職業(yè)院校新能源汽車實(shí)訓(xùn)室安全措施探討

杭州汽車高級(jí)技工學(xué)校 費(fèi)麗東

由于國(guó)家對(duì)新能源汽車的持續(xù)大力扶持，新能源汽車維修服務(wù)專業(yè)成為各職業(yè)院校競(jìng)相開(kāi)設(shè)的新興熱門專業(yè)。由于新能源汽車專業(yè)還是一個(gè)新專業(yè)，部分職業(yè)院校缺乏對(duì)該專業(yè)的深入研究，沒(méi)有建立完善的課程體系，缺少實(shí)訓(xùn)室的各項(xiàng)管理制度和相應(yīng)的學(xué)生實(shí)訓(xùn)安全措施，實(shí)訓(xùn)室存在較嚴(yán)重的安全隱患。本文提出職業(yè)院校新能源汽車實(shí)訓(xùn)室安全措施，供各學(xué)校新能源汽車實(shí)訓(xùn)的老師們參考。

我國(guó)一般把純電動(dòng)汽車、插電式油電混合動(dòng)力汽車、天然氣汽車、燃料電池汽車和其他能源汽車統(tǒng)稱為新能源汽車。目前使用最廣泛的是純電動(dòng)汽車和插電式油電混合動(dòng)力汽車。天然氣汽車與普通燃油汽車類似，燃料電池汽車和其他能源汽車離普及尚遠(yuǎn)，這幾類汽車職業(yè)院校一般不會(huì)作為學(xué)生實(shí)訓(xùn)用車，因此目前各職業(yè)院校基本以純電動(dòng)汽車和油電混合動(dòng)力汽車作為新能源汽車主力實(shí)訓(xùn)車型，并以這些車為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)設(shè)備和臺(tái)架。

新能源汽車實(shí)訓(xùn)的安全措施主要針對(duì)增加的材料（如鋰電池）及裝備（如電機(jī)控制器）的安全需要，與常規(guī)能源汽車比較，新增加的材料及裝備在實(shí)訓(xùn)過(guò)程的安全隱患就是新能源汽車實(shí)訓(xùn)室需要完善的對(duì)象，這也就是新能源汽車實(shí)訓(xùn)室的安全措施要高于常規(guī)能源汽車實(shí)訓(xùn)室的安全措施的原因所在。

純電動(dòng)汽車與常規(guī)燃料汽車相比，電動(dòng)機(jī)替換了發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力電池替換了燃油箱，同時(shí)增加了高壓控制器、高壓電纜、高壓空調(diào)壓縮機(jī)、車載充電機(jī)和DC-DC轉(zhuǎn)換器等使用高電壓設(shè)備。混合動(dòng)力汽車除了有常規(guī)能源汽車所需部件外還增加了動(dòng)力電池、高壓電纜、變頻器、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋等部件。目前大多數(shù)純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池采用的是磷酸鐵鋰電池（如比亞迪E6車）或三元鋰電池（如北汽EV150車），還有少部分車型采用鈷酸鋰電池（如特斯拉車）?；旌蟿?dòng)力汽車動(dòng)力電池采用的是磷酸鐵鋰電池（如比亞迪秦）或鎳氫電池（如豐田普銳斯）。為了提高動(dòng)力電池的輸出功率，動(dòng)力電池都采用高壓供電，其電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人體所能承受的安全電壓，如豐田普銳斯車動(dòng)力電池輸出電壓為 201.6 V，比亞迪E6車輸出電壓為400 V，比亞迪秦車動(dòng)力電池輸出電壓為500 V，甚至有更高電壓的，比如比亞迪K9車，動(dòng)力電池輸出電壓高達(dá)540 V。

動(dòng)力電池、電纜、控制器等部件工作時(shí)的高電壓，實(shí)訓(xùn)人員在檢測(cè)、拆裝等相關(guān)操作時(shí)存在觸電的風(fēng)險(xiǎn)；動(dòng)力電池使用的鋰離子電池材料存在起火、爆炸的潛在危險(xiǎn)，在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中由于操作錯(cuò)誤、操作失誤導(dǎo)致電池正負(fù)電極短路，容易引發(fā)蓄電池起火、爆炸等危險(xiǎn)事故；高壓電纜連接錯(cuò)誤、漏電、接觸不良，引發(fā)電纜漏電、高溫起火等事故。為避免這3種潛在的安全威脅而建立一套安全措施，目的是為了減少甚至避免安全事故，避免人員傷害，減少事故損失。

1 觸電問(wèn)題

為了避免觸電的傷害，在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中需要采取以下措施。

（1）新能源汽車實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師、實(shí)訓(xùn)學(xué)生，均要持證上崗。規(guī)定進(jìn)入新能源汽車實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所的人員必須具有低壓電工操作證，具備用電安全的基礎(chǔ)知識(shí)，從提高實(shí)訓(xùn)人員素質(zhì)上避免觸電事故的產(chǎn)生。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。在拆裝、檢測(cè)動(dòng)力電池時(shí)，指導(dǎo)教師先組織學(xué)生學(xué)習(xí)安全知識(shí)，嚴(yán)格按照維修手冊(cè)和用電安全手冊(cè)進(jìn)行操作，指導(dǎo)教師嚴(yán)格監(jiān)管實(shí)訓(xùn)過(guò)程。

（3）使用新能源汽車維修專用工具。該專用工具在原來(lái)的金屬工具的基礎(chǔ)上，外面加裝了絕緣材料，在拆卸或檢修動(dòng)力電池、高壓電纜、高壓控制器時(shí)，由于內(nèi)部存在高壓電或剩余高壓電容電量，如使用普通的金屬工具易導(dǎo)致實(shí)訓(xùn)人員觸電，專用維修工具的絕緣層能避免實(shí)訓(xùn)人員免受觸電的危險(xiǎn)。

（4）必須安裝合格的觸電保護(hù)器，三相插座零線需可靠接地。

（5）有效的隔離措施。電工操作規(guī)程中規(guī)定：高壓電操作場(chǎng)所必須懸掛標(biāo)示牌和裝飾遮攔，標(biāo)示牌按用途一般分為禁止、警告、允許三類，警告檢測(cè)維修人員不能隨意操作，防止產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。遮攔分為柵遮攔、絕緣擋板和絕緣罩，是為了在檢修動(dòng)力電池、高壓電纜或高壓控制盒時(shí)，防止檢修人員走錯(cuò)位置或無(wú)關(guān)人員闖入，誤入接觸帶電部件或過(guò)分接近帶電部分導(dǎo)致觸電事故。

（6）建立觸電急救應(yīng)急預(yù)案。在新能源汽車實(shí)訓(xùn)中，雖然建立了嚴(yán)密的操作規(guī)程和必要的防護(hù)措施，但仍有觸電事故產(chǎn)生的可能。能源汽車實(shí)訓(xùn)室需要建立觸電事故應(yīng)急預(yù)案，實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師要熟知預(yù)案內(nèi)容，明確預(yù)案啟動(dòng)條件。產(chǎn)生觸電事故時(shí)，應(yīng)急預(yù)案能指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)老師、學(xué)生該怎么正確操作，幫助觸電人員得到最合理處置，避免事故的擴(kuò)大，避免其他人員在救援中發(fā)生再次觸電的意外。學(xué)校應(yīng)成立有專業(yè)執(zhí)業(yè)醫(yī)師負(fù)責(zé)的醫(yī)療救援隊(duì)，具備能對(duì)觸電傷者急救的能力，需要配備專業(yè)的除顫儀和必要的搶救設(shè)備，能夠在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行心臟除顫和專業(yè)的心肺復(fù)蘇搶救的能力。

2 蓄電池起火、爆炸問(wèn)題

2.1 避免蓄電池起火、爆炸的措施

動(dòng)力蓄電池一般采用鋰離子電池，該電池易燃、易爆，在短路、碰撞、穿刺的情況下極易起火燃燒，甚至產(chǎn)生爆炸。在實(shí)訓(xùn)時(shí)對(duì)電池做好防護(hù)工作，做好電池的外殼保護(hù)，對(duì)軟包的鋰離子電池需要加合適的金屬外殼予以保護(hù)，搬運(yùn)、檢測(cè)鋰電池時(shí)必須避免跌落、擠壓，不能用尖銳的金屬去刺電池；為了防止電池短路，對(duì)電池的正極、負(fù)極端子要安裝絕緣保護(hù)帽，平時(shí)電極上面都要安裝絕緣保護(hù)帽，不能讓電極露出來(lái)，防止工具、螺絲、配件等金屬部件無(wú)意碰到導(dǎo)致短路事故，僅僅在需要測(cè)量檢修時(shí)打開(kāi)絕緣保護(hù)帽。

2.2 動(dòng)力蓄電池材料的確定

查找動(dòng)力電池手冊(cè)或電池外殼，能夠查到制造電池主要材料。乘用車類的純電動(dòng)汽車大都采用三元鋰（鎳鈷錳酸鋰）離子電池，商用車（如比亞迪K9車）等普遍采用磷酸鐵鋰電池，但是豐田混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力電池采用的是鎳-鎘電池。除了上述3類電池外，目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池還有鈷酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰離子電池，安全性與磷酸鐵鋰電池類似，可以參考磷酸鐵鋰電池的特性。

2.3 滅火材料及對(duì)策

磷酸鐵鋰電池起火時(shí)局部小范圍用水基滅火器，火勢(shì)較大或緊急時(shí)對(duì)整組電池用大量的水冷卻、滅火。鎳氫電池起火時(shí)用大量的水滅火。三元鋰電池起火時(shí)局部小范圍用水基滅火器，火勢(shì)較大或緊急時(shí)對(duì)整組電池用大量的水冷卻、滅火。

2.4 人員疏散

鋰電池起火產(chǎn)生大量有毒氣體，實(shí)訓(xùn)室內(nèi)人員必須立即疏散，防止中毒或窒息，救援人員必須佩戴防毒面具、穿耐火服裝才能進(jìn)入滅火現(xiàn)場(chǎng)。

電池組電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人體的安全電壓，產(chǎn)生火災(zāi)時(shí)所有實(shí)訓(xùn)室人員必須立即疏散到安全位置，救援中的水屬于導(dǎo)體，防止在救援時(shí)產(chǎn)生觸電事故，救援人員必須穿戴絕緣靴、絕緣手套才能進(jìn)入滅火現(xiàn)場(chǎng)。

3 高壓電路起火問(wèn)題

3.1 起火原因分析

由于純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車中電動(dòng)機(jī)的扭矩大、功率較大，因而高壓電纜流過(guò)的電流較大，在輸出最大功率時(shí)，流過(guò)高壓電纜的最大電流超過(guò)200 A。如果高壓電纜端子污損、固定螺栓沒(méi)有達(dá)到規(guī)定扭矩或端子連接面不平整等原因?qū)е码娎|接觸電阻大，流過(guò)大電流時(shí)熱量在電阻大的部位集中，短時(shí)間內(nèi)聚集高溫，燒融連接端子、點(diǎn)燃電纜橡膠、點(diǎn)燃車身易燃部件，產(chǎn)生電路起火事故。

3.2 避免高壓電路起火

在實(shí)訓(xùn)過(guò)程前，指導(dǎo)教師要做好充足的實(shí)訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作，除了常規(guī)的準(zhǔn)備教案和備課，還要對(duì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，其中一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是高壓電路的檢查，包括絕緣是否有損壞，端子的連接是否緊固可靠，防止由于前次實(shí)訓(xùn)時(shí)產(chǎn)生的疏忽導(dǎo)致本次實(shí)訓(xùn)的安全事故。

3.3 滅火材料及對(duì)策

高壓電路起火，可采用手提式干粉滅火器滅火也可用黃土和干砂進(jìn)行覆蓋滅火，如果用水滅火則使用噴霧水槍也十分有效。若火勢(shì)較小則帶上二氧化碳滅火器，對(duì)火焰根部進(jìn)行噴射。

在撲救高壓電纜火災(zāi)時(shí)，禁止用手直接接觸電纜，也不準(zhǔn)用手移動(dòng)電纜。若火勢(shì)較大，馬上報(bào)警，一旦出現(xiàn)電動(dòng)汽車電氣設(shè)備火災(zāi)事故時(shí)，應(yīng)急小組要快速趕到事故現(xiàn)場(chǎng)，立即組織電工和消防人員進(jìn)行撲救。

電纜絕緣材料是橡膠或塑料，燃燒會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害氣體，需要帶防毒呼吸器進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，在使用水基滅火時(shí)需要防止產(chǎn)生觸電事故，需要穿戴絕緣靴和絕緣手套。

新能源汽車的發(fā)展促使職業(yè)教育的跟進(jìn)和提高，但目前還缺少相關(guān)的資料和參考的案例，對(duì)新能源的安全管理往往無(wú)所適從。在我校組建和管理新能源實(shí)訓(xùn)室中得出的一些心得體會(huì)，對(duì)新能源汽車中的純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中潛在的危險(xiǎn)作膚淺的論述和應(yīng)對(duì)措施探討，希望對(duì)參與新能源汽車職業(yè)教學(xué)的同仁有所幫助。