新能源汽車自燃火災的原因及預防措施探析

摘要：我國新能源汽車2022年1-7月發生火災的統計數據中，比較有參考價值的是根據媒體公開報道的新能源汽車火災事故統計數據，共有47起。新能源電動車在不斷發展的同時，也帶來了很多現實問題，其中汽車自燃是人們最為關注的問題之一。基于此，以新能源汽車的自燃問題為研究對象，探索自燃的現狀、產生自燃的原因，并介紹防護救援智能系統，最后提出了在日程生活中做好新能源汽車自燃防護的幾點措施。

關鍵詞：新能源汽車；自燃；救援智能系統；預防措施

中圖分類號：U471.1 收稿日期：2022-12-18

1前言

2021年，我國共售出352 000輛新能源汽車，連續七年位居世界第一。與此同時，國內許多汽車公司開始向國外用戶供應新能源汽車。在電氣化的幫助下，中國汽車公司在世界各地站穩了腳跟。然而，關于新能源汽車自燃的報道仍然可能影響對新能源汽車感興趣的消費者。這里引用自燃的原因是，許多燃燒新能源汽車的視頻并沒有顯示火災前發生了什么。事實上，無論是事故、電池故障，還是充電問題，都可能導致新能源汽車燃燒。

2新能源汽車自燃現狀分析

據統計，與2021年相比，2022年上半年薪能源汽車的銷量急劇下降，主要原因是新能源汽車動態電池使用壽命短及安全性不高。總結近年來新能源汽車的火災情況發現，2018年有24個不完整的統計數據。2019年降至18，同年下降25%；自2020年以來，新能源汽車發生事故的可能性越來越大。2021年比2018年增加49例，約204.17%，同年增加82.50%；從2022年1月到10月，大約發生了20起事件。根據去年的增長速度，到2022年底，預計新能源汽車將發生57起火災。盡管與2021年相比有所下降，但新能源汽車的安全問題仍然嚴重。圖1顯示了近五年來新能源汽車事故的現狀。

如圖2所示，2021年新能源汽車在行駛中自燃為22起，占30.14%。在保留停車位的情況下，發生了26起火災，占總數的35.62％。充電時自燃16例，約為21.92%；事故發生后自燃僅為2.74%。4S店火災、后備廂火災和其他火災造成的事故數量占室外火災總數的9.59%，例如手提箱火災，因此在這種情況下發生的火災與新能源汽車沒有太大聯系。

3新能源汽車自燃原因分析

3.1靜止狀態起火

新能源汽車的靜止狀態主要意味著在車庫或停車場，新能源汽車的高壓電路斷開，整個汽車完全放電。在這種情況下，由于電池老化或線路短路，新能源汽車很容易發生事故，這可能會導致新能源汽車長時間停電導致火災。

此外，如果電池使用不當（例如，在閃光燈條件下電池溫度異常），電池內的負物質和電解質會對電解質產生反應，提高溫度，電極也會對電解質的熱反應作出反應。加熱速度大于電池的冷卻速度，當熱量失控時，溫度上升到某個點。使用鋰手機可能會導致類似的熱控制故障，在汽車的爆炸溫度升高。如果發生火災，電動汽車內部的地板、座椅、聚氨酯恒溫器等可燃裝飾材料，可能會導致火災蔓延，而汽車電池中的高溫可能會導致爆炸。

3.2充電起火

當新能源汽車正常充電時，電池會緩慢釋放氫氣和氧氣。氫的爆炸極限相對較低，如果它聚集在一個封閉的空間中，可能會在車輛碰撞中發生爆炸。另一方面，當采用大電流充電時，電相關部件的導線將會持續加熱。如果產品不符合相關標準，處理不當，電線可能會被熔化，相關電氣部件將出現故障和閉合，導致火災。

3.3碰撞起火

新能源汽車面臨火災，主要是當新能源汽車在碰撞過程中著火。在碰撞過程中，汽車會發生不可預測的情況，特別是新能源汽車。在碰撞過程中，電池受到嚴重沖擊，可能壓縮、穿孔和其他損壞。此時，如果電池設計存在缺陷，在極端條件下可能發生燃燒。鋰離子電池的負材料在與空氣接觸時，由于電池體損壞，極有可能發生強烈氧化或爆炸。

電路短路會產生大量熱量，形成局部熱區，溫度難以控制，甚至在溫度超過臨界點時爆炸。盡管近年來電動汽車有了顯著的發展，但它們的電池產品的電池板較短.需要更全面的測試來提高電池的安全性。此外，通過嚴格的限制，防止劣質電池芯片進入電池模塊，還需要進一步加強電池密封過程、電子設備和材料老化。

3.4運行過程中起火

新能源汽車運動中的火災主要是指新能源汽車在正常運動過程中著火的事件。目前，正常運行時新能源汽車一般很少著火。如果著火，可能的主要因素如下：

a.當汽車輸出大功率時，電池的電流相對較大，導致電池釋放大量的可燃氣體，電池溫度迅速升高，在通風不良的情況下快速積聚熱量，從而引起火災。此外，放電將使電纜和電子設備的溫度快速升高，如果溫度或產品不符合，新能源汽車可能會著火。

b.在正常交通過程中，經常發生停車、繞行，電動機在不同交通模式下產生功率差，相應輸出的電流發生變化。電流的較大變化，對產品的電磁兼容性要求會提高。如果不滿足這些要求，基本電路將失去控制，火災的可能性增大。

c.當汽車在崎嶇不平的道路上行駛時，電氣、電纜、接頭和電池產生的振動增大，可能出現不良接觸或效率低下，從而導致新能源汽車在行駛過程中起火。

4新能源汽車火災預防措施

4.1新能源汽車自燃火災防護智能系統

動力電池是一種保持正常運行的能量系統。為了確保其有很大的安全性，需要有可靠的技術來控制其熱量。如果能夠事先警告，就可以事先進行干預，如果干預不起作用，則必須增加自動和有效滅火功能。

4.1.1消防系統裝置選用與作用原理

本滅火裝置選用軍工技術的高效能氣溶膠自動滅火產品，探測控制裝置采用具備探測控制功能的CSIC1121單體式探測控制裝置，如圖3所示。

氣溶膠自動滅火系列裝置（圖4）為常態無壓力儲存，滅火藥劑具有防潮、耐溫、抗腐蝕等特點，裝置有效期長達十年，體積小巧輕便，安裝維護便捷，適用于A/B/C/E類火災。

火災發生時，自動消防裝置被超感應溫度的電激勵開啟或激活，引起消防泥漿的作用，迅速形成亞納米顆粒和惰性氣體的混合物，這些氣體是熱溶膠溶液，其特點是具有擴散流動性，并在滿載模式下影響火災的每個角落。該裝置具有快速、清潔、高效、安全、環保的滅火性能，可有效撲滅室內或半室內空間火災。

4.1.2新能源電動車氣溶膠自動滅火系統方案配置

如圖5所示，該自動滅火系統由新能源電池組氣溶膠滅火裝置與動力電池火情預警控制裝置（CSIC1121）相結合，通過監測電池箱內部類CO氣體、煙霧、溫度、火焰各探測點的實時參數及其變化值，使用數據監測模型對參數變化進行動態分析處理，智能判斷是否存在熱失控火情風險。

新能源汽車智能消防系統如圖6所示。當電池出現故障并開始受到壓力時，探頭檢測到異常情況發生，并打開燈與皮帶安全報警標志，同時激活消防設備的控制警告。系統可以智能化地自動激活消防設備，防止火災惡化，也可以在緊急模式下手動激活滅火器。滅火器能在幾秒鐘內控制火災，確保電池的最大安全。

火災發生時，氣溶膠滅火裝置通過電啟動或感溫啟動方式引發滅火藥劑發生作用，迅速產生大量亞納米級固相微粒和惰性氣體混合物，以高濃度炯氣作用于火災發生的每個角落，通過物理降溫、化學抑制、稀釋氧氣等多重作用，快速高效地撲滅火災，對環境及人員無毒害。

4.2加強新能源汽車的日常養護

a.定期檢查。

由于車輛的特殊性能，定期檢查車輛至關重要，因為每天的道路交通都會遇到不同的路況。由于新能源汽車在運行時的電壓約為380 V，建議定期聯系4S店進行車輛檢查和安全檢查，以防止車輛出現故障。

b.充電時間不應太長。

經歷過過度充電和過度放電的新型能源汽車容易縮短電池壽命。使用時應根據實際車輛確定充電時間和頻率，如果電標指示燈打開時應盡快充電，否則過量放電會影響壽命。而且充電時間不應太長，否則容易導致動力元件自燃。

c.定期護理。

新能源汽車的發動機和動力電池都是用液態冷卻的，根據維修說明書定期更換。無論是在嚴寒還是高溫下，停車時都會產生大量熱量，電池最怕熱，充電過程中往往會出現汽車自燃。熱量不足和過載是清潔電動車自燃的罪魁禍首，應根據保養要求及時更換冷卻液。

4.3車輛發生自燃后的處理

a.安裝火災自動報警裝置，如果發生自燃，第一時間能夠向119指揮巾心進行聯動報警，自動發送著火位置，以便于快速調動周邊最近的消防救援站到場進行處置。

b.消防救援站到場后第一階段進行偵察研判、綜合評估，確定是否具備滅火條件。落實“四核查、一評估”：①核查事故車輛類型、品牌型號；②核查動力電池種類、電壓、容量和位置；③核查高壓設備及高壓線束走向；④核查車輛受損部位及動力電池部位溫度。根據現場車輛燃燒階段，綜合研判現場火勢發展態勢，評估是否具備滅火條件。當動力電池包全部過火或車輛整體全部著火時，認為高壓電池包模組串并聯熔斷器已斷開，單個模組電壓在安全值（36 V以下），不存在高壓電擊風險，具備出水滅火條件。

c.消防救援站到場后第二階段：射流破拆、冷卻降溫、抑制熱失控產熱產氣量。從事故車輛的上風向或側風向設置陣地.正對車輛側窗部位15-20 m處，架設50-60 L／s遙控移動炮（雙干線），當車輛熱失控溫度達到最高時，移動炮加壓出水，利用熱脹冷縮（冷熱差）原理對正面鋼化玻璃進行“冷脆”，對位于駕駛艙、乘員艙內的煙霧進行降溫，降低爆燃風險。利用鐵鋌等簡易破拆工具對車輛另一側鋼化玻璃實施破拆，形成通風環境，確保降溫效果。

d.消防救援站到場后第三階段：開啟車門、水槍近攻，對電池包全面細致降溫。當利用熱成像儀監測電池包溫度明顯下降后，在水炮掩護下按照上風向至下風向順序打開車門并利用攜帶的術楔限位，從上風向或側風向車身兩側，分別設置一支多功能水槍抵近事故車輛，對電池包部位進行全面降溫。

e.消防救援站到場后第四階段：持續冷卻、實時監測，確保無復燃爆炸風險。動力電池包一旦完全熱失控，具備持續放熱特性，則在明火撲滅后，還應繼續出水對電池組進行持續冷卻30 min以上，并使用紅外熱成像儀、測溫儀進行監測，直至電池溫度降至正常環境溫度，且經評估無復燃、爆炸等風險。

5結語

根據汽車工業新能源發展情況，人們對新能源特性的關注程度是前所未有的，新能源密集型汽車將毫無疑問地被關注。考慮到目前新型動力汽車的開發方式，動力元件的生產嚴格按照國家標準來進行，加熱、沖擊、燃燒、穿孔、壓縮試驗等試驗均符合相關標準，在整車上進行測試如絕緣、碰撞、暴雨等問題，消防救援人員面對的滅火救援形勢也會越來越復雜。