電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性探討及其對(duì)策研究

摘 要：電動(dòng)汽車作為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，受到消費(fèi)者的廣泛關(guān)注和青睞，電動(dòng)汽車得到了迅速發(fā)展。筆者從電動(dòng)汽車的工作原理及構(gòu)造分析了電動(dòng)汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性及火災(zāi)隱患，指出動(dòng)力電池是導(dǎo)致電動(dòng)汽車起火的主要原因，進(jìn)而提出電動(dòng)汽車的火災(zāi)防控措施及滅火對(duì)策。

關(guān)鍵詞：消防；動(dòng)力電池；電動(dòng)汽車；火災(zāi)防控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.263

0 引言

近年來，國(guó)家能源戰(zhàn)略、節(jié)能減排政策一經(jīng)推出后，我國(guó)電動(dòng)汽車生產(chǎn)得到了迅速發(fā)展。因其環(huán)境污染小、高效率、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)家已于2011年將電動(dòng)汽車列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。然而近幾年電動(dòng)車引發(fā)的火災(zāi)和造成的人員傷亡都呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，引起了消防部門和全社會(huì)的強(qiáng)烈關(guān)注。

1 電動(dòng)汽車的構(gòu)造及工作原理

電動(dòng)汽車是全部或部分由電機(jī)驅(qū)動(dòng)、并配置大容量電能儲(chǔ)存裝置的汽車，其關(guān)鍵部件主要包括動(dòng)力電池、電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、車身底盤等。它分為純電動(dòng)汽車（BEV）、混合動(dòng)力汽車（HEV）、燃料電池汽車（FCEV）以及外接充電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）。

電動(dòng)汽車中的主要器件有控制器、充電器、充電電池和電機(jī)等?；镜墓ぷ髟恚盒铍姵亍娏鳌娏φ{(diào)節(jié)器→電動(dòng)機(jī)→動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)→驅(qū)動(dòng)汽車行駛。研究表明，電動(dòng)汽車的能源效率超過汽油機(jī)汽車，電動(dòng)汽車的應(yīng)用可有效地減少對(duì)石油資源的依賴[1]。

2 電動(dòng)汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性

2.1 典型案例

2010年1月7日，烏魯木齊一輛電動(dòng)公交車被燒毀。經(jīng)調(diào)查，系內(nèi)部電池故障產(chǎn)生高溫自燃起火。

2011年4月11日，杭州市一輛眾泰電動(dòng)出租車發(fā)生自燃。經(jīng)調(diào)查，事故原因?yàn)殡姵叵鋬?nèi)局部短路。

2016年1月1日，挪威耶爾斯塔一輛特斯拉在充電時(shí)突然燃燒，整車被燒毀。起火原因是配電箱發(fā)生短路。

從國(guó)內(nèi)外案例不難看出，電動(dòng)汽車安全隱患的主要部件是動(dòng)力電源系統(tǒng)，即動(dòng)力電池系統(tǒng)、充電系統(tǒng)及高壓動(dòng)力總線。動(dòng)力電池作為動(dòng)力電源系統(tǒng)的核心部件，必須具備足夠大的容量。容量的增加將導(dǎo)致電池的尺寸加倍，尺寸的增大將增加電池的散熱熱阻，使電池的溫度急劇上升進(jìn)而影響電池的循環(huán)使用壽命和使用安全性。且易受外界環(huán)境刺激和自身缺陷的影響發(fā)生熱失控，引發(fā)火災(zāi)。在失火后燃燒速度快、溫度高，易引發(fā)連鎖反應(yīng)，具有爆炸的可能[2]。

2.2 電動(dòng)汽車燃燒爆炸原因分析

電動(dòng)汽車由于充電以及出現(xiàn)意外事故，造成系統(tǒng)擠壓、竄動(dòng)、開裂、短路、熱沖擊、漏電、爆炸、燃燒等，從而引起的電池短路，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。究其原因，總體上來說分為外部原因和內(nèi)部原因。

2.2.1 外部原因

（1）熱沖擊。包括直接火燒或熱烘烤。熱沖擊可使電池直接暴露在高溫環(huán)境下，進(jìn)而影響電池的循環(huán)使用壽命和使用安全性，電池可能發(fā)生內(nèi)短路。

（2）碰撞。如擠壓、振動(dòng)、穿刺、跌落等，電動(dòng)汽車在碰撞后，動(dòng)力電池會(huì)受到很大的沖擊力，由于電池內(nèi)部壓力過高，如果電池本身設(shè)計(jì)缺陷，一旦電池外殼損壞，導(dǎo)致電解液與空氣接觸，會(huì)發(fā)生劇烈氧化甚至燃燒爆炸。

（3）浸水。當(dāng)電動(dòng)汽車遇到暴雨或其他涉水情況時(shí)，電池間的接線或者電動(dòng)控制系統(tǒng)就可能會(huì)由于水或者水汽的侵蝕，造成短路。一旦短路，電池溫度迅速升高，引起爆炸或者燃燒的可能性就很大[3-4]。目前還沒有發(fā)現(xiàn)電池本身未受外界作用著火的現(xiàn)象。

2.2.2 內(nèi)部原因

主要包括高壓、低壓。其中，低壓故障與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車區(qū)別不大，包括保險(xiǎn)絲、繼電器、整車控制器等；高壓故障與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車區(qū)別較大，主要包括零部件的故障：電池系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、逆變器、DC/DC、BOX故障，PTC，車載充電機(jī)，快充等，這些高壓部件，因?yàn)橛珊芏嗟木€束連接起來，一旦連接不可靠，就可能會(huì)發(fā)生短路導(dǎo)致部件失效，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。

3 電動(dòng)汽車的火災(zāi)防控措施

（1）提高對(duì)電池的火災(zāi)危險(xiǎn)性認(rèn)識(shí)。要認(rèn)識(shí)到電動(dòng)汽車中的動(dòng)力電池組是像汽油箱一樣含高能物質(zhì)的部件，具有燃燒甚至爆炸的危險(xiǎn)可能性。

（2）加快動(dòng)力電池的技術(shù)革新。電池生產(chǎn)廠家應(yīng)選擇合格原材料，改善生產(chǎn)工藝，制造出更安全的動(dòng)力電池，從源頭上把好火災(zāi)防控關(guān)口。

（3）深入開展電動(dòng)汽車火災(zāi)監(jiān)控裝置的研究。針對(duì)傳統(tǒng)火災(zāi)監(jiān)控裝置或自動(dòng)滅火裝置，因預(yù)警較為滯后、誤報(bào)率較高、啟動(dòng)方式較為單一等諸多因素，無法滿足電動(dòng)汽車火災(zāi)防控的需要，應(yīng)采用主動(dòng)式、高精度傳感器等專業(yè)火情判斷模型，開發(fā)新型自動(dòng)滅火裝置。

（4）做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作。充電時(shí)，應(yīng)選擇與電動(dòng)汽車相匹配的充電器等配件，最好是到專營(yíng)店進(jìn)行日常維修保養(yǎng)，杜絕劣質(zhì)配件；不要在烈日下充電，不要在雨中充電，不要長(zhǎng)時(shí)間充電；且應(yīng)在通風(fēng)良好的專用區(qū)域充電，以防長(zhǎng)時(shí)間充電導(dǎo)致充電器過熱引發(fā)火災(zāi)。

4 結(jié)束語

目前，電動(dòng)汽車上應(yīng)用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，正在發(fā)展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等，不同體系的電池由于正極材料的不同，其動(dòng)力電池具有不同的電化學(xué)反應(yīng)和電池電壓和容量，因此，發(fā)生火災(zāi)的表現(xiàn)也不盡相同。

動(dòng)力電池的電芯外部由外殼材料包裹，動(dòng)力電池的燃燒反應(yīng)發(fā)生在電池內(nèi)部，滅火劑一般不能直接作用在電池內(nèi)部。目前，動(dòng)力電池的火災(zāi)撲救是世界性的難題，建議消防部門和相關(guān)科研機(jī)構(gòu)從應(yīng)急救援的角度出發(fā)，研究動(dòng)力電池的滅火救援方案。

參考文獻(xiàn)：

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[3]孫義虎，樊曉輝.淺談電動(dòng)汽車的火災(zāi)原因及對(duì)策[J].學(xué)術(shù)爭(zhēng)鳴，2013（09）：128-129.

[4]吳忠華.電動(dòng)汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性探討[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2014（11）：1340-1343.

作者簡(jiǎn)介：李元梅（1987-），女，碩士，助理工程師，主要從事防火監(jiān)督、建設(shè)工程消防設(shè)計(jì)審核工作。