新能源電動(dòng)汽車(chē)消防安全現(xiàn)狀與思考

林恒

浙江省杭州市蕭山區(qū)消防救援大隊(duì) 浙江杭州 311200

最近的一些年里，小型電動(dòng)汽車(chē)裝備制造業(yè)和產(chǎn)業(yè)正在中國(guó)發(fā)展起來(lái)并且勢(shì)頭非常迅猛，可以說(shuō)電動(dòng)汽車(chē)裝備制造業(yè)和產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)近日在正式發(fā)布最新年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并從資料分析顯示中國(guó)，2018年國(guó)內(nèi)電動(dòng)式汽車(chē)市場(chǎng)總銷(xiāo)量同比整體下滑表現(xiàn)明顯遇冷，新一代能源車(chē)和電動(dòng)車(chē)全球市場(chǎng)累計(jì)銷(xiāo)量卻創(chuàng)上屆全年全球歷史市場(chǎng)銷(xiāo)量增長(zhǎng)新高。1～9月我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量比上屆我國(guó)全年同期銷(xiāo)量分別同比累計(jì)增長(zhǎng)73%和81.1%。而從當(dāng)年全球汽車(chē)市場(chǎng)表現(xiàn)來(lái)看，根據(jù)來(lái)自中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)協(xié)會(huì)官方網(wǎng)站近日正式公布的最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年1～9月累計(jì)我國(guó)當(dāng)年全球小型車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)全球市場(chǎng)累計(jì)銷(xiāo)量同比均較上屆全年同期激增61%，首次全球銷(xiāo)量累計(jì)突破20萬(wàn)輛創(chuàng)上屆全年全球歷史市場(chǎng)銷(xiāo)量增長(zhǎng)新高，1～9月累計(jì)我國(guó)當(dāng)年全球小型車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)銷(xiāo)量分別累計(jì)超過(guò)全球市場(chǎng)銷(xiāo)量近130萬(wàn)輛，全年全球銷(xiāo)量累計(jì)超過(guò)200萬(wàn)輛[1]。

1 新能源電動(dòng)汽車(chē)安全問(wèn)題現(xiàn)狀

雖然目前頻繁發(fā)生的電動(dòng)汽車(chē)自燃的事故，使得這一點(diǎn)的安全性在中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)中成了最為重要的方面，但也可以看出，電動(dòng)汽車(chē)安全將直接決定整個(gè)中國(guó)新能源電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的成敗。但是，關(guān)于新舊汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的相關(guān)消防安全管理問(wèn)題，給水管道和連接的消防安全和管理基本上還處于一個(gè)不是非常健全狀態(tài)。新能源電動(dòng)汽車(chē)安全行業(yè)從業(yè)人員普遍認(rèn)為，產(chǎn)品質(zhì)量和安全問(wèn)題一直是常見(jiàn)汽車(chē)安全事故的主要原因。2018年9月20日在2018年全球未來(lái)汽車(chē)移動(dòng)技術(shù)大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院高鵬院士歐陽(yáng)明高認(rèn)為汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題一直是近期我國(guó)新能源電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生起火爆炸事件的主要形成原因，企業(yè)過(guò)分過(guò)于追求財(cái)政補(bǔ)貼工程技術(shù)指標(biāo)，導(dǎo)致工程技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)證能力不足、工程技術(shù)解決方案不成熟，給汽車(chē)產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題埋下了巨大安全隱患。國(guó)家安委新能源電動(dòng)汽車(chē)安全技術(shù)創(chuàng)新支撐工程重點(diǎn)專(zhuān)家組原副組長(zhǎng)王秉剛張偉認(rèn)為，電動(dòng)汽車(chē)安全技術(shù)問(wèn)題得到重視普及程度還很不夠，所有長(zhǎng)期從事與我國(guó)新能源電動(dòng)汽車(chē)安全相關(guān)研究工作的技術(shù)人員都認(rèn)為應(yīng)將安全放在首位。他還分析認(rèn)為，對(duì)安全火災(zāi)監(jiān)控信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要更加注重實(shí)效，火災(zāi)發(fā)生前，安全監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)可以及時(shí)顯示部分區(qū)域的火災(zāi)預(yù)警和預(yù)警信息，但未引起公眾關(guān)注，未及時(shí)采取行動(dòng)，表明安全監(jiān)測(cè)職責(zé)不明確，信息網(wǎng)站只是一種形式。中國(guó)消防隊(duì)也在密切關(guān)注著新能源電動(dòng)汽車(chē)使用的相關(guān)問(wèn)題同時(shí)也在各地的消防教育中增加了關(guān)于電動(dòng)汽車(chē)消防安全的教育工作，新能源電動(dòng)車(chē)的消防問(wèn)題是在目前的消防問(wèn)題里面的重中之重，因?yàn)檫@些出現(xiàn)在中國(guó)的一系列電動(dòng)汽車(chē)的安全問(wèn)題中國(guó)消防技術(shù)部也是舉辦了2016年全國(guó)性“863”五年計(jì)劃“下一代高性能純電動(dòng)轎車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)研發(fā)”重點(diǎn)項(xiàng)目的兩個(gè)子課題“電動(dòng)汽車(chē)消防安全技術(shù)規(guī)范體系研究”兩個(gè)項(xiàng)目做著整個(gè)課題的技術(shù)指導(dǎo)的角色并且也起著研究技術(shù)的任務(wù)，提出《電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)消防安全技術(shù)規(guī)范體系框架》，規(guī)劃了一系列應(yīng)急火災(zāi)事故規(guī)范并且做吃了相當(dāng)嚴(yán)格的防控相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

2 新能源電動(dòng)汽車(chē)安全事故類(lèi)別及機(jī)理分析

電動(dòng)汽車(chē)的一些危險(xiǎn)因素，在道路交通事故中的影響有很多，一些危險(xiǎn)因素很可能使得產(chǎn)生重大的人員傷亡，機(jī)理也十分復(fù)雜。根據(jù)其他安全事故在電動(dòng)汽車(chē)一些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，主要的安全事故原因大致可分為三類(lèi)：鋰電池本身故障引起的，車(chē)輛故障引起的其他安全事故和電池充電樁等設(shè)施故障引起的其他安全事故。

2.1 電池本身的安全事故及機(jī)理分析

與新能源汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)消防安全相關(guān)的事故，大部分主要表現(xiàn)為人為外部因素引起的車(chē)輛火災(zāi)。內(nèi)部原因主要與變暖和不受控制的溫度有關(guān)。車(chē)輛會(huì)產(chǎn)生各種熱反應(yīng)?；馂?zāi)和緊急情況。人們普遍認(rèn)為，點(diǎn)火觸發(fā)器分為三種類(lèi)型：使用設(shè)備使得能量誤用（與汽車(chē)碰撞等）、電能誤用（電池過(guò)充、內(nèi)部電氣短路等）以及輕微違反熱失控，我們終于可以找到其他熱失控加速反應(yīng)的機(jī)制熱反應(yīng)和不受控制的溫度反應(yīng)的發(fā)生，因此我們可以找到有效的方法來(lái)有效控制或防止延遲這種不受控制的反應(yīng)發(fā)生的過(guò)程或?yàn)橄啦块T(mén)找到有效的解決方案來(lái)?yè)錅缁馂?zāi)。單個(gè)混合動(dòng)力電池內(nèi)部熱失控的過(guò)程大致可以分為三個(gè)主要階段：使用電池過(guò)程中熱在電池內(nèi)部會(huì)生熱，出現(xiàn)電池安全隱患時(shí)之后生成的熱釋放到電池接近100攝氏度的特定位置即為遇熱即冷引發(fā)失控階段，此后電池進(jìn)入自身產(chǎn)生熱量的加速期燃燒階段，從電池引起膜與膜的熱分解反應(yīng)開(kāi)始，逐步生熱產(chǎn)生電池隔膜閉孔、負(fù)極與離池電解液發(fā)生反應(yīng)，到熱引發(fā)失控過(guò)程階段后會(huì)發(fā)生電池大規(guī)模內(nèi)部電線短路，正極導(dǎo)電材料的熱分解，產(chǎn)生大量電池?zé)崃亢髲囊鹉づc電解液反應(yīng)開(kāi)始快速燃燒，電池的工作溫度很有可能會(huì)升高400～1000攝氏度。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室確定，在結(jié)合美國(guó)國(guó)家極端過(guò)熱和自燃測(cè)試之后，我國(guó)實(shí)驗(yàn)室在目前的做出測(cè)試結(jié)果并且比對(duì)了美國(guó)國(guó)家研究人員進(jìn)行分析后，這兩個(gè)是用于識(shí)別電池最外層突起的檢測(cè)點(diǎn)。最佳溫度閾值表示是否已經(jīng)完全超過(guò)99攝氏度溫度閾值，以便準(zhǔn)確分析判斷此時(shí)檢測(cè)到的電池溫度是否完全接近當(dāng)前電池過(guò)熱起火的最佳溫度閾值。鋰離子材料電池動(dòng)力生產(chǎn)設(shè)備常在高壓低溫下產(chǎn)生熱化學(xué)反應(yīng)。溫度失控的原因。工作環(huán)境溫度高于標(biāo)準(zhǔn)值，電動(dòng)汽車(chē)用離子電池由大量有源單離子電池組成[3]。充滿電的電池材料的熱溫一旦失控，熱量就會(huì)在單個(gè)電池材料包內(nèi)迅速散失，容易導(dǎo)致整個(gè)電池材料包內(nèi)的溫升不受控制。因此，在使用自給式塑料包裝時(shí)，如何有效控制單體電芯外殼與電池之間的失控?zé)犭娏?，甚至在電芯與電池之間安裝“防火墻”，對(duì)于防火非常重要。這些失控安全電池在安全電池保護(hù)包中具有更高的保護(hù)性能發(fā)生火災(zāi)時(shí)的安全實(shí)施救援行動(dòng)仍然困難重重。

2.2 車(chē)輛引起的安全事故及機(jī)理分析

安全系統(tǒng)的失靈甚至是失控在新能源汽車(chē)使用行駛的過(guò)程中本身也很可能會(huì)出現(xiàn)，主要原因是車(chē)輛碰撞安全和電動(dòng)汽車(chē)安全。通常，注意碰撞安全。傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)的主要安全性是汽車(chē)的碰撞安全性，但新能源電動(dòng)汽車(chē)缺乏碰撞安全性，有時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致汽車(chē)電池不受控制的熱量輸入，從而導(dǎo)致車(chē)內(nèi)起火；汽車(chē)的電氣安全。主要危害是短路引起的電氣火災(zāi)，包括高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器和電機(jī)等電氣水電線路短路，長(zhǎng)時(shí)間耗電或長(zhǎng)時(shí)間短期使用，因大雨浸入潛水區(qū)。水中短路引起短路等。從兩車(chē)啟動(dòng)失控的發(fā)生情況分析，可以明顯看出車(chē)輛間接啟動(dòng)導(dǎo)致防護(hù)性能失控車(chē)輛電池，并直接導(dǎo)致電池起火。最終失控的過(guò)程在有一定的安全性的前提下和電池本身的安全性保證的情況下最終也會(huì)失控。并且過(guò)程是一樣的；如果直接啟動(dòng)汽車(chē)點(diǎn)燃電池，但電池不熱安全且不受控制，電池的保護(hù)安全是與在事故現(xiàn)場(chǎng)的消防隊(duì)救援措施在原理上是完全不同的[4]。

2.3 充電設(shè)施引起的安全事故及機(jī)理分析

由充電器和其他設(shè)備故障引起的電動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)也成為當(dāng)今最大的安全問(wèn)題之一。充電器安全和質(zhì)量保證問(wèn)題、與監(jiān)管程序、與管理實(shí)踐相關(guān)的問(wèn)題以及充電器和車(chē)載電動(dòng)汽車(chē)之間無(wú)線通信系統(tǒng)的低可靠性可能對(duì)充電安全構(gòu)成重大風(fēng)險(xiǎn)。質(zhì)量安全問(wèn)題主要包括滲水、防塵、防腐蝕、漏電、短路保護(hù)和通訊管理機(jī)制故障等。管理安全問(wèn)題包括用戶通過(guò)飛行線路充電時(shí)，一些專(zhuān)用充電站的線路出現(xiàn)了大部分老化的現(xiàn)象，這說(shuō)明沒(méi)有在國(guó)家規(guī)定的時(shí)間內(nèi)更換線路，所以在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中顯示“存在安全隱患”，但該部門(mén)未建立管理機(jī)制，未進(jìn)行任何應(yīng)急處理。

3 新能源汽車(chē)智慧中國(guó)消防安全問(wèn)題解決模式方案數(shù)據(jù)分析

當(dāng)前，新一代清潔能源汽車(chē)和家用電動(dòng)汽車(chē)的總體發(fā)展形勢(shì)、使用安全和管理逐漸受到廣泛和社會(huì)各界的關(guān)注，新一代清潔能源汽車(chē)和家用電動(dòng)汽車(chē)備受關(guān)注。未來(lái)社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)原則上制定的科學(xué)合理地解決社會(huì)問(wèn)題的決策思想現(xiàn)在可以分為三個(gè)主要組成部分。

（1）從解決產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題入手。電動(dòng)汽車(chē)的安全要以有效預(yù)防事故為。主要從安全產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)制造做起，并且要嚴(yán)格控制其在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的質(zhì)量。

（2）研究制定嚴(yán)格的安全和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提高行業(yè)可及性。要盡快查明國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)安全年度審核相關(guān)規(guī)定，出臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)安全黑匣子、電池外包裝、消防和其他相關(guān)規(guī)定的驗(yàn)證接口。盡快制定更嚴(yán)格的新能源和可再生能源電動(dòng)公交車(chē)技術(shù)安全標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足這些新的安全標(biāo)準(zhǔn)，必須增加車(chē)輛成本。

（3）目前全國(guó)新能源電動(dòng)汽車(chē)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)帶來(lái)更好的實(shí)際效果。一些小型電動(dòng)汽車(chē)有自己的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可以在電池起火前后為鋰電池生成火災(zāi)報(bào)警信息，但一直未能達(dá)到一些效果。

（4）在民用新能源電動(dòng)汽車(chē)上應(yīng)當(dāng)安裝車(chē)載消防車(chē)的滅火輔助裝置，當(dāng)事故出現(xiàn)安全事故時(shí)立即派員進(jìn)行緊急滅火。由于目前新能源電動(dòng)汽車(chē)安全發(fā)生著火危險(xiǎn)事故的發(fā)生機(jī)理比較特殊，車(chē)載消防機(jī)械滅火防護(hù)裝置難以充分發(fā)揮重要防護(hù)作用。

（5）從經(jīng)濟(jì)政策上把安全放在首位。安全管理考核已首次成為2019年汽車(chē)補(bǔ)貼發(fā)放政策重點(diǎn)討論的大方向，能量消耗密度和燃料價(jià)格比等指標(biāo)將首次排在安全之后進(jìn)行考核，企業(yè)也將讓社會(huì)更加高度重視家用電動(dòng)車(chē)的安全管理問(wèn)題。

4 國(guó)家應(yīng)急安全管理技術(shù)部門(mén)的工作角度可能出現(xiàn)的問(wèn)題

（1）就是由于現(xiàn)有當(dāng)前新能源電動(dòng)汽車(chē)消防監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)在當(dāng)前車(chē)輛進(jìn)行下水上電以后的車(chē)輛靜置期間不能及時(shí)收到當(dāng)前車(chē)輛下電信息，即使當(dāng)前車(chē)輛下電發(fā)生了重大安全事故，監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)也可能無(wú)法及時(shí)發(fā)出報(bào)警。

（2）就是現(xiàn)有消防監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)僅僅是一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控平臺(tái)，并沒(méi)有跟當(dāng)前國(guó)家移動(dòng)智慧消防監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行有效對(duì)接，即使現(xiàn)有車(chē)輛因新的電動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)發(fā)生火災(zāi)，也無(wú)法為消防員和救援人員提供有效地幫助。

（3）這是因?yàn)槟壳败?chē)載消防安全監(jiān)測(cè)裝置難以充分發(fā)揮其作用，應(yīng)優(yōu)先研究開(kāi)發(fā)新型移動(dòng)式車(chē)載消防安全監(jiān)測(cè)裝置，研究其安全失控機(jī)制。當(dāng)前新能源電動(dòng)車(chē)事故。其設(shè)計(jì)目標(biāo)主要任務(wù)是及時(shí)預(yù)警和有效控制車(chē)輛延緩著火發(fā)生過(guò)程，為消防員和救援人員爭(zhēng)取寶貴生命時(shí)間。

（4）從前文三類(lèi)交通安全事故的發(fā)生機(jī)理模型分析已經(jīng)可以明顯看出，影響新一代能源車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)消防應(yīng)急救援的三種核心危險(xiǎn)因素主要包括有：及時(shí)主動(dòng)報(bào)警、控制或方法延緩交通失控事故過(guò)程和及時(shí)調(diào)查了解交通安全事故發(fā)生原因。

5 結(jié)語(yǔ)

由此我們可以充分看出，對(duì)目前新能源電動(dòng)汽車(chē)的各種消防安全問(wèn)題進(jìn)行全天候?qū)崟r(shí)無(wú)距離死角的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控，根據(jù)動(dòng)力電池的各種熱高溫失控反應(yīng)機(jī)理重新研制熱高溫失控"防火墻"監(jiān)控技術(shù)，并將目前新能源電動(dòng)汽車(chē)的消防安全和問(wèn)題技術(shù)納入我國(guó)城市安全智慧消防解決體系，是比較完備的消防解決實(shí)施方案。