新能源汽車火災實戰處置要點及相關注意事項

李柏成

摘要：新能源汽車在日常行駛、充電過程中極易出現熱失控現象，并引發爆炸、燃燒、觸電等突發事件，極大地增加了一線消防救援人員實戰處置難度。因此，結合新能源汽車的類型、基本結構，對新能源汽車火災實戰處置過程中的主要危險特性、基本技戰術措施以及事故處置過程中現場各級消防指戰員的個人安全防護措施進行了逐一闡述，為隊伍各級深入推進全員崗位大練兵，著力祛除滅火救援行動中的固態頑疾，有力應對災多災重災頻局面，精心錘煉“全災種、大應急”實戰能力提供參考。

關鍵詞：新能源汽車；鋰電池；穿刺水槍；冷卻

中圖分類號：X928.7? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2023）12-0059-03

近年來，我國新能源汽車產業的發展已經逐漸呈現出從政策驅動轉向市場拉動的全新發展階段。在全球范圍“減碳”和汽車智能化發展的大背景下，新能源汽車，特別是電動汽車，因能源利用效率高，運行維護成本低；不會排放尾氣，有助于改善空氣質量和緩解全球氣候變暖問題；運行時產生的噪聲相對較小，有助于解決城市環境噪聲污染問題等優點，受到了市場青睞。然而，隨著新能源汽車市場滲透率的不斷提高，由該類車輛引發的火災事故概率也顯著增長。導致新能源汽車發生火災事故的主要原因是電池熱失控。電池熱失控通常特指車載動力電池系統內部產生大量的熱量無法擴散，當電池組內部溫度達到臨界值，便會引發電池包的整體性燃燒或爆炸，進而導致整車的起火、爆燃。除了電池本身極易產生故障，碰撞引發的電池故障也是新能源汽車火災事故最主要的原因之一[1]。

1 新能源汽車的類型

新能源汽車的類型包括混合動力電動汽車（HEV）、純電動汽車（EV/BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV）、其他新能源（如超級電容器、飛輪等高效儲能器）汽車等相關種類。其中，混合動力電動汽車通常特指同時具備內燃機和電動機兩種動力系統的汽車；純電動汽車特指使用電池作為唯一或主要驅動力的汽車；燃料電池電動汽車特指使用燃料電池作為唯一或主要驅動力的汽車；其他種類的新能源汽車特指除上述三種之外的新能源汽車，如以超級電容器、飛輪等高效儲能器為主要驅動力的汽車。

2 新能源汽車的基本結構

新能源汽車的基本結構包括電力驅動系統、電源系統和輔助系統。其中，電力驅動系統包括電子控制器、功率轉換器、電動機、機械傳動裝置和車輪。電池是新能源汽車的核心部件，它通過將電能轉化為機械能，驅動車輛前進。電子控制系統則對電機和電池進行管理和控制[2]。

以純電動汽車為例，純電動汽車的結構主要由電力驅動控制系統、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置組成。其中，電力驅動控制系統包括電子控制器、功率轉換器、電動機、機械傳動裝置和車輪。汽車底盤是純電動汽車的基礎，它是支撐整個車輛的重要部分，包括懸掛系統、制動系統、轉向系統等。車身則是純電動汽車的外殼，它不僅起著保護內部部件的作用，還決定了純電動汽車的外觀和風格。各種輔助裝置包括輔助動力源、動力轉向系統、導航系統、空調器、照明及除霜裝置、刮水器和收音機等。純電動汽車的動力電池一般被放置在車輛的底盤下方，這是最不影響車內空間的形式。然而，純電動汽車一旦發生火災事故，由于動力電池的位置較為隱蔽，滅火劑噴射過程中射流無法直擊火點，在一定程度上增加了一線消防救援人員的實戰處置難度。

3 新能源汽車火災的主要危險特性

以純電動汽車為例，純電動汽車的安全問題包括：自燃、動力回收過度、電池包熱失控、電池包老化、電池包損壞等。其中，自燃是導致車輛起火的主要原因，還有可能引發爆炸。動力回收是指電動汽車在制動時，將部分能量反饋到電池中，以延長行駛里程。但是，如果控制系統出現問題，動力回收可能會過度，導致電池過充或過放，從而引發安全問題[3]。通過進一步分析研究，發現新能源汽車火災的主要危險特性如下：

3.1? 燃燒迅速、猛烈、溫度高

新能源汽車電池熱失控后，電池在短時間內就會出現火苗，并快速形成穩定燃燒，隨即發展成猛烈燃燒狀態。燃燒速度快，無需外部火源，通常由冒煙到起火僅需短短幾秒。火苗為噴射狀，災情嚴重時噴射距離可以超過5m。車輛外圍溫度快速升高，大部分區域超過800℃，后側輪胎、車窗玻璃快速爆裂，車內部的溫度也快速上升且普遍超過800℃，最高溫度甚至超過1100℃。車內人員逃生難度相比于普通的燃油車輛逃生難度明顯加大。

3.2? 對周邊區域影響較大

純電動汽車發生熱失控引發的猛烈燃燒會嚴重威脅周邊可燃物質。在上風方向0.6m處，著火約150s后，相鄰車輛外圍溫度普遍達到200℃，隨后快速上升至800℃，短時間內相鄰車輛即可被引燃。在下風方向，起火車輛對周邊車輛的影響更為明顯。在泄壓口方向，火焰溫度普遍超過700℃，火苗噴射距離超過5m，在此范圍內的可燃物基本會被引燃。

3.3? 毒性較大、易造成人員傷亡事故的發生

新能源汽車所用鋰離子電池在燃燒過程中會產生大量氟化物、烯烴、烷烴、醚等化合物，燃燒前和熄滅后尤為明顯，這些物質均具有不同程度的毒性。鋰離子電池的電解液為有機易揮發性液體，而且有明顯的腐蝕性，對人體的危害極大。鋰離子電池燃燒伴有大量的熱量和氣體產生，再加上鋰離子電池狹小密閉空間的結構特點，在安全閥失效的情況下，能量的擠壓足以引發爆炸。鋰電池熱失控產生的煙氣中含有大量有毒有害氣體，且煙氣溫度普遍較高，猛烈燃燒階段車廂內部有毒氣體濃度普遍超過成人致死濃度數倍。在面積相對較大的如倉庫、隧道、地下車庫等有限空間，若鋰電池數量較多、燃燒時間較長，較大空間內有毒氣體的濃度也會導致人員傷亡事故的出現。因此，在處置鋰電池熱失控火災事故時，參戰指戰員必須預先做好個人安全防護，在救援過程中堅決杜絕不佩戴空氣呼吸器的行為。同時，在排煙作業過程中需要及時疏散事故周邊圍觀群眾，必要時可以攜帶一次性防毒面具并提供給被困群眾使用，最大限度防止人員傷亡事故的發生[4]。

3.4? 易發生二次災害，連鎖爆炸危險性高

新能源汽車發生事故時，電池著火或爆炸的可能性是存在的。特別是當純電動汽車由于熱失控發生火災后，極易引發爆炸事故，且事故處置結束后如果不能對車體進行充分冷卻，極易導致復燃、復爆等二次災害的出現[5]。新能源汽車發生爆炸燃燒的原因有很多，其中，電池內部溫度持續升高造成的熱失控是一個關鍵因素，這種溫度上升可能是由于電池充電過度、低溫大倍率充電、高溫充電等電池系統的濫用引起的。同時，動力電池系統本身的故障也是引發火災的原因。這些故障可以分為電氣故障、BMS控制策略缺陷、電池包結構設計或工藝缺陷以及機械沖擊四種情形。電氣故障可能導致低壓線束、高壓線束破皮短路，繼電器或電連接部件失效，從而引起過熱起火。而BMS控制策略的缺陷，如硬件故障或軟件缺陷，可能導致過充、高溫充電等問題。新能源汽車電池包的結構設計或工藝缺陷，如電池包達不到IP67防水等級，長期使用可能會導致進水腐蝕電氣部件形成微短路并逐步擴大。需要注意的是，新能源汽車發生事故時，電池著火或爆炸的可能性并不是絕對的。但如果新能源汽車在行駛過程中受到嚴重碰撞，可能會導致電池損壞并引發火災。因此，在使用新能源汽車時，應該注意安全駕駛，避免發生交通事故。

4 新能源汽車常用斷電措施

當新能源汽車出現電池組熱失控或意外碰撞而存在潛在火災可能時，為了保證車輛不因控制系統失控而造成車輛的移動，就需要將動力電池組同驅動系統斷電隔離。同時，斷電后可以避免因電池組的高壓漏電造成人員觸電的危險。在新能源汽車事故處置中，為了保障現場消防救援人員的人身安全并有效避免事故的進一步擴大，需要采取合理的斷電措施對事故車輛實施斷電作業。

4.1? 切斷電源開關

在新能源汽車事故發生后，現場指揮員首先要切斷電源開關，以避免電池繼續輸出電能或產生電火花等危險情況的出現。

4.2? 拆卸電池

如果事故造成新能源汽車起火或電池短路等情況的出現，為了避免火勢擴大或電池熱失控引發更嚴重的事故，現場參與處置人員應盡快拆卸電池，徹底切斷電路。

4.3? 切斷高壓電纜

新能源汽車的高壓電纜是事故發生時最危險的部分之一，一旦高壓電纜出現漏電或損壞，就會對現場參與事故救援工作的消防救援人員造成嚴重的安全威脅。因此，在事故處置過程中必須預先切斷車體內部的高壓電纜。

4.4? 切斷輔助電源

除了主要電源開關，新能源汽車通常還設置有如DC/DC變換器、充電器等類型的輔助電源。在事故處置現場，現場參與事故救援工作的消防救援人員還需要將這些輔助電源全部切斷，以確保事故現場的絕對安全[5]。

需要特別注意的是，處置過程中需要預先設置導電引流裝置，高壓電源切斷10～15min后，待剩余電量釋放完畢，使用萬用表檢測電壓低于36V人體安全電壓方可實施車體破拆作業。總之，在新能源汽車事故處置中，斷電措施十分重要，需要消防救援人員在保障自身安全的前提下，迅速、準確地切斷電源，避免事故擴大。

5 新能源汽車火災實戰處置措施

在事故處置現場，現場參戰人員必須時刻使用紅外熱成像儀對事故車體實施動態監測，當車體溫度突然升高時，應當第一時間組織快速撤離。如果為新能源汽車電池組事故時，現場參戰人員必須選擇合理的區域設置水槍陣地，一般過一段時間電池組會持續失控導致模塊起火，此時需要持續出水冷卻，直到電池包的溫度降低、散發煙氣量減少。新能源汽車發生熱失控引發的猛烈燃燒會嚴重威脅周邊可燃物質，大部分區域溫度會超過800℃，后側輪胎、車窗玻璃快速爆裂，車內部的溫度也快速上升且普遍超過800℃，最高溫度甚至超過1100℃，條件允許情況下，可以利用鐵鋌預先擊碎車窗。明火撲滅后，可以通過圍擋、筑堤，轉移到水渠、池塘等方法，來淹沒起火動力電池，實現快速冷卻。采取淹沒式冷卻法處置鋰電池火災是最有效的處置方法，既高效又能有效節約滅火劑。條件允許時，可以利用大型機械設備，依靠沙袋、鋁合金板圍堰實施冷卻作業。由于泡沫密度低、黏度大，相比于水不易流失，冷卻時間相對較長，所以，撲滅明火可以優先考慮壓縮空氣泡沫，當圍堰效果不佳時，可以利用壓縮空氣泡沫射流代替水對圍堰內進行填充。普通家用轎車火災事故處置過程中可以使用擋板和高倍數泡沫配合，對事故車輛底盤以下部位進行覆蓋，避免有毒煙氣析出和電解液噴濺。

6 新能源汽車火災處置過程中的注意事項

新能源汽車的鋰電池在猛烈震動過程中容易發生爆炸事故，因此，實戰處置過程中，各級消防指戰員嚴禁使用液壓、切割等破拆工具對電池組、保護罩、高壓線纜及車輛結構實施拆卸、剪切、破拆、擴張、穿刺作業。鋰電池熱失控產生的高溫煙氣具有很強的遮光性，會給救援工作的開展帶來極大阻礙。因此，在有限空間內部實施現場處置的過程中通常需要頻繁更換空氣呼吸器，救援初期階段，現場指揮員必須第一時間調集裝備保障車，以滿足現場救援需要。在普通建筑火災處置過程中，白色煙氣是火災基本得到控制的標志，而新能源汽車火災處置過程中卻是熱失控的征兆。純電動汽車車體內部沒有發動機，但是實戰處置過程中不要以為沒有轟鳴聲就沒有危險。車輛貼有高壓警示標簽的部位和橙色線束均為高壓器件，非專業人員切勿擅自觸碰任何高壓器件。如需對高壓器件進行操作，必須由具備相應資質的工作人員完成，且操作過程中必須配備相應的絕緣防護裝備，使用絕緣工具。從車下舉升時，切勿破壞電池包和高壓線路。

7 結語

新能源汽車由于電池倉獨特的結構特點以及其所處的安裝部位，火災事故發生后極大地增加了一線消防救援人員的實際滅火處置難度，滅火時間長、火場用水總量高、事故過程中易產生有毒煙霧污染環境，稍有不慎就會導致社會面輿情事故的出現。通過對新能源汽車火災事故處置過程中的危險特性進行逐一分析，通過針對性的技戰術措施對各類可能發生的突發事件進行有效處置，能夠切實提升消防救援隊伍針對新能源汽車火災的實戰處置能力。

參考文獻：

[1]劉海峰.新能源汽車火災原因分析及處置對策研究[J].科技資訊，2020，18（21）：81-83.

[2]樊明明，鄭偉.新能源汽車火災原因分析及對策研究[J].消防技術與產品信息，2017（11）：77-78.

[3]張家瑜.提升新能源電動汽車火災救援能力的研究[J].消防界（電子版），2022，8（17）：74-76.

[4]趙偉杰.新能源汽車滅火救援技術研究[J].今日消防，2022，7

（8）：26-28.

[5]王賢剛.新能源汽車火災原因及其滅火救援對策[J].消防界（電子版），2022，8（11）：78-80.

Key points and related precautions for the actual disposal of new energy vehicle fires

Li Bocheng

（Huizhou Municipal Fire and Rescue Brigade， Guangdong Huizhou 516001）

AbstraCt： New energy vehicles are prone to thermal runaway during daily driving and charging， and cause explosions， burns， electric shocks and other emergencies， which greatly increases the difficulty of frontline fire rescue personnel in actual combat disposal. Therefore， combined with the type and basic structure of new energy vehicles， the main dangerous characteristics， basic technical and tactical measures， and personal safety protection measures for fire commanders and fighters at all levels in the field during the actual fire disposal process of new energy vehicles are expounded one by one. It strives to eliminate the stubborn diseases in fire fighting and rescue operations， effectively responds to the situation of multiple disasters and frequent disasters， and carefully refines the actual combat ability of "comprehensive disaster and coordinated emergency" to provide references.

Keywords： new energy vehicle; lithium battery; puncture water gun; cooling