新能源電動汽車事故類型剖析與處置策略探究

安科瑞魯一揚15821697760

摘要：在新能源汽車裝機需求持續(xù)增長的背景下，我國新能源汽車火災數(shù)量呈逐年上升趨勢?；诖?，本文從磷酸鐵鋰和三元材料的本質安全性入手，深入探討新能源汽車的事故類型、特點以及災情特征，并展開災情研判，詳細分析新能源汽車（鋰電池）的處置措施，同時提出借助智慧消防解決新能源汽車安全問題的方法，旨在為新能源汽車火災防控與滅火救援提供全面且具深度的參考依據。

關鍵詞：新能源汽車；火災事故；處置措施；智慧消防

于碳達峰、碳中和目標的驅動，新能源汽車產業(yè)迎來蓬勃發(fā)展契機，當下我國已成為全球新能源電動汽車的主要生產大國。在新能源汽車行業(yè)發(fā)展進程中，一方面，對動力電池更高比能量和更大充電倍率的追求，致使安全隱患有所增加；另一方面，早期投放且技術尚不成熟的新能源汽車運行時長累積，逐步邁入高危階段，其安全問題已然成為制約汽車行業(yè)、電池企業(yè)及消防部門的關鍵因素。近期國內外多起電動汽車自燃及運行途中著火事件頻發(fā)，引發(fā)社會各界與消防救援隊伍的高度關注，這無疑給滅火救援工作以及新能源汽車產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來全新挑戰(zhàn)。因此，強化新能源汽車火災防控與滅火對策研究迫在眉睫。

一、磷酸鐵鋰和三元材料本質安全剖析

以鋰電池為動力源的電動汽車在市場中占據主導地位，當前超 80% 的電動汽車采用鋰電池驅動，而常見的鋰電池類型主要為磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池。于電動汽車應用領域，相較于三元體系鋰電池，磷酸鐵鋰電池具有獨特性能特征。其一，磷酸鐵鋰電池儲能相對較低，然其熱穩(wěn)定性表現(xiàn)卓越；受磷酸鐵鋰材料自身低電子與離子電導率的限制，該電池低溫性能欠佳，在 -20℃環(huán)境下，其容量僅約為常溫的 70%，而相同體系的三元電池容量可達 70% 以上。其二，滿電態(tài)的磷酸鐵鋰材料約在 700℃時發(fā)生熱分解，三元材料則在 200 - 300℃便出現(xiàn)熱分解現(xiàn)象，由此可見磷酸鐵鋰在安全性方面更具優(yōu)勢。此外，磷酸鐵鋰成本低于三元鋰電池。綜合二者特性，磷酸鐵鋰電池憑借成本低廉、循環(huán)壽命長以及本質安全性能高等優(yōu)勢，在商用車與物流車領域應用廣泛；而三元鋰電池則以低溫續(xù)航能力強、能量密度高成為乘用車的優(yōu)選。

對于磷酸鐵鋰電池而言，其內部產生的溫度通常較低，低于逸出可燃氣體的點火能，需借助外部引火源方能著火；三元鋰電池則有所不同，內部溫度較高，超出逸出可燃氣體的點火能，一旦鋰電池外殼破損，便可直接引燃逸出的可燃氣體。

從風險視角審視，電動汽車或混合動力汽車與內燃機車的顯著區(qū)別在于火源的位置與特性。不同的鋰電池電化學體系在熱失控時，內部發(fā)生的副反應各異，產生的溫度與壓力亦有差別，進而導致著火形式的差異。以三元鋰電池為動力的新能源汽車呈現(xiàn)主動式著火特征，著火過程中形成的火焰噴射距離較長，易引發(fā)噴射火，噴射距離約為 3 - 5m。以磷酸鐵鋰電池為代表的則表現(xiàn)為被動式預混氣體火形式，一般需外部引火源才可著火，且易形成射流火。但無論何種類型的鋰電池，其火災蔓延速度均較快，這對初期火災的處置構成嚴峻考驗。

二、事故類型及特點解析

電動汽車安全事故常發(fā)生于多種場景，其影響因素錯綜復雜，致災機理多元。當前電動汽車著火原因主要涵蓋電池問題、碰撞、浸水、零部件故障、使用不當及外界因素等。從著火時車輛的狀態(tài)來看，包括充電后靜置、充電過程以及行駛狀態(tài)等。由此可明確，電池問題系著火事故的關鍵誘因，充電過程以及充滿電后的靜置狀態(tài)是著火事故的高發(fā)環(huán)節(jié)。從滅火救援維度考量，主要可劃分為由電池本身、車輛事故、充換電設施及其他因素引發(fā)的安全事故。當電動汽車遭遇碰撞、翻車事故時，電池組可能遭受擠壓、穿刺，從而誘發(fā)火災風險；車輛涉水時，電池可能發(fā)生短路甚至引發(fā)爆炸；車輛充電過程中，過充、大電流等因素亦易引發(fā)火災事故。針對不同事故類型制定精準且具針對性的處理策略，對于快速處置事故、爭取救援時間意義重大。

三、消防處置措施探究

（一）災情特征解讀

電動汽車起火根源在于電池熱失控，倘若熱失控產生的熱量無法及時有效排出，高溫將加速動力電池老化進程，進而引發(fā)火災甚至爆炸。此災情本質致使新能源汽車火災呈現(xiàn)出自帶氧、自封閉、易復燃、危害大等顯著特點。

（二）災情研判要點

1. 車輛辨識方法

電動汽車火災撲救的難點之一在于精準確定電池容量與位置。消防指揮員抵達現(xiàn)場后，首先應借助外部標志識別車輛，例如特斯拉行李箱右側的 “DUAL MOTOR” 徽標、獨特造型的車門等，亦或通過車輛識別號碼予以識別，從而確定車輛的制造廠商、型號及生產年份，以獲取更為詳盡的車輛信息。部分混合動力和電動車型可能難以通過外部標識辨別，但車輛仍會張貼高電壓警告標簽或其他輔助標識，如日系車 Leaf 上的 “零排放” 標識。通過對車輛的準確辨識，滅火救援人員能夠迅速掌握該車的動力電池類型、容量以及高壓線路布局等關鍵結構信息，為后續(xù)滅火救援行動的順利開展筑牢基礎。

2. 電源切斷策略

消防救援人員到達現(xiàn)場后，針對不同類型車輛應采取相應的電源切斷操作。對于乘用車和面包車，拔下鑰匙后車輛可自動斷開動力電池；物流車則需拔下車頭后側的開關以切斷電池供電；大巴車需旋轉車體兩側的開關實現(xiàn)斷電。同時，依據車輛制動裝置特性，確保車輛處于駐車狀態(tài)。純電動汽車無發(fā)動機運轉聲音，切不可僅憑此誤判車輛已熄火（如 Model 3），若車輛處于前進檔或倒檔，即便輕踩加速踏板也可能致使車輛快速加速。因此，指揮員務必核實斷電情況并確認已啟動駐車制動器，按下?lián)Q檔桿端部按鈕切換至駐車檔。

關閉點火鎖鑰匙與電源開關，明確電源開關的開合狀態(tài)，確定負極柱位置并拆下負極線以斷開低壓蓄電池，但需注意低壓蓄電池斷開 3 分鐘后再開展其他操作程序。在條件許可時，斷開維修開關以及動力電池正負極母線，并使用絕緣膠帶對動力電池正負極母線插接件及線束端插接件進行絕緣密封處理，以防短路及異物侵入。

若火勢處于初期階段，應即刻執(zhí)行斷電措施，并將車鑰匙裝入信號屏蔽袋，放置于距車輛 10 米以外區(qū)域。在干燥環(huán)境下，遇緊急斷電需求，指揮員應佩戴絕緣手套拔掉高壓盒上的 MSD。若遇雨天或車輛涉水情況，指揮員需及時疏散乘客，并聯(lián)系車輛銷售商等專業(yè)人員前來處置。

3. 電池分布識別

不同品牌、不同電池配置的車輛，其動力電池安裝位置存在差異。乘用車動力電池通常安裝于車廂底盤下方或后排座椅下方。純電車底盤相對緊湊空曠且電池體積較大，多安裝于汽車底盤，如北汽紳寶汽車的電池遍布整個底盤，特斯拉汽車的電池位于底盤副駕駛側?；旌蟿恿ζ囯姵伢w積較小，一般布置于后備箱或后排座椅下方。箱式電動貨車（物流車）的電池多放置于車體兩側或后側。重卡汽車（物流車）的電池一般位于駕駛室后側。純電動公交車的電池則分布于車頂、底部、后部及尾部。

4. 附件狀態(tài)確認

需核實車輛的 12V 直流電源是否處于禁用狀態(tài)，檢查安全氣囊或預緊裝置。由于安全氣囊在禁用后仍可保持動力長達 10 秒，即便關閉高壓系統(tǒng)，安全氣囊仍可能處于激活狀態(tài)。此外，切勿隨意破拆、切割汽車，稍有不慎便可能引發(fā)嚴重的電燒傷、電擊及觸電事故。

5. 安全距離把控

高壓電池組著火時，常伴有呼嘯聲、爆裂聲、電弧或電火花現(xiàn)象，同時需特別留意，隨著電池溫度持續(xù)下降，氟化氫濃度會逐漸升高。2015 年 7 月 22 日廈門鋰電池電動汽車火災案例中，電動車內部出現(xiàn)大電流電弧并將車體擊穿。動力電池熱失控后，車輛底盤位置的電池包率先產生煙氣，煙氣濃度逐漸增大，顏色由白轉黑且濃度較高時開始有火焰噴出，荷電狀態(tài)越高反應越劇烈，火焰噴射距離一般可達 2m 以上。安全員在聽到爆裂聲、嘶嘶聲及觀察到煙氣顏色變化時，應提前預警并確保與事故汽車保持至少 15 米的安全距離。

（三）處置對策制定

針對車輛電池火災，應選擇上風向部署滅火力量，人員務必避開泄漏口等危險區(qū)域。鑒于高壓電池處于保護殼內，滅火劑難以直接作用于電池，消防指揮員可運用特殊千斤頂或叉車將汽車一側頂起，安排一支直流水槍冷卻底盤，降低電池周邊溫度。從防火設計角度出發(fā)，應在電池組部位設置消防接入口，當火災處于中期階段時，可連接消防車、消防栓，迅速將消防水輸送至電池熱失控部位，有效遏制火災蔓延與擴大，降低損失。如 2020 年 5 月 29 日河南鄭州消防員通過翻轉車體拆卸電池成功處置新能源汽車火災；2021 年 6 月 16 日云南昆明經濟開發(fā)區(qū)大隊消防員利用叉車頂起車輛冷卻電池表面防止新能源車起火。

采用高精尖裝備協(xié)同作戰(zhàn)。指揮員可調配新型消防滅火機器人出水壓制火勢、冷卻車輛，同時利用大型無人機連接 30mm 水帶噴射氣液兩相滅火劑（全氟己酮和水），快速掌控災情發(fā)展態(tài)勢，為撲救新能源汽車火災創(chuàng)造有利時機。

對于充電站火災，應將其視作帶電電氣火災處置。若車輛已接入充電站，在確保安全的前提下應盡快拔下插頭，同時切斷充電站電源；若充電站內新能源客車電池組發(fā)生火災，指揮員應將重點聚焦于周邊充電或?？寇囕v的安全防護。

指揮員到達現(xiàn)場后，若察覺有刺激性氣味，應配備全套個人防護裝備，開啟車窗與行李箱促使車輛通風，并采用水驅動排煙機正壓排煙或將水槍調整為開花狀態(tài)稀釋煙霧，防止煙霧積聚。

構建新能源汽車安全數(shù)據平臺與國家智慧消防數(shù)據平臺的無縫對接機制，借助智慧消防對電動汽車事故實施全天候監(jiān)測，提前預判并及時預警，為消防救援工作爭取寶貴時間并提供數(shù)據支撐。

考慮到鋰電池具有復燃特性，在撲滅電池明火后，仍需持續(xù)出水降溫，運用熱成像儀與測溫儀持續(xù)監(jiān)測電池周邊溫度，待電池溫度降至 160℃以下且確認無復燃風險后，方可整理器材歸隊。

四安科瑞汽車充電樁運營管理平臺

充電運營管理平臺作為依托物聯(lián)網與大數(shù)據技術構建而成的充電設施管理體系，具備對充電樁全方位監(jiān)控、靈活調度以及高效管理的能力。其能夠精準呈現(xiàn)充電樁的利用率與充電效率相關數(shù)據，從而有效提升用戶在充電過程中的體驗感與所享受服務的質量水準。用戶借助專門的 APP 或者小程序，可提前預定充電時段，如此一來，便能有效規(guī)避在充電站耗費大量時間排隊等候的不便局面，與此同時，還能為充電站運營方提供更為精確的充電需求信息，為后續(xù)開展科學合理的調度工作以及精細化管理奠定堅實基礎。借助智能監(jiān)控裝置，平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等關鍵參數(shù)實施實時動態(tài)監(jiān)測，以便能夠迅速察覺并妥善處理充電樁可能出現(xiàn)的各類故障以及異常狀況。此外，平臺還能夠對充電樁的功率進行精準調控與科學管理，保障充電樁在適宜的功率區(qū)間內穩(wěn)定運行充電，防止因功率過高而給電網帶來過重的負荷壓力，確保整個充電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定與高效運行。

（一）功能介紹

1.充電服務

充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等。

2.首頁總覽

總覽當日、當月開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統(tǒng)計。

3.交易結算

充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表。

4.故障管理

故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶管理故障和查詢提供方便。

5.統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析支持運營趨勢分析、收益統(tǒng)計，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營態(tài)勢。

6.運營報告

按用戶周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

7.APP、小程序移動端支持

通過模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢可用的電樁和電站等詳細信息。掃碼充電，在線支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進行充電。

8.資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

（二）產品選型

名稱	型號	圖例	功能
交流充電樁	AEV-AC007D系列		● 急停保護 ● 漏電保護（選配） ● 防雷保護 ● 過熱保護 ● 接地保護 ● 短路保護 ● 過載保護 ● 過壓保護 ● 浪涌保護 ● 欠壓保護
AEV200-AC007D系列
互聯(lián)網版本 汽車充電樁	AEV200系列		● 高性能STM芯片 ● 人機交互界面 ● 完善的保護功能 ● 高性能性價比 ● 智能型RS232/RS485/CAN以太網通訊 ● 無線通信功能 ● 雙槍智能輸出
國網標準化版本 汽車充電樁	AEV300系列		國家電網平臺接入標準

（三） 改造項目充電樁配置安裝推薦表

表3.1 改造項目充電樁配置安裝推薦表

五安科瑞智慧用電管理云平臺

安科瑞AcreICloud-6000安全用電管理云平臺是針對我國當前電氣火災事故頻發(fā)而研發(fā)的一套電氣火災預警和預防管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)是基于移動互聯(lián)網、云計算技術，通過物聯(lián)網傳感終端，將辦公建筑、學校、醫(yī)院、工廠、體育場館、賓館、福利院等人員密集場所的電氣安全數(shù)據，實時傳輸至安全用電管理服務器，為用戶提供不間斷的數(shù)據跟蹤、統(tǒng)計分析和安全監(jiān)管。平臺將發(fā)現(xiàn)的各種安全隱患信息及時告警提醒，并推送給相關人員，以便及早發(fā)現(xiàn)和消除隱患，真正做到防患于未然。

（一）功能介紹

1.實時監(jiān)測

可查看設備的狀態(tài)、實時數(shù)據、歷史數(shù)據，巡檢記錄和報警信息。

2.報警推送

可提供短信、郵件、APP推送、語音外呼、語音播報、微信小程序推送、微信公眾號推送、釘釘推送通知等多種方式進行異常通知。

3.隱患管理

隱患查詢→隱患派發(fā)→隱患處理，通過隱患的完整流程，形成閉環(huán)，跟蹤每一個隱患的工單狀態(tài)。

4.遠程控制

管理人員可以遠程設定探測器的各種參數(shù)值，或者對監(jiān)控設備進行分閘、合閘、復位、消音、自檢和遠程設置等操作，方便管理，同時提高工作效率。

5.用戶報告

針對項目一個周期內的用電數(shù)據進行匯總，生成安全用電分析報告。

（二）產品選型

（三） 現(xiàn)場圖片

安裝在汽車充電樁前端

電動汽車充電樁集中安裝

六結語

消防救援隊伍應重視以鋰電池為載體的新能源汽車火災撲救規(guī)程，從實戰(zhàn)化視角出發(fā)，謀求新業(yè)態(tài)滅火理論及戰(zhàn)術戰(zhàn)法的創(chuàng)新，充分運用現(xiàn)代化精良裝備撲救新業(yè)態(tài)、非常規(guī)類火災。如：消防坦克、無人機等裝備。從個人安全防護看，火災被撲救之后，氟化氫(HF)會保持很高的濃度，消防指戰(zhàn)員應特別注意，以防中毒。

審核編輯 黃宇