浅聊关于新能源汽车火灾原因及对策分析

1. 电池热失控
   新能源汽车主要采用锂离子电池，在充放电过程中，电池内部会产生热量。如果电池散热不良或发生内部短路等故障，热量无法及时散发，就会导致电池温度升高，引发热失控。热失控会使电池内部发生剧烈的化学反应，产生大量的热量和气体，最终导致电池起火甚至爆炸。

2. 电池过充过放
   在充电过程中，如果充电设备故障或操作人员失误，导致电池过充，会使电池内部的锂离子过度嵌入负极，造成负极析锂，形成锂枝晶。锂枝晶容易刺破电池隔膜，引发内部短路，从而导致火灾事故。同样，在放电过程中，如果电池过度放电，也会使电池内部结构受损，增加火灾风险。

3. 电池老化
   随着使用时间的增加，电池会逐渐老化，其性能会逐渐下降。老化的电池可能会出现内阻增大、容量衰减等问题，容易引发热失控等故障。此外，电池在长期使用过程中，可能会受到外部冲击、振动等因素的影响，导致电池内部结构受损，也会增加火灾风险。

1. 高压线路短路
   新能源汽车的电气系统中存在大量的高压线路，如动力电池与电机之间的连接线路、充电线路等。如果这些高压线路发生短路，会产生巨大的电流，瞬间释放大量的热量，可能引发火灾事故。高压线路短路的原因主要有线路老化、绝缘破损、受到外力挤压等。

2. 电气设备故障
   新能源汽车中的电气设备，如电机、电控系统、充电器等，如果出现故障，也可能引发火灾事故。例如，电机在运行过程中如果发生堵转、过载等情况，会使电机温度升高，可能引发火灾；电控系统如果出现故障，可能导致电池过充过放、电机失控等问题，增加火灾风险；充电器如果质量不合格或使用不当，也可能引发火灾。

1. 充电设施故障
   充电桩、充电枪等充电设施如果存在质量问题或故障，可能会导致充电过程中出现过压、过流、过热等情况，从而引发火灾事故。此外，充电设施的安装和维护不当，也可能导致电气线路短路、接地不良等问题，增加火灾风险。

2. 充电操作不规范
   在充电过程中，如果操作人员不按照规范操作，如使用不匹配的充电设备、在高温、潮湿等环境下充电、充电时间过长等，也可能引发火灾事故。例如，使用非原装充电器或劣质充电器，可能会导致充电电压、电流不稳定，损坏电池；在高温环境下充电，会使电池温度升高，增加热失控的风险；充电时间过长，可能会导致电池过充，引发火灾。

1. 碰撞事故
   新能源汽车在发生碰撞事故时，可能会导致电池、高压线路等部件受损，引发火灾事故。例如，碰撞可能会使电池外壳破裂、内部结构受损，导致电池短路、热失控；碰撞也可能会使高压线路断裂、绝缘破损，引发短路火灾。

2. 高温环境
   在高温环境下，新能源汽车的电池、电气系统等部件的工作温度会升高，容易引发火灾事故。此外，高温环境还可能会加速电池老化、降低电池性能，增加火灾风险。

3. 浸水
   如果新能源汽车浸水，可能会导致电池、电气系统等部件短路，引发火灾事故。特别是在暴雨、洪水等自然灾害中，新能源汽车浸水的风险较大。

三、安科瑞AcrelCloud-9000充电站运营平台

（一）平台概述

安科瑞充电站运营平台依托物联网、云计算、互联网、大数据、AI等技术，对充电站配电系统的运行、电能消耗、电能质量、充电安全和行为安全进行实时监控和预警，为充电站的可靠、安全、经济运行提供保障，并及时切除安全隐患、避免电气火灾发生，从而保障人员的生命财产安全，打造“安全、高效、舒适、绿色”的“人—车—桩—电网—互联网—多种增值业务”的智慧充电站，提升充电站的社会和经济价值。

（二）适用场合

可广泛应用于医院、学校、酒店、体育场等公共建筑；商业广场、产业园等综合园区；企业、住宅小区等场所。

（三）系统结构

平台采用分层分布式结构，主要由感知层、网络层和平台层三个部分组成，详细拓扑结构如下：

现场设备层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换，可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为，并完成微信、支付宝在线支付等应用。

多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电气火灾探测器、限流式保护器、智能插座可通过全网通4G通讯模组与平台直接通讯。

电能质量分析仪表、烟雾传感器和测温装置通过RS485，摄像头通过RJ45与智能网关通讯，再由智能网关通讯通过4G统一与平台通讯。

限流式保护器既可以通过4G连接平台，也可以通过RS485连接网关。

平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能联网的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP查看各处的运行情况。

（四）相关产品介绍

1. 7KW交流充电桩AEV-AC007D

产品功能

（1）智能监测：充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能，如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。

（2）智能计量：输出配置智能电能表，进行充电计量，具备完善的通信功能，可将计量信息通过RS485分别上传给充电桩智能控制器和网络运营平台。

（3）云平台：具备连接云平台的功能，可以实现实时监控，财务报表分析等等。

（4）保护功能：具备防雷保护、过载保护、短路保护，漏电保护和接地保护等功能。

（5）材质可靠：保证长期使用并抵御复杂天气环境。

（6）适配车型：满足国标充电接口，适配所有符合GB/T20234.2-2015国标的电动汽车，适应不同车型的不同功率。

（7）资产安全：产品全部由中国平安保险承保，充分保障设备、车辆、人员的安全。

2.直流充电桩系列

3.电气火灾探测器ARCM300T-Z-4G

产品功能：

（1）电表由独立的计量芯片进行电压、电流、电能的计量；

（2）LCD字段显示，支持四按键编程；

（3）支持470Mhz~510MhzLora无线通讯，频道和扩频因数可设置、支持RS485通讯，波特率1200bps-9600bps可设，奇偶校验位可设、支持红外通讯；

（4）支持2G、NB、4G通过直接上传平台；

（5）支持监测设备主动上报停上电信息；

（6）支持穿刺夹取电、磁钢取电等，满足不断电施工的技术要求；

（7）支持标准的DIN35导轨安装、安装完成后可加装铅封盖，防止私自拆卸；

（8）支持全电力参数测量（U、I、P、Q、S、PF、F），电压及电流不平衡度，电压电流相

4.限流式保护器ASCP200

产品功能：

（1）短路保护：保护器实时监测用电线路电流，当线路发生短路故障时，能在150微秒内实现快速限流保护，并发出声光报警信号；

（2）过载保护：当线路电流过载且持续时间超过动作时间（3~60秒可设）时，保护器启动限流保护，并发出声光报警信号；

（3）表内超温保护：当保护器内部器件工作温度过高时，保护器实施超温限流保护，并发出声光报警信号；

（4）组网通讯：保护器具有1路RS485接口，可以将数据发送到后台监控系统，实现远程监控。

（五）平台功能

1.首页

平台首页显示充电站的位置及在线情况，统计充电站的充电数据

2.实时监控

（1）充电站监控

可以按站点名称进行筛选，显示站点详情、充电枪列表、统计订单信息、故障记录，点击某个充电枪编号后在进入充电枪监控页面实时监测变压器负荷（搭配ACM300T、ADW300），当负荷超过50%时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为50%，当变压器负荷超过80%时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止。如图所示：

统计当前充电站各充电桩回路的数据；通过卡片的形式展现充电桩的数据；显示故障列表；如图所示：

（2）充电桩监控

显示充电桩充电数据；显示各回路的充电状态；可以对充电中的回路进行手动终止；显示订单信息、故障信息；如图所示：

（3）设备监控

显示限流式保护器的状态，包括线路中的剩余电流、温度及异常报警，如图所示：

3.故障管理

（1）故障查询

故障查询中记录了登录用户相关联的所有故障信息。如图所示：

（2）故障派发

故障派发中记录了当前待派发的故障信息。如图所示：

（3）故障处理

故障处理中记录了当前待处理的故障信息。如图所示：

4.能耗分析

在能耗分析中，对应时段关联站点和关联桩的能耗信息并显示对应的能耗趋势图。如图所示：

5.故障分析

在故障分析中，可查看相关时间内的故障数、故障状态、故障类型、趋势分析以及故障列表。如图所示：

6.财务报表

在财务报表中，可根据时间查看关联站点的财务数据。如图所示：

7.收益查询

在收益查询中，可查看总的收益统计、收益变化曲线图、支付占比饼图以及实际收益报表。如图所示：

四、结语

目前，我国新能源汽车的产量和销量迅速增长，其适用范围也在不断扩大。新能源汽车在成为社会大众重点关注的同时，其相关技术也在不断发展。但是随着越来越多新能源汽车被投入到使用中，由其引发的火灾事故风险也在不断增加。为了有效保障人民的生命财产安全，维护好社会的稳定，需要深入研究和分析新能源汽车火灾的原因，并找到具有针对性的应对措施，才能有效解决新能源汽车火灾问题，推动我国新能源汽车可持续发展。

参考文献

[1]李明.电动汽车火灾预防研究内容及应注意的问题[J].中文科技期刊数据库(文摘版)经济管理，2016（4）:282.

[2]唐博,王立华,康进军.汽车火灾特性及“油电一体化”事故成因调查技术路线研究[J].宁夏工程技术.

[3]任建运.汽车电气火灾原因及对策分析[J].

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

作者简介：

张继冬，男，安科瑞电气股份有限公司