电动汽车火灾防护特点及防治策略探究
摘要:随着国家对电动汽车行业的大力扶持和推广,我国的电动汽车数量也在持续增长。与之相伴的电动汽车火灾事故也在逐年上升,优化电动汽车灭火方法,提高灭火效率,一直以来都是业界关注的焦点研究问题。本文分析了电动汽车火灾事故的成因,以此为基础剖析了电动汽车火灾扑防护特点,并给出相应对策,目的是为电动汽车广泛推广和消防安全提供理论借鉴。
关键词:电动汽车;火灾防护;消防
根据有关资料显示,在2023年第一季度,新能源汽车发生了640起火灾,比去年增长32%,火灾数量大大高于交通工具火灾数量的平均增长[1]。与此同时,电动汽车火灾由于发展速度快,热释放速率会在很短的时间内就能达到顶峰,使得很多有毒有害物质被释放于空气,这一特点对电动汽车火灾消防救援工作提出了很大的挑战。由此可见,如何有效地控制电动汽车的火灾已成为当务之急。为了提升电动汽车扑救火灾的效率,尽量减少火灾影响,预防多米诺骨牌效应,本研究根据当前电动汽车火灾的燃烧特性进行系统的分析,并对其提出了对应的防治对策,为电动汽车的大规模普及与安全应用提供理论依据。
一、电动汽车特点及火灾主要事故原因分析
(一)电动汽车的特点
与传统车辆相比较,电动汽车不产生尾气,不受复杂传动机构及变速箱的作用,能够更有效的将能量进行传递转化。传统燃油汽车汽油发动机热效率已经达到了39%左右,而电动汽车能量转化效率一般都在85%以上,这使得电动汽车成为更节能环保的出行工具[2]。尽管相对传统车辆更为安全,但是其发生火灾后仍具有火势进展快、燃烧温度较高、突发性大、难以预测等特点,电动汽车在燃烧过程中排放出大量浓烟、有毒气体等,既污染了周围环境,又易引起被困人员及救援人员的中毒窒息等风险。
(二)电动汽车火灾主要事故发生原因
碰撞是导致电动汽车发生火灾的主要因素之一。剧烈的撞击会对整车结构造成损伤,巨大的挤压力会造成电池组的局部变形、破裂,甚至会穿透车体,导致电池组中的隔膜破裂、短路,从而造成热失控,电池组中的温度、压力骤然升高,会增加爆炸风险[3]。在电池组中,电池单体的密度很高,很容易引起连锁反应,邻近的电池单体被加热参与燃烧,同时点燃车内的塑料和织物等可燃物使火灾很快扩散到车厢内部。
二、电动汽车火灾防护特点
(一)初期隐蔽性强
通常情况下,电动汽车生产厂家为有效地利用空间会选择在汽车底盘中整合动力电池包,也就是乘员仓的正下方的位置。车辆运行中动力电池起火,乘员很难第一时间识别出火情和逃生,一旦识别出火情,就会导致火灾的发展,丧失消防救援的最佳时间。
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(二)汽车本身设备所致安全问题
造成汽车热控系统不受控制的主要原因有三个:汽车被碰撞造成热控不平衡;汽车热控电路中的过充、短路和断路问题;汽车热控采用过渡。认真分析这三者热失控的原因均可以发现汽车热控系统热失控响应过程是不平衡的。所以在车辆自身装备消防升级的同时,应保证新能源车辆热控系统热反应顺利进行,使上述三者成因对热控系统的热平衡扰动达到最小[4]
(三)存在触电风险,消防救援难度大
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电动汽车电池包的放电电压通常为380V~560V,当电池断裂时内部电解液也会跟着泄露,失去绝缘保护的高压线束会暴露于空气当中,很容易引起乘员和消防救援人员的触电事故。部分电动汽车着火是在电池充电阶段发生的,高压充电桩被损坏后,人员触电的危险进一步加剧。
(四)火灾救援难度大且复燃率高
因为电动汽车的动力电池被集成在了汽车的底盘之中,所以它会被汽车的装饰物和电池组的护板所遮挡,而且工作空间很小,这就导致了灭火剂很难直接应用到燃烧的地方,也就不能对电池组进行有效的冷却,这就导致了消防救援所需要的时间变得更长。动力电池在受到外力作用损坏或者高温作用时,其固有的稳定状态就会受到破坏。当外部火焰熄灭时,电池内仍然会发生一系列化学反应并且持续累积热量,时刻存在复燃风险。所以外界是否存在明火和烟气并不能成为判断电动汽车火灾能否被有效熄灭的依据。
醉驾2020年怎么判三、动汽车的火灾防治策略
(一)快速侦查火情,做好现场警戒
抵达火灾现场之后需要迅速调查火情并根据火情及时划分警戒范围,同时通过询问当事人和事故现场的工作人员全面掌握人员受困的情况、火灾的发展状态、电池类型和是否接入充电桩等主要信息,从而结合实际制定出相应救援策略。坚持生命至上、科学施救,先把控火焰发展,全力以赴解救被困人员,待受困人员都被救出来后再集中兵力把火扑灭。
(二)提升产品的质量安全水平
提高新能源汽车产品安全质量,首先要做好产品设计工作,这需要整个新能源汽车生产环境建立严格质量安全责任意识。提升新能源汽车安全性不仅是为了防止没有出现的安全事故,更重要的是增加对于已有事故的调查和分析,更新当前安全技术。例如在实际生产中可以设置专项科研项目,研究新能源汽车在光照强度大,气温在零下30摄氏度到30度之间汽车热导系统的稳定性,及较大空气颗粒含量对车辆热导排放影响强度,车辆受到特定强度冲击时的性能,根据车辆性能设置相应的1~5安全等级,对实际事故进行分级并对事故原因进行分析,构建了合理的安全事故预测模型并形成了有效的预防措施[5]
(三)选择合适的灭火介质
由于已有灭火剂不能阻滞电池内化学反应持续发生,因此其化学反应无需氧化剂参与。此外,在动力电池外包防护层防护下,灭火剂不能有效地进入电池包内灭火和有效冷却。所以最有效的灭火手段是对外降低动力电池的温度来延缓内部化学反应激烈程度。试验研究表明,水、七氟丙烷灭火剂和镁基气溶胶灭火剂在熄灭电动汽车火灾,给动力电池降温等方面具有良好的作用。
(四)建立完整的电动汽车安全防护管理制度
首先,需要制定一系列关于电动汽车安全防护的标准和规定,包括防触电、高压安全、电池安全、充电安全等方面。对电动汽车的使用者、维修人员和相关管理人员进行安全培训和教育,提高他们的安全意识和防护能力。培训内容应包括电动汽车的基本知识、安全操作规程、紧急事故处理方法等。确保电动汽车及其充电设施具有足够的安全防护设施,如高压警示标识、防护装置、漏电保护器等。此外,还应定期对这些设施进行检查和维护,确保其处于良好状态。
四、小结
电动汽车拥有量的急剧增加对消防安全提出了巨大挑战,本文简要分析了电动汽车火灾的主要成因,并探讨动力电池火灾特点和危险性,基于此,通过对电动汽车在发生火灾时遇到的一些困难的分析,并针对这些困难提出了相应的扑救措施及防范措施,希望能对其在发生火灾时的应急救援起到一定的指导作用。
参考文献
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[2]彭长剑,凌和平. 电动汽车消防灭火方法探索[J]. 电力安全技术,2022,24(12):33-36.
[3]何海粟. 电动汽车火灾危险性与消防安全对策分析[J]. 消防界(电子版),2022,8(23):82-84.
科鲁兹两厢版[4]房艳. 新能源电动汽车领域消防安全问题分析及对策[J]. 中国消防,2022,(09):60-62.
[5]廖文祥,林建,钟勇. 非车载传导式充电机的纯电动公交车火灾防护探究[J]. 机电技术,2020,(02):68-69+76.