時配備漏電檢測儀、萬用表、絕緣工具、絕緣膠墊、接地線（棒）、絕緣膠帶等器材，嚴禁直接或間接碰觸漏電車輛。

2.斷電處理。關閉車輛的啟動開關，將車輛鑰匙拿到使用距離外，切斷高壓線路。

3.接地處理。利用接地線（棒）將事故車輛與大地相連，形成閉合回路，將泄漏的靜電引入地下。

4.查找并修復漏電部位。利用漏電檢測儀查找事故車輛的漏電部件，在專業技術人員的指導下拆除或修復漏電部件。

（二）電解液泄漏處置

1.疏散隔離。到達現場后，要第一時間對現場進行警戒，聯系公安及屬地相關部門第一時間將無關人員疏散至事故區域的上風向安全區內，嚴格控制用火用電，調集砂石對泄漏物質進行掩埋。

2.偵察檢測。救援人員在詢問知情人的基礎上，利用可燃、有毒氣體檢測儀檢測事故區域內可燃及有毒氣體的濃度，盡可能查明泄漏部位、泄漏量等情況，向指揮部做好匯報。

3.稀釋防護。利用噴霧水槍掩護從上風方向進入事故區域，通過水驅動排煙機正壓送風、噴霧水稀釋等方式驅散、稀釋現場有毒、可燃氣體，做好實時監測，降低毒氣帶來的危害。

4.漏液處理。查找到泄漏源，并在廠家或專業技術人員的指導下，將泄漏部位的電池拆除。當泄漏較小時，可用大量的水沖洗。當泄漏量大時，可構筑圍堤或挖坑收容泄漏的電解液，并用泡沫覆蓋，形成保護層。

5.人員救護。當電解液濺到身體上時，用大量水沖洗再用弱堿性皂液沖洗；當有人員中毒時，應及時轉移至上風方向，使其呼吸新鮮空氣；情況嚴重時，應在現場采取供氧和心肺復蘇等急救措施。

6.現場洗消。處置電動汽車電解液泄漏事故后，由于電解液具有腐蝕性、毒性等危害，應在現場設置洗消站，利用洗消劑、肥皂水、清水等對進入事故區域的人員、器材裝備進行洗消防護，在確保洗消合格后方可離開事故現場。

（三）火災撲救措施

1.引導疏散人員車輛。救援人員到場后，應及時將無關人員疏散至安全范圍，并協調交通、路政等部門清理現場周圍的無關車輛，防止火勢波及周邊車輛，造成火勢蔓延擴大；對于未能及時疏散撤離的人員和車輛應合理設置水槍陣地或者鋪設水幕水帶對其進行冷卻、隔離保護。

2.現場偵察?，F場偵察可以采取詢問知情人、深入現場內部實地偵察、儀器偵察等方式進行。主要偵察和掌握事故被困人員及傷亡情況；救人是否需要破拆以及破拆的途徑及方法；事故電池受損情況，有無漏電、電解液泄漏等次生危害，有無爆炸可能性。

3.積極救助被困人員。如果事故現場有人員被困，應將救人作為處置的重點環節。如果火勢威脅較小，救援人員應第一時間組織搶救被困人員，然后組織滅火戰斗；如果現場火勢較大，應邊滅火邊救人。在搶救被困人員時，救援人員應使用噴霧水槍對被困人員實施冷卻保護，防止熱輻射對救援人員和被困人員造成傷害。

4.科學選用滅火劑。鋰離子電池火災是以C類火災為主的復合型火災。通過文獻調研發現，國內外針對車用動力鋰離子電池熱失控初期火災抑制開展了許多研究，對不同滅火介質的研究取得了一定進展，獲得了全氟己酮、細水霧、七氟丙烷、干粉等滅火劑對鋰離子電池熱失控的抑制效果和規律。美國消防研究基金會研究發現，持續使用大量水能有效撲滅電動汽車火災，但水會引發爆炸和反應產生氫氣等。國內機構開展了氧化碳、ABC干粉和3%的水膜泡沫滅火劑18650型鈷酸鋰離子火災試驗，發現以上滅火劑均能熄滅明火，但是電池會發生復燃，復燃時間與滅火劑的冷卻能力有關。采用七氟丙烷、全氟己酮作為酸鋰電池火災的滅火劑，試驗表明七氟丙烷和全氟己酮對鋰離子電池熱失控均有良好的抑制降溫效果。開展了全氟己酮和細水霧抑制大容量三元鋰電池熱失控研究，結果表明10MPa高壓細水霧和全氟己酮均能有效撲滅明火，但細水霧降溫效果更好。對全氟己酮抑制三元電池熱失控進行了研究，結果表明較高劑量的全氟己酮對鋰離子電池燃燒有抑制作用，劑量較低時反而對鋰離子電池燃燒有促進作用^[6]。

5.控制和撲滅火勢。電動汽車動力電池火災明火難以直接撲滅，可采用控制燃燒的方法進行處置和隔絕。一般從上風方向利用直流水槍將外部明火撲滅后，繼續使用開花水槍對故障電池組進行滅火。若有爆炸的可能，救援人員應使用移動消防炮、自擺炮等遠程射水器具對劇烈燃燒的電池及相鄰電池組進行冷卻，直到電池無煙霧冒出，才算被撲滅。電動汽車火災現場煙霧濃、毒性較大，在滅火的同時，應使用移動式水力排煙機進行正壓送風、趕煙、堵煙、排煙，有利于提高現場能見度，保護救援人員安全，還有助于降低電池環境溫度，提高散熱效率，進一步提高滅火效率^[7]。

結語

新能源汽車火災撲救需要隊伍在理論知識儲備、現場管控、措施方法等多個方面進行積極探索。針對不同情況采取有效的處置措施，不斷加強對新能源汽車火災撲救的研究，對鋰電池結構清晰了解，從救援方式和裝備配備上進行優化，最大限度減少漏電、燃燒、電解液噴濺、爆炸等對現場救援人員的傷害^[8]。新能源汽車作為一個全新的領域，是消防救援隊伍面臨的一個全新課題，需要不斷提升對此類事故的處置能力，在保障救援人員自身安全的前提下，最大限度提升現場救援處置效率，降低人民群眾生命和財產損失。

參考文獻

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