浅聊新能源汽车消防安全研究

张继冬

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 随着全球对环境保护的日益重视和能源结构的调整，新能源汽车产业得到了迅猛发展。然而，新能源汽车在带来环保和节能优势的同时，也面临着消防安全方面的挑战。本文深入探讨了新能源汽车消防安全问题，包括火灾风险因素、火灾特点、消防技术现状以及未来发展方向等，旨在为提高新能源汽车的消防安全水平提供参考。

1. 电池热失控
   电池热失控是新能源汽车火灾的主要原因之一。电池在充放电过程中会产生热量，如果散热不良或发生内部短路等故障，就会导致电池温度升高，进而引发热失控。热失控会使电池内部产生大量的热量和气体，可能导致电池爆炸和火灾。

2. 电池过充过放
   电池过充过放也会增加火灾风险。过充会使电池内部产生过多的锂枝晶，容易刺破电池隔膜，引发内部短路；过放则会使电池内部结构受损，降低电池的安全性。

3. 电池老化
   随着电池使用时间的增加，电池性能会逐渐下降，老化的电池更容易发生故障，增加火灾风险。

1. 高压电气系统故障
   新能源汽车的高压电气系统包括动力电池、电机、电控等部件。如果高压电气系统发生故障，如绝缘损坏、短路等，就会产生电弧和电火花，可能引发火灾。

2. 充电设施故障
   充电设施故障也是引发新能源汽车火灾的一个重要因素。例如，充电桩的电气故障、充电插头接触不良等都可能导致火灾。

1. 碰撞事故
   新能源汽车在发生碰撞事故时，可能会导致电池系统和高压电气系统受损，引发火灾。

2. 外部火源
   新能源汽车如果停放在易燃物附近或受到外部火源的影响，也可能引发火灾。

1. 电池热管理系统
   电池热管理系统可以实时监测电池的温度、电压等参数，当发现异常情况时，及时采取措施，防止电池热失控。

2. 烟雾探测器和火灾报警器
   在新能源汽车内部安装烟雾探测器和火灾报警器，可以及时发现火灾隐患，发出警报，提醒驾乘人员和消防人员采取措施。

1. 干粉灭火器
   干粉灭火器是目前新能源汽车上常用的灭火设备之一。干粉灭火器可以有效地扑灭电气火灾和可燃液体火灾，但对于电池火灾的灭火效果有限。

2. 水基灭火器
   水基灭火器对电池火灾有一定的灭火效果，但需要注意的是，在使用水基灭火器灭火时，要避免直接将水喷到电池上，以免引起电池短路。

3. 专用灭火设备
   为了更好地应对新能源汽车火灾，一些企业研发了专用的灭火设备，如气溶胶灭火器、七氟丙烷灭火器等。这些灭火设备具有灭火效率高、对环境无污染等优点，但成本较高。

1. 应急预案制定
   新能源汽车生产企业和相关部门应制定完善的应急预案，明确火灾事故的应急处置流程和责任分工，提高应急响应能力。

2. 消防培训
   加强对消防人员的培训，提高他们对新能源汽车火灾特点和灭火技术的认识，掌握正确的灭火方法和救援技巧。

3. 协同作战
   在新能源汽车火灾事故处置中，需要消防、公安、医疗等部门协同作战，形成合力，确保火灾事故得到及时有效的处置。

五、安科瑞智慧消防云平台

（一）平台概述

安科瑞智慧消防云平台依托物联网、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）组网架构

平台采用分层分布式结构，主要由终端感知设备、边缘计算网关和能效管理平台层三个部分组成，详细拓扑结构如下：

（四）参考选型

六、相关产品介绍

（一） 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/T 20234.2-2015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。

（二） 直流充电桩系列

（三）电气火灾探测器ARCM300-Z

（四）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。

七、平台功能

（一） 登录

（二）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

（三）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：

（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：

（四） 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：

（五）能耗分析

在能耗分析中，可查看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：

（六）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：

（七）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：

（八）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：

八、案例实景

九、结论

综上所述，随着我国经济的快速发展，汽车消防安全已经成为社会稳定和发展的重要内容，新能源电动汽车相关单位要给予高度重视，根据实际情况对传统的消防模式进行有效的创新和完善，这样不但可以确保消防工作的顺利开展，同时对汽车行业的经济发展也有积极作用。

参考文献

[1]蒋祥林.电动车火灾现存问题分析与对策研究[J].今日消防，2019，4（10）.

[2]姬留新，彭雨婷，夏德行.电动汽车动力电池系统热失控预防措施研究[J].汽车世界，2019，000（020）.

[3]张永成.新能源电动汽车消防安全现状与思考.

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.