浅谈新能源汽车消防安全设计及防范

浅谈新能源汽车消防安全设计及防范

翁苠源

广西消防救援总队防火监督处

摘要：基于我国新能源战略的实施和发展，在汽车行业中出现了大批新能源汽车，有效提高了汽车性能，并缓解了环境污染问题。而在新能源汽车高速发展的过程中，需针对其存在的消防安全进行深入分析，以此保障汽车使用的安全性和可靠性。鉴于此，本文主要结合新能源汽车消防安全事故类型及其机理，从行业管理角度提出有效策略，旨在进一步推动新能源汽车的健康发展。

关键词：新能源汽车；行业；消防安全；管理

引 言

随着新能源汽车行业的快速发展，促使我国电动汽车的保有量逐渐上升。尤其是广西地区对新能源汽车的建设发展较为快速，比如当前柳州五菱重点研发微型纯电动货车、客车、社区车以及观光车等，目前以实现批量生产。再比如宝骏厂加大新能源商务车的生产规模、南宁引进恒大新能源汽车，投资50亿元建设新能源汽车研产基地，促使新能源汽车进入市场的数量越来越多。同时在近年来，新能源汽车发生着火等重大安全事故也屡见不鲜，引起了社会的广泛关注。为此，应当加强消防应急管理，充分保障新能源汽车行业的健康发展。

1 新能源汽车消防安全事故类型及机理分析

新能源电动汽车发生消防安全事故的影响因素相对较多，机理非常复杂。但从消防的角度来看，其一般分为电池着火、车辆碰撞着火以及充电设施着火等事故类型。为提高其消防应急管理能力，应当充分认知和了解新能源汽车的消防安全事故机理，具体阐述如下。

1.1电池安全事故

新能源汽车的消防安全事故通常表现为电池引发火灾，其主要原因则是电池出现热失控，产生大量热量进而起火。当前比较常见的电池火灾诱因包括过度碰撞电池、过度充电或内短路以及热滥用等。以新能源汽车的单体动力电池出现热失控为例，其过程分为三个阶段。其一是热引发阶段，由于电动汽车的电池在使用过程中，会出现发热状态。一旦电池温度超过100℃，则会产生严重的安全隐患。其二是自生热加速期阶段，此时电池热量迅速升高，会导致SEI膜分解，进而会产生隔膜闭孔，同时电池负极会与电解液发生反应。其三是热失控阶段，电池内部发生大规模短路，正极材料出现分解，很容易产生大量热量导致电解液发生燃烧情况，这一阶段的电池温度可升高到400-1000℃。当电池温度超过99℃以上，其接近起火的临界状态，并且锂离子电池发生热失控的温度值低于公共安全行业标准。而且因为新能源汽车的电池一般是由大量的单体电池所组成，如果某一个单体电池出现热失控，就会在电池包中迅速扩散，进而导致整个电池包的温度大幅上升，形成热失控情况，很容易引发电池火灾等消防安全事故。2017年广西百色市发生一起电动车锂电池爆炸火灾事故，造成6人死亡。经调查发现居民将新能源电动车停放在楼道内进行充电，由于充电时间过长导致锂电池发热爆炸，引发这一悲剧。

1.2车辆安全事故

对于新能源汽车自身来说，也会引发安全失控的问题。其一般包括碰撞安全和电气安全两方面。其中碰撞安全则是指当新能源汽车遭受碰撞时，就会出现电池热失控等的问题，进而引发火灾。而电气安全的表现即因短路而引起的火灾，比如新能源汽车在使用时电气线路出现短路异常，常见情况有电机控制器和IGBT短路、在暴雨天气下新能源汽车受长期积水影响而出现进水短路等。由此可以看出间接引发新能源电池安全失控出现的火灾，其最终过程与电池热失控大致相同。而如果是直接引发火灾且电池未出现热失控，所采取的消防安全救援措施存在一定差异性。2020年广西百色市一辆新能源汽车由于驾驶不慎，以45km/h的速度撞击道路中间隔离栏，造成车辆迅速起火，导致车主严重烧伤。该种情况是由于车辆撞击导致电气系统短路，致使电池出现热失控现象，进而引发火灾。

1.3充电设施安全事故

目前阶段，由充电设备而引发的新能源汽车火灾事故是其存在的主要安全问题。通常情况下，导致新能源汽车充电设施出现安全隐患的原因，则是相应充电设备具有质量问题，即充电设施的防水防尘性能、防腐蚀性能不强，同时出现漏电和断路保护等。另外，还有使用规范问题和管理问题，比如用户在飞线充电时，可能引起充电线路发生火灾、线路老化后未能够进行及时更换等。此外还有通信机制不完善问题等，对新能源汽车的消防安全产生较大的威胁。从这一机制中可以发现，充电设施引发的消防安全事故，多是其自身着火波及新能源汽车，进而引起车辆或电池起火。以广西百色学院新能源摆渡车充电起火自燃事件为例，由于对充电管理不当，导致锂电池出现热失控，造成现场5辆电动摆渡车均被引燃，冒烟到起火仅发生在短短3秒内。

2 新能源汽车行业消防管理思路

针对现阶段新能源汽车消防安全事故类型及发生机理，为保障其安全性，应当进一步加强新能源汽车行业消防安全管理。并积极运用现代化技术，构建智慧化的消防安全解决方案。具体思路有以下几个方面。

2.1 设计智能车载全天候监控系统

新能源汽车行业在新时代下，需高度重视消防安全管理，通过先进的科学技术加强设计管理，坚持以预防为主的原则，强化设计质量控制。比如在新能源汽车中设计智能化的车载全天候监控系统，保障在车辆下电、人员休息时，也能够在低功耗监测功能的基础上，实现对新能源汽车的安全状态进行实时检测，当出现消防安全隐患时，既能够立即上报所有车辆的信息和报警信息，及早发现故障车辆，正确处理火灾，最大限度地降低损失程度。

2.2 建立健全新能源汽车消防安全数据平台

对新能源汽车行业的消防安全管理，还应当利用监控网络，构建完善的消防安全数据平台。在汽车发生火灾前，由监控网络接收电池警告信息。尽早发出警报，提醒相关人员进行汽车状态检查，并上传到数据平台。同时需要将该平台与国家智慧消防数据平台进行有效对接。当对某一辆新能源汽车作出安全事故或隐患判断时，即可将该车辆的所有信息、地理位置、人员及货物等传输到国家智慧消防数据平台，发挥共享作用，为就近的应急管理部门制定有效的救援方案和处理措施。

2.3 设置智能车载电池消防设备

结合新能源汽车发生火灾的机理，要想第一时间处理起火事件，则要安装相应的车载消防灭火装置。一旦发生火灾事故时，及早进行灭火处理。为有效发挥装置的功能，还应当建立智能化的车载电池消防设备，并保障其持续、不间断、全天候在线，针对单体电池出现的热失控等进行防火墙隔离，同时自动打开车载灭火装置，进而延缓或控制单体电池的热失控问题，为后续应急消防管理部门开展救援工作争取更多的时间。

2.4 完善专业消防安全数据库和维护服务

要想充分保障新能源汽车的消防安全，应当完善专业的消防安全数据和维护服务。当新能源汽车出现安全隐患或者事故的过程中，为用户以及车辆所有者和应急消防管理部门等提供专业化的分析服务。另外一方面，针对新能源汽车的消防安全维护服务，还应当制定严格化的安全标准和规范。通过提高准入条件以实现新能源汽车行业创新发展，不断提升消防安全数据库以及维护业务的服务能力。对于行业整体来说，需要尽快制定和出台健全的新能源汽车安全年检规范、电池包消防安全接口规范、充电设施建设规范等，有效预防消防安全事故的发生。

2.5 加强新能源汽车的消防安全考核

基于我国新能源汽车的发展现状，其数量逐渐攀升，为保证消防安全管理实效，应当从政策角度出发，进一步强化新能源汽车的消防安全考核，并将其作为补贴发放的标准之一，优先于能量密度和价格指标等，以此推动行业提高对汽车消防安全的重视程度，并从设计和生产过程等环节注重消防安全性能的考虑，充分完善新能源汽车的安全性能。

2.6 强化对停放充电场所的消防安全管理

根据新能源汽车出现火灾的原因和机理，充电过程中发生火灾的情况较多。为充分提高消防管理力度，维护人们生命财产安全，应当注重对电动车辆的停放充电场所开展全面的消防控制管理。对小区及道路周边的充电设施有效落实物业企业以及相关管理单位的责任，严禁新能源汽车停放在居民楼道、消防安全疏散通道以及安全出口等位置进行充电。并严格控制车主私拉电线的现象，可采取相应的警告和处罚手段。并对城市适当区域鼓励和提倡安装智能充电桩，实现充电后的自动断电，避免出现充电过度而引发电池热失控，尽可能提高消防安全管理实效。

3 结束语

综上所述，随着新能源汽车行业的不断发展，其对消防安全问题及管理的重视程度越来越高。为充分保障新能源汽车的使用安全，应当深入分析其消防安全事故类型和机理，以此为依据，提出设计智能车载全天候监控系统、建立健全新能源汽车消防安全数据平台、设置智能车载电池消防设备、完善专业消防安全数据库和维护服务以及加强新能源汽车的消防安全考核，构建完善的智慧化新能源汽车行业消防安全应急管理体系，切实推动产业向前进步发展。

参考文献：

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