摘要:隨著新能源汽車逐步普及,其安全性越來越受到重視。其中,鋰電池組作為動力系統的核心部件,其火災的預防和撲救已成為消防工作的一項重要內容。通過分析電芯短路、充電過熱、電路老化和撞擊破損等常見起火誘因,研究此類火災現場中高壓避險方法、外圍火勢控制措施、低壓水冷噴淋應用與紅外測溫引導冷卻操作,規范各階段撲救流程與安全控制要點,以達到提高處置效率、保障消防作業安全、增強火場處置實效的目的。
關鍵詞:新能源汽車;鋰電池組;火災撲救;電芯短路;噴淋冷卻
中圖分類號:D631.6" " " 文獻標識碼:A" " " "文章編號:2096-1227(2025)08-0052-03
0 引言
全球對環境保護和可持續發展日益重視,新能源汽車產業發展迅猛[1]。鋰電池,特別是磷酸鐵鋰和三元鋰電池,因能量密度高、充放電性能優良,廣泛應用于新能源汽車動力系統[2]。在新能源汽車運行或充電過程中,電池故障易引發火災事故,現場常伴隨電芯熱失控、殼體破裂噴火與高壓線束帶電暴露等危險因素,消防人員往往同時面臨高溫輻射、電弧傷害與復燃風險的復合威脅。傳統滅火方法難以控制電池艙內部溫度疊加與熱源持續輸入,作戰效率受限。為提升滅火響應能力,須緊扣新能源汽車火情特征,明確各類處置重點。本文圍繞常見起火誘因展開分析,提出鋰電池組火災現場觸電風險規避、外圍火帶切斷、溫度壓制與熱點識別等處置要點,為消防撲救作業提供技術指導與實戰支撐。
1 新能源汽車火災特點
新能源汽車鋰電池組火災在消防處置中表現出高溫集中、發展迅猛、復燃頻發等顯著特征。電池包一旦起火,火勢沿電芯排列方向迅速蔓延,短時間內形成大范圍高熱區域,傳統撲救節奏難以匹配其變化速度。電解質受熱釋放大量有毒煙氣,現場煙壓高、視野差、熱浪沖擊強,嚴重干擾偵檢與水槍部署。電池外殼噴裂與殘留高壓放電現象較為常見,增大接近難度與操作風險。高溫區分布不固定,滅火過程中易因內部持續升溫產生二次明火,單次冷卻難以徹底壓制。車輛底部、電池艙邊緣等位置散熱慢、控溫難,水流難以深入,火勢易向車身上部或周邊蔓延。整體火場溫差大、反應快,對投水角度、水量控制和冷卻時效提出嚴格要求,作戰中須實時調整站位與戰術節奏,強化動態應對能力。
2 新能源汽車鋰電池組火災的原因
2.1" 電芯短路
鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作,電芯是鋰離子電池的核心部分,由正極、負極、電解液和隔膜組成[3]。當隔膜穿孔或破損時,正負極直接接觸將引發局部短路,局部區域迅速升溫并釋放可燃氣體,形成早期火點。初期火情常被電池包外殼遮蔽,熱異常信號不明顯,極易被誤判為非燃狀態。封裝密集電芯短路后易出現內部起火點連串蔓延,造成多點起燃,火線向側向或底部擴展,部分部位燃燒隱蔽、撲救難度高。高壓不斷電狀態下短路源持續釋放能量,電池殼體溫升快速,若噴射水霧誤觸裸露導電端部,極易誘發電弧反擊,嚴重威脅消防人員作戰安全。
2.2" 充電過熱
新能源汽車在集中充電狀態下,動力電池熱量積聚極易突破控溫閾值。若散熱模塊效能衰減或充電樁功率異常,高溫將沿模組間縫隙迅速擴展,易誘發電芯局部升溫。艙內溫控元件響應不及時的情況下,模組中部熱集效應增強,電連接部位熱敏性增強。電池在過充的作用下還會使內部電解液分解產生氣體,增加電池的內部壓力,容易發生熱失控風險[4]。此類狀態常在電壓采集異常或均衡線路漂移下持續延展,使邊角電芯過熱點發展為火源前期征兆。艙內若無強制散熱通道,煙霧累積與明火釋放同步增強,短時內壓上升將導致箱體失穩,誘發爆燃態勢,顯著增加撲救難度。
2.3" 電路老化
長時間行駛過程中,高壓線束包覆層老化、連接部位松動或布線受壓極易在充電或行駛狀態下誘發局部過熱。電纜接頭若因震動脫位產生電弧或火花,極有可能點燃周圍絕緣層,引導火焰沿線束蔓延至電池艙區域。若車輛未開展周期性電氣巡檢,線纜磨損、護套破裂等隱患難以提前發現,持續升溫后極易在艙內形成火點。電池艙密閉空間熱量不易散出,積熱區域內可燃材料釋放氣體后形成垂直火焰,快速波及上層構件。高壓電路燃燒過程中伴隨火花飛濺,誘發多點復燃,蔓延速度快、撲救響應滯后。起火源常位于底部或遮擋區域,視覺可見性低,聲光提示缺失,判斷時機受限,前期極難實施干預。空間封閉對水槍射流角度與撲救部署形成干擾,控火壓力顯著提升。
2.4" 撞擊破損
與傳統燃油車不同,當新能源汽車處于行駛狀態時,倘若遭遇碰撞,蓄電池的外殼會在外力沖擊下出現破損,動力電池被擠壓、穿刺、撞擊,此時產生電火花的概率將顯著增加[5]。碰撞部位集中于底盤或側裙區域時,高壓電纜接頭脫落、電池殼體斷裂及集流排異常接觸等現象易同步發生,誘發間歇性放電現象。若動力艙壓縮電池包部位熱控部件松脫將阻斷熱量散逸,積熱效應激化箱體內部溫升。封裝破裂導致電解液滲出后覆蓋導電元件,在短時高溫作用下形成自燃火點。高壓端口失配時易出現電阻突增,引發局部擊穿,促使火勢在多個節點快速擴展。碰撞碎片堆積將遮蔽噴淋路徑,延遲控溫部署。
3 新能源汽車鋰電池組火災撲救策略
3.1" 避開高壓線路,降低觸電風險
撲救新能源汽車鋰電池組火災時,高壓電纜走向與電控組件集中區域必須作為作戰部署重點規避對象。消防指揮員需組織現場偵察力量根據車型結構特征識別高壓部件布設區域,確認動力電池包、電控艙及快充接口等高壓連接點所在位置,結合偵察結果設置警戒標識,明確高壓禁入范圍。槍位布置應避開車輛前部電控艙與底盤中央線束集中區,采用車尾斜向進攻方式,保持操作人員與可疑帶電部位間不少于規定距離[6]。
消防人員進入火場必須全套穿戴符合電氣絕緣標準的作戰防護裝備,使用絕緣手套與絕緣靴,面部佩戴全封閉式護目鏡,防止高壓擊穿與飛弧灼傷。接近車體作業前,由電氣檢測員使用電壓探測儀依次對四周金屬殼體進行接觸點電位測定,嚴禁在未完成電氣安全判定前進行直接觸碰操作。若探測發現異常放電、噴氣、響弧現象,必須立即后撤并架設絕緣圍擋設施,劃定強電隔離區。
水槍操作期間,所有水帶接口不得直接貼附金屬構件,噴射方向采用斜向偏離式方式處理動力單元外殼,不可正面直擊電池組接線端或快充口區域。車體損毀嚴重時,如出現裸露高壓線或變形電控組件,須由專人持絕緣器具進行遮蓋、轉向提示或區域標記。如判斷車輛電源狀態不明或未實施斷電,現場嚴禁開展破拆、翻轉、吊裝等操作,須由專業人員確認斷電完成后方可繼續作業。指揮區域統一設立高壓警示標志,明確作業組通信頻道,保障火場撲救穩定推進。
3.2" 控制車外火勢,減緩熱源輸入
為削弱外部高溫源對電池艙溫升的影響,消防力量需快速圍繞非電池著火區域展開控火布置,以熱源切斷與輻射抑制為核心任務,組織水罐消防車與泡沫消防車實施分區壓制。作戰部署應突出引擎艙、輪轂、底盤附件、車身外飾等易燃部位覆蓋,噴灑順序根據燃燒強度調整冷卻節奏。泡沫槍組重點壓制塑料格柵、橡膠護條、樹脂包邊等聚合材質部位,阻止外焰持續釋放熱量傳導至電池包上蓋。細水霧槍位于車體中后段斜角布設,定位非動力部件區域噴灑,形成霧狀降溫帶,有效削減明火熱源對電池腔體的熱量傳遞。
當遇車輛底部沉積物燃燒、相鄰車輛起火蔓延等復合火情時,消防人員應使用水幕槍設置縱向隔熱屏障,減緩周圍熱浪聚集趨勢,或對高溫垃圾與附著物實施強制移位處理,移除至隔熱區域,削弱外源對熱控節奏干擾。高溫氣流若出現回卷、噴火、升騰等不穩定現象,指揮人員應協調調整泡沫噴頭壓制角度,必要時聯動高排量排煙裝備開辟低溫氣道,緩釋上蓋熱沖擊。火場外圍控火穩定后,消防陣位應保留側向冷卻能力,為后段電池精控降溫營造有效溫差緩沖,避免因外焰再起造成溫控連續性中斷。
3.3" 低壓水冷噴淋,壓制電池溫升
撲救新能源汽車鋰電池組火災過程中,低壓水冷噴淋可作為控制熱失控蔓延的有效手段,需結合電池模組布局與高溫區域分布,合理調配細水霧噴頭、霧化噴槍與車載水泵單元,作戰部署應將噴灑裝備配置于車體兩側及尾部,對應底盤電池模組與中部散熱盲區實施霧狀冷卻壓制。噴射角度調整需避開高壓線束、接線端子與電控連接部位,噴頭朝向以電池上蓋向下為宜,形成覆蓋式噴灑區域。遇電池殼體鼓脹或排氣孔持續泄漏煙霧情況,應立即啟用固定角度水幕陣列,維持穩定噴霧帶寬,防止噴頭晃動引發冷卻效率波動。若車輛姿態異常如傾覆或側翻,可于下風側鋪設軟質導水槽,引導冷卻水沿電池殼體均勻分布,提升電芯底部散熱能力。消防供水線路應設有轉換閥組,避免因壓力驟變導致噴頭失穩或接頭脫落。作戰期間安排測溫觀察哨配備紅外測溫儀,實時監控電池表面溫度變化,動態調整噴頭覆蓋半徑與霧化濃度,減少盲噴與水汽堆積風險。噴淋過程中嚴禁直射電池排氣閥與裸露線纜連接點,防止產生電弧、形成導電霧氣或引燃殘余氣體。消防指揮席應同步記錄噴淋啟動時間、電池溫區波動與噴水強度調整情況,在熱像反饋溫區持續回落至安全值后,再行評估是否終止持續噴灑作業。
3.4" 熱點紅外定位,強化局部冷卻
熱點紅外定位用于新能源汽車鋰電池組火災處置中局部高溫識別時,消防作戰單位應優先部署紅外熱像儀,由具備經驗的消防員對動力電池包上方區域、底盤電池槽、模組結合縫等位置開展持續性溫度探測,辨識尚未起燃區域與存在復燃風險區域的熱能集中點。圖像監控應與滅火作戰同步開展,火場指揮應結合紅外圖像實時反饋,鎖定高溫熱斑區域,明確冷卻目標,安排噴淋力量以點對點方式對準熱點部位實施壓制。噴頭出水狀態宜采用霧狀噴灑,傾角應避開高壓接插口與金屬裸露面,噴射軌跡控制在熱像儀覆蓋區域范圍內,防止誤打干區或造成二次導熱。
火場指揮員可結合熱像反饋變化趨勢,動態調整水槍陣位與噴灑頻率,特別對電池艙邊緣、模組間隙等散熱緩慢部位,安排補強噴淋小組延時降溫,壓制熱量滲透擴展。若紅外圖像出現局部遮擋或波動異常,須由技術支援小組協助對疑似盲區開展輔助探測,判定冷卻覆蓋是否充分。噴淋過程中持續記錄熱像圖變化情況,作為現場判斷依據,控制冷卻過程節奏,避免盲目延時作業。火勢受控后仍應維持間歇性紅外掃描,對潛在殘余熱區實施補點冷卻,穩定溫區分布,待全部區域圖像溫度降至常溫區間并穩定一定時間后,由現場指揮判定冷卻作業結束,封控警戒移交防火值守。
4 結束語
綜上所述,新能源汽車鋰電池組火災具有火勢發展快、熱源集中度高、處置節奏緊迫等突出特征,撲救過程中應結合現場實際,針對電芯短路、充電過熱、電路老化與撞擊破損等誘因,明確高壓線路避險、外圍火勢壓制、電池溫升控制與局部冷卻等關鍵措施。滅火作業要求精準識別風險源,合理調配冷卻資源,壓縮熱擴散時間窗口,提升火點壓制效率。隨著新能源汽車保有量持續增長,火災撲救模式需持續更新,專業技能儲備與實戰經驗需不斷豐富,推動高溫響應識別手段、多源協同調度策略與現場應變能力同步提升,為一線救援提供有力保障。
參考文獻
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