摘要:在全球低碳轉型和碳達峰碳中和目標的背景下,新能源汽車產業迅猛發展,市場保有量激增。然而,與之相伴的火災事故時有發生,因動力電池熱失控引發的汽車火災事故中,存在火勢迅猛、撲救困難及復燃風險較高等問題,對公共安全造成了嚴重的威脅,已成為制約產業可持續、健康發展的重要挑戰。系統研究當前新能源汽車火災的現狀,剖析新能源汽車火災事故的特點、車輛自燃的關鍵成因及防控面臨的主要困境,從技術創新、規范完善、管理優化3個維度提出應對策略,旨在構建“技術-法規-管理”三位一體的防控體系,以期降低火災風險,提升行業整體安全水平,為新能源汽車產業在安全可控軌道上實現高質量、可持續發展提供重要支撐。
關鍵詞:新能源汽車;電池火災;安全治理;火災防控
中圖分類號:D631.6" " " "文獻標識碼:A" " " "文章編號:2096-1227(2025)08-0065-03
0 引言
2024年,我國新能源汽車的市場產銷量進一步提升,產銷量均突破1200萬輛,其中,新能源汽車新車銷量達到汽車新車總銷量的40.9%[1]。然而,隨著保有量的快速攀升,新能源汽車火災事故量有所上升,電池系統安全性、充電設施兼容性以及應急處置專業性等問題引發公眾廣泛關注。因此,亟須加強對新能源汽車火災防控的研究,并基于公共安全和產業發展的雙重要求,制定切實可行的防控策略。
1 新能源汽車火災現狀
根據應急管理部統計數據,2023年第一季度新能源汽車自燃事故同比增長32%,相當于每天約有8起火情[2],反映出新能源汽車火災問題正逐漸成為影響行業發展和消費者信心的重要因素。例如,2024年8月19日,廣東惠州市某小區地下停車場一輛二手新能源汽車由于電池熱失控,造成多輛汽車及電動自行車被燒毀[3]。電池熱失控是新能源汽車火災的主要原因之一,當電池內部出現短路、過充、過熱等情況時,就可能引發電池內部的化學反應失控,產生大量熱量和易燃氣體,最終導致火災甚至爆炸。
2 新能源汽車火災事故特點與自燃成因分析
2.1" 新能源汽車火災特點
由于新能源汽車獨特的高壓電池組結構,火災特點與傳統汽車存在顯著差異,主要表現如下。
1)火勢蔓延快。新能源汽車火災多由鋰離子動力電池包“熱失控”引發。據統計,動力電池從初始燃燒到劇烈燃燒僅需6s,火焰溫度可達1000℃以上,遠超汽油、柴油的燃燒溫度[4]。同時,火焰噴射距離可達5m以上,對周邊環境構成嚴重的熱輻射威脅。
2)毒煙危害大。新能源汽車火災會產生大量有毒有害氣體。例如,鋰電池燃燒釋放的氟化氫、有機化合物和金屬顆粒等。在地下車庫等密閉空間,可能迅速達到致命濃度,威脅周圍環境和人員安全。
3)復燃風險高。數據顯示,20%~30%的新能源汽車火災在首次撲滅后會發生復燃[5],這極大增加了滅火難度,可能誘發新的險情。
4)滅火耗時長。一輛純電動汽車起火,至少要噴灑10t水才能將其完全撲滅,滅火時間往往超過1h[6]。長時間的燃燒容易導致驅動系統高壓線路破損、絕緣失效,進而造成車身帶電或形成跨步電壓,增加電擊、觸電風險。
2.2" 新能源汽車自燃成因分析
在2023年公開報道的270余起新能源汽車起火事件中,充電或靜置狀態下“自燃”起火的案例超過50%[7]。電池熱失控是引發新能源汽車“自燃”的關鍵因素之一。通過梳理現有研究和文獻,動力電池熱失控的主要原因有以下幾點:
1)電池制造缺陷。2021年,我國新能源汽車保有量達784萬輛,共發生3000起火災事故。經調查,超半數(58%)的事故與電池故障相關[8]。在2024年國家市場監督管理總局公布的汽車召回事件中,有38.07萬輛新能源汽車因存在“起火風險”被召回,其中,涉及電池問題多達28.3萬輛[9]。
2)碰撞與機械損傷。車輛發生劇烈碰撞時,電池內部極易出現短路,導致熱量不斷積聚,電芯隔膜熔化,進而引發短路起火現象。同時,碰撞還可能造成電池包變形、單體電池漏電,以及電連接部件失效,也會誘發火災。
3)充電操作與設備故障。根據2022年1—11月新能源車起火事件報道統計,汽車在充電時發生自燃的占22.67%[9],是靜態起火的主要原因,包括使用不適配充電器、充電樁故障、充電后未及時斷電導致過充,以及電池管理系統(BMS)失效,未能有效監控電池狀態。
4)環境與人為因素。如果電池包密封不良,在暴雨浸水時可能會導致電池包進水,導致電芯短路;長期處于高溫暴曬環境下,也會加速電池老化進程。此外,部分車主私自改裝電路、加裝設備或改動電池系統,極易出現電路短路、絕緣不良等問題。
3 當前新能源汽車火災防控面臨的挑戰
3.1" 技術層面的挑戰
1)電池技術亟須突破。目前,市面上常用的三元鋰電池雖然具有高能量密度優勢,但其熱穩定性欠佳,在過充、過放或受外力撞擊后容易造成內部短路,引發熱失控。磷酸鐵鋰電池雖然安全性較高,但能量密度較低,難以滿足人們對續航里程的需求。固態電池由于研發成本高昂、生產工藝復雜,距離全面普及還需要時間。
2)滅火技術亟須提升。在應急處置過程中,常用的滅火劑難以有效撲滅電池火災。例如,水基滅火劑雖然能有效降溫,但可能會造成電池短路,使火勢加劇;干粉滅火劑雖然可以隔絕氧氣,卻無法阻斷電池內部的化學反應,復燃概率較高;CO2滅火劑雖然具備電絕緣性,但缺乏冷卻效果,無法解決鋰電池高溫危險。
3.2" 管理層面的挑戰
1)規范標準有待完善。目前,新能源汽車地下停放場所的消防設計參照的是GB50067—2014《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》,未充分考慮新能源汽車火災的特殊性并進行專項設計,消防系統設置難以滿足處置新能源汽車火災的需求。例如,自動噴淋系統的水流強度和覆蓋范圍有限,難以穿透新能源汽車外殼對電池組進行冷卻。此外,現行規范未明確新能源汽車與燃油車、電動自行車的分區停放標準,導致混停現象普遍,一旦發生火災,容易造成火勢快速蔓延。
2)設施監管有待規范。物業單位大多缺乏專業的充電設施管理人員,在充電樁的安裝審批環節可能不夠嚴謹,巡檢檢查可能不夠全面,出現故障后處理不夠及時。此外,許多車庫無法滿足規范安裝充電樁的要求,導致部分車主私拉電線充電,增加了火災隱患。
3)物業管理有待加強。大部分物業未建立完善的充電樁用電安全監控系統,無法實時監測充電過程中出現的異常情況,如過壓、過流、溫度異常等。消防控制室與充電樁區域的報警聯動機制不足,無法第一時間獲悉火災信息,從而錯過初期處置的最佳時機。部分物業未制定專項應急預案,人員培訓缺乏針對性,應急處置能力有待進一步提升。
4 新能源汽車火災防控的應對策略
4.1" 技術層面
1)創新研究電池管理技術。在電池技術領域,一方面,加大對固態電池、鈉離子電池等新型電池的研發力度,研發難燃型和不燃型電解液,不斷提高電池的安全性和穩定性。另一方面,迭代升級電池管理系統(BMS),推動BMS從單純的監控系統,轉變為具備電池狀態監測、電池安全分析、電池狀態分析以及電池信息管理的全功能管理系統,全方位保護電池組安全,降低熱失控風險。
2)創新研究滅火救援技術。一方面,針對鋰電池火災特性,研發專用滅火劑,如全氟己酮等新型滅火劑。另一方面,積極開展滅火行動的技術創新及戰術調整。例如,湖北省消防救援總隊自主研制了“長管噴射滅火器”“底盤冷卻套裝”等器材裝備,并創新“冷卻抑爆”“電磁屏蔽”等實戰技術,已在多地實戰應用。
4.2" 管理層面
1)構建完善法規標準體系。新能源汽車火災防控離不開完善的法規與標準體系的支撐。深圳發布全國首個《新能源汽車地下停放場所消防安全管理規范》,系統明確了消防安全責任劃分、制度建設及操作規范,為行業管理提供了標準化依據。各地應積極借鑒,加快構建電動汽車庫、停車場的消防安全標準體系,對場所建設、安全疏散、設施配置等作出明確規定,提升本質安全水平。
2)加強充電設施管理。充電設施的日常維護和管理是保障其安全運行的重要保證。各地應出臺相應的制度規定,明確充電設施所有權人或受其委托負責運營的企業的主體責任,定期開展巡查,及時修復故障,消除安全隱患。消防部門要依法加強對設置充電設施場所的單位的消防監督檢查,督促其遵守消防法律法規,推動充電設施進行智能化升級改造。鼓勵為充電設施購買安全責任險、火災險等險種,以降低潛在的風險和損失。
3)健全物業管理責任。物業管理企業要依據法律法規明確消防安全責任人、管理人及各自消防安全責任,并嚴格落實到位。制定嚴格的充電樁安裝審批流程,由專業機構進行設計、安裝,保證符合國家電氣安全標準。加強日常巡查,對電動車停放、充電等重點部位進行每日檢查,及時消除安全隱患。同時,參考溫州市消專委發布的新能源汽車火災應急響應導引,制定針對性的應急處置預案,配備專用滅火設備,如全氟己酮滅火器、挪車器等,并組織開展實戰演練,提高應急處置能力。
5 結束語
通過對新能源汽車火災現狀、特點、成因以及面臨的挑戰進行深入分析,本文提出了相應的應對策略。總體而言,新能源汽車火災防控需要從技術創新和管理優化兩個方面協同發力。在技術創新方面,要持續推動電池技術、滅火技術等的創新發展,提高本質安全水平;在管理優化方面,要完善相關規范制度,加強安全管理,構建全方位火災防控體系。如此,才能真正降低新能源汽車火災風險,保障人民生命財產安全,為新能源汽車產業的高質量發展奠定堅實的安全基礎。
參考文獻
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[3]光明網.多車被燒毀!廣東一小區地下停車場起火!原因查明:事關電池[EB/0L].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1808054621899419514amp;wfr=spideramp;for=pc
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[7]央視網.新能源汽車更易起火?“統計數據+專家解讀”告訴
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[8]艾瑞股份.碳中和領域研究及鋰電制造市場研究報告[EB/0L].
https://pdf.dfcfw.com/pdf/H3_AP202212261581377498_1.pdf?1672223549000.pdf
[9]中國財經.多個品牌涉及“起火”事件新能源汽車起火難題
破解進行時[EB/0L].https://finance.china.com.cn/industry/
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