破拆技術(shù)在新能源電動汽車事故救援中的應(yīng)用探究

李瑞寶 陳志強

1.中國消防救援學(xué)院 北京市 102202 2.北京福田戴姆勒汽車有限公司 北京市 101400

1 引言

對于出現(xiàn)車禍，特別是汽車相撞，不僅會造成強大的沖擊力，對乘客造成傷害，而且還會致使車輛造成變形，很難提高營救的效果。有關(guān)的調(diào)查顯示，在車禍后五分鐘之內(nèi)進(jìn)行搶救，可以提高搶救的成功率，減少車禍傷亡。所以，分析破拆技術(shù)是非常有意義的，這將有利于提高救援工作的品質(zhì)。

2 新能源電動汽車常見構(gòu)造

新能量電動車包括電力驅(qū)動系統(tǒng)，能量傳輸系統(tǒng)，電力傳輸和控制系統(tǒng)以及相應(yīng)的設(shè)備。電力驅(qū)動、傳輸和控制系統(tǒng)是電力驅(qū)動、傳輸和控制的核心，包括電動機、蓄電電池和與之配套的速度控制組件。在能源輸送上，它的傳動結(jié)構(gòu)要比發(fā)動機的傳動更有彈性，而且可以減少機械的傳動機構(gòu)。新能源電動車的動力來自于電池，由電能輸送和傳動裝置來實現(xiàn)車輛的動力，因此要依據(jù)其本身的特性對其進(jìn)行空間布置。因為新能源動力汽車可以采用分散式的輪子馬達(dá)，而不必再采用常規(guī)的燃料汽車的變速器，因此它的動力系統(tǒng)發(fā)生了翻天覆地的改變，發(fā)動機、油箱、冷卻系統(tǒng)、排氣消聲系統(tǒng)、變速器、驅(qū)動橋、動力鏈條等附屬設(shè)備都被淘汰了，既節(jié)省了大量的空間，又降低了汽車的重量。因此，我們需要對新能源電動車的產(chǎn)品進(jìn)行全面的規(guī)劃。為了保證汽車的駕駛舒適性，常規(guī)的內(nèi)燃汽車布局通常是以引擎為前部，前車輪為動力。引擎、動力、駕駛室等因素，都會影響到整個車身的結(jié)構(gòu)，但新能源電動車的外形卻有更大的靈活性，這是傳統(tǒng)的內(nèi)燃機無法做到的，因此，新能源電動車的外形設(shè)計將會有一個嶄新的世界。

3 交通事故形式分類

根據(jù)汽車碰撞后的后果，可以分為正面碰撞、追尾碰撞、正面?zhèn)让媾鲎埠托迸鲎驳仁鹿剩瑹o論是事故數(shù)量、人員傷亡、財產(chǎn)損害，均超過了事故總量的三分之二。正面撞擊容易使車體發(fā)生扭曲，如果發(fā)生追尾、墜落等事故，會給汽車帶來很大的傷害。當(dāng)汽車前后相撞時，乘客最容易被卡住。我國大部分的汽車都是平頭車，在相撞時，前傾會變形，而鋼板很容易將乘客困在里面，很難開啟。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在車禍中，短尾汽車的死亡率高于長頭型汽車。如果是在車輛發(fā)生了追尾事故時，車輛的后部受到了很大的沖擊，導(dǎo)致了車輛的后部發(fā)生了很大的扭曲，導(dǎo)致后面的乘客很容易被卡住。

（1）正面撞擊。前沖是車輛迎頭相撞，是指車輛在行駛時，與障礙物直接相撞。包括前車與靜止的墻體碰撞；車輛與對面行駛的車輛相撞；車輛發(fā)生了撞車等事件。由于其它理由而進(jìn)入反方向，與來自另一方的車輛直接碰撞，在這種情況下，車身的變形和車速是成正比的，車身會發(fā)生劇烈的碰撞，導(dǎo)致車輛發(fā)生變形，這就給營救帶來了極大的困難。

（2）側(cè)面撞擊。側(cè)撞是指車輛與障礙物在某一角度上相撞，其中，有車輛與固定墻面的傾角相撞，車輛與車輛的傾側(cè)相撞。當(dāng)車輛在沒有信號的情況下，車輛在直道上平行行駛，并在同一時間通過交叉口時，會產(chǎn)生橫向相撞。此外，在路口左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎時也會發(fā)生這種相撞，這種事故使汽車外側(cè)與乘員之間的距離很短。因此，側(cè)向碰撞通常會造成很高的死亡，很多時候，由于旅客的車廂發(fā)生碰撞，車身發(fā)生了扭曲，使得受傷員附近區(qū)的救援余地很少。

（3）車輛翻滾。汽車滾動是一種特定的運動類型，它圍繞著它的縱向軸線或橫向軸線轉(zhuǎn)動90多度。翻車是一種事故率高、危害極大的交通意外，在國內(nèi)，翻車是一種常見的翻滾、倒車等事故，翻車是汽車在行進(jìn)過程中，由于側(cè)傾的力量，導(dǎo)致車輪的一部分或所有車輪在空中懸掛，導(dǎo)致汽車墜落。墜車是汽車在離開地面后，從地面上脫落下來，與原來的道路保持著一定的高度差距，正確地將滾動的汽車定位在搶救中是非常重要的。一旦傷者被吊在某個危險的地方，或者懸掛在某個固定部位的頂部，營救就會變得更加困難，因此，在這樣的情況下，最重要的就是盡可能地減少被困的人的數(shù)量。

（4）車輛碾壓或撞碎。汽車發(fā)生重疊或撞擊，是當(dāng)前方的汽車突然減速或緊急停車時，后方的汽車沒有及時的保護(hù)，或者雨霧天的駕駛員視力不好，后面的汽車在看到前面的汽車時，因為距離過近，沒有及時的采取任何措施，導(dǎo)致了前面的汽車和后面的汽車發(fā)生了碰撞。這類交通事故多見于汽車和重型卡車，在車禍中，被圍困的乘客大多被車身的扭曲所覆蓋。因為工作空間有限，而且被困的環(huán)境很復(fù)雜，所以在處置這些意外時，很難確保他們的安全，因為破碎的汽車需要妥善地處理，可以采用沉重的支架來提高穩(wěn)定性，而且在營救期間，要始終注意固定的牢固。

4 新能源電動汽車安全問題分析

新能源電動車的關(guān)鍵部件是電池，安全事故中最容易發(fā)生的事故是由電池引起的，據(jù)統(tǒng)計，新能源車的電池安全問題、碰撞事故、充電設(shè)備等都是導(dǎo)致新能源車著火的重要原因。

（1）電池本身的安全事故分析。在整個系統(tǒng)中，電池的熱失控主要有三個階段：蓄熱期、充氣期和充放電期。由于外部加熱、短路和大電流放電導(dǎo)致的電池升溫，在接近100℃時，SEI薄膜會被分解，與電解質(zhì)等產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使其在溫度上升時產(chǎn)生新的強烈放熱。在超過200℃的時候，鋰離子的陽極就會發(fā)生裂變，并且持續(xù)加熱，然后和電解質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。經(jīng)過長期激烈的反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量不斷地散發(fā)出來，再加上高溫和大量的氣體，最后導(dǎo)致了爆炸。由于電池是由高保護(hù)級別的蓄電池組成，進(jìn)入行流的降溫和滅火十分艱難。

（2）交通事故碰撞。新能源電動車在發(fā)生交通意外時，很容易出現(xiàn)安全失控，如因碰撞而損壞，造成人身傷害，或因電池發(fā)熱而引發(fā)起火。當(dāng)發(fā)生撞擊時，電池沒有發(fā)生過熱失控，產(chǎn)生了與電池自燃的情況。充電設(shè)施安全問題、充電設(shè)備質(zhì)量問題、日常充電安全問題等是導(dǎo)致充電失火的主要因素。質(zhì)量問題主要有：電池自身質(zhì)量、充電設(shè)施質(zhì)量、設(shè)備電氣安全質(zhì)量和防護(hù)性能等；安全管理問題，例如運營管理與維護(hù)、日常管理及維修工作是否到位，電氣設(shè)備故障排查及維修工作是否到位，充電設(shè)施故障檢測及報警功能是否有效等。根據(jù)多次的充電火災(zāi)事故來看，往往是由充電器本身引起的火災(zāi)引起的。

5 新能源汽車交通事故救援技術(shù)

新能源車輛在發(fā)生車禍時，不論是否著火，在到達(dá)現(xiàn)場后立即打開電源，切斷低電壓的電池。如果條件許可，則切斷修理電門（如有）；一旦發(fā)生交通事故，立即幫助車內(nèi)的乘客迅速撤離。

（1）偵察警戒和風(fēng)險評估。電池的熱失控三個階段：熱電：由于外部加熱、短路大電流放電電池升，接近100℃時，SEI膜會分解，與電解等生反應(yīng)，溫度升生新的烈放熱。200℃并續(xù)，電解反應(yīng)后產(chǎn)生大量高溫氣體，并容易爆炸。到達(dá)后立即劃定事故區(qū)域，并對整個事故地點進(jìn)行安全保護(hù)，查明火災(zāi)車輛的基本狀況、遇難者人數(shù)和受傷程度，以便進(jìn)一步開展搶救工作。確定汽車種類及蓄電池種類：如有需要，請與廠家取得車輛詳情，特別注意汽車電源及高壓電力設(shè)備的損毀情況。機動車相撞往往會引起交通擁堵，為了防止其他車輛通過，引發(fā)二次事故，現(xiàn)場指揮必須與交警部門協(xié)調(diào)，對事故路段進(jìn)行交通管制，進(jìn)入救援區(qū)域人員要嚴(yán)格按照個人安全防護(hù)要求穿戴安全防護(hù)裝具，成立安全員，隨時做好破拆、切割過程中現(xiàn)場安全監(jiān)管。

（2）破拆救援技術(shù)及注意事項。首先利用三個或四個支承體系，對車禍中的汽車進(jìn)行側(cè)翻和傾覆進(jìn)行定位。當(dāng)被困人員被方向盤、剎車裝置困在胸腹部或腿部時，通常首選的辦法是打開緊鄰的門選擇逃生。為了盡可能地擴大救援范圍，盡可能地貼近傷者，在車禍中，如果車內(nèi)環(huán)境比較復(fù)雜，被困的人數(shù)眾多，也可以采取拆除車棚來營救傷者。如果乘客的胸部被方向盤卡住了，那么第一件事就是把座椅往后推，如果不能，可以采用頂桿、擴張器等工具來提升座椅。在搶救之前，首先清除傷者周圍的尖銳玻璃等，清除安全帶、氣囊等防護(hù)設(shè)備，如氣囊沒有打開，則采取預(yù)防氣囊的方法。在搶救的時候，要注意對傷者的狀況進(jìn)行密切的監(jiān)視，在需要的時候，幫助現(xiàn)場的醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行緊急的搶救，并主動聯(lián)系被困的人員，讓乘員知道醫(yī)務(wù)人員的工作進(jìn)度，幫助醫(yī)務(wù)人員進(jìn)行營救。盡量降低救護(hù)場地內(nèi)的障礙，拆除出的零件要在第一個場地內(nèi)進(jìn)行清除，切斷面進(jìn)行防劃傷保護(hù)，以免在搶救期間發(fā)生絆倒、撞傷、劃傷等事故。在拆卸的時候，要防止電池?fù)p壞、受力，如果發(fā)生故障，電池會變形、破損，要實時監(jiān)測電池的溫度，如果出現(xiàn)異常升溫要用水進(jìn)行持續(xù)冷卻，進(jìn)行防爆、防火處理。在搬運傷者的時候要提前知道傷者的位置，如果有必要，可以進(jìn)行肢體固定，包扎后使用木板或擔(dān)架抬出傷者，以免再次受傷。

①車頂破拆。拆除車頂是為了方便營救車上被困人員，方便救援人員進(jìn)行營救。根據(jù)不同的碰撞部位和變形情況，可以選用不同的破拆方式。當(dāng)汽車頂部被拆除時，必須有專業(yè)的工作人員來支持頂棚，并且保證其他的保護(hù)窗都在正確的地方。接著，將頂部往前折，這個工序可以借助橫桿的使用。將被困住的人員轉(zhuǎn)移出來時，要用安全繩索將其固定在頂部，同時也要防止折邊將乘客劃傷。在拆除車頂時，必須把所有的玻璃都清除掉，以免被玻璃碎片刮到車禍現(xiàn)場的工作人員。

②車門破拆。破拆車門，也是為了靠近被困人員，以便開展?fàn)I救工作。一旦打開車門，救援隊就能知道被困者的傷勢和被困住的位置等信息，從而有針對性地進(jìn)行營救，就能更好地將被困的人員轉(zhuǎn)移出來，也方便醫(yī)務(wù)人員的急救工作。汽車破損狀況首先要注意的問題是打開門時，應(yīng)該將膨脹裝置置于汽車的前、后和中間的車架部位，這樣可以最大程度地利用膨脹裝置的功能，提高膨脹的速率。拆卸作業(yè)針對的是汽車的內(nèi)層和合金骨架，而非軟質(zhì)金屬，所以必須在合適的地方進(jìn)行縱向擴展。當(dāng)進(jìn)行縱向擴展時，膨脹膠必須置于汽車前面的玻璃上，并與機架緊密地貼合在一起，而不是單獨的機架。還應(yīng)注意盡量縮短膨脹裝置和汽車上的縱向橫桿的間距，接著進(jìn)行擴張作業(yè)，直至車門與車體彼此分開，車與車廂前面的乘客間距逐步增大，這時仍需要進(jìn)行擴張以方便后續(xù)的救援。

撕裂擴張。該膨脹裝置也可以作為一個固定裝置，如果間隙很少，很難進(jìn)行膨脹，那么在這種特殊的條件下，可以將膨脹裝置用作夾子，通過膨脹裝置將覆蓋在車體外側(cè)的柔軟鋼板固定在一起，從而將鋼板撕開，擴大工作表面。此外，在車輛的表面上，降低了鋼板的覆蓋度，還可以防止其他作業(yè)時產(chǎn)生的電弧。

反向擴張。在進(jìn)行逆向擴張拆除時，應(yīng)當(dāng)先將擴張器張緊以便于咬入。在輪子倉頂部的壓力下，可以看到一個轉(zhuǎn)軸，把膨脹裝置放在一個狹槽中，以便它的兩個末端連接到一個折頁和一個護(hù)罩上。再利用機架的反作用，就可以實現(xiàn)拆解，從而使鉸接托架顯露出來。最終，當(dāng)鉸鏈露出的時候，就可以用剪刀將門鎖打開。

③車尾破拆。在車禍過后，由于車頂坍塌，會影響到車內(nèi)的空間，由于其他車輛的遮擋，會導(dǎo)致其無法通過，這時候，救援人員可以從后面打開一條路，方便救援。具體做法是：掀開車頂，切斷左右的合頁，取下車頂，接著把汽車的尾板拆下來。最終，可以拆卸所有的后座。在此過程中，救援隊員可以通過車的后部，進(jìn)行緊急救助。

④提升儀表盤。如果被困的人被卡在了駕駛艙或者是在副駕駛座上，那么救援人員的工作范圍就會非常的狹窄，所以救援人員可以通過升降機來進(jìn)行營救。擴大車身前端的空間，不僅能擴大救護(hù)面積，還能給受困者更大的活動范圍，減輕壓力，方便后續(xù)的救援。控制儀表盤升降的技術(shù)措施有：采用液力推進(jìn)器進(jìn)行擴張。當(dāng)汽車因碰撞而產(chǎn)生的下陷，而被圍困的人員正好在這個位置，就很難救援了，這時就可以使用液力推拉來擴張，從而為營救工作帶來便利。如果碰撞點是在車體的一側(cè)，那么通常會出現(xiàn)在車體的中間，支撐著車體和車架，從而擴大凹陷區(qū)域。其具體實施方法是：將頂桿置于前座后排，后端靠底板，前端與車體中央骨架相抵，將凹陷處恢復(fù)至初始狀態(tài)，這一步可以拓寬被圍困者的活動范圍，并方便了以后的作業(yè)。

使用擴壓器進(jìn)行膨脹。使用膨脹裝置，首先要將車體和車體的外罩剝離，露出車體的骨架，將刀具置于前門的合頁之間，即可進(jìn)行切斷。在這個部位，通常有兩個托架，所以需要進(jìn)行兩次剪切。最終，救援人員將膨脹裝置以45度角插進(jìn)裂縫內(nèi)，并操縱膨脹裝置進(jìn)行膨脹和松開。

復(fù)合式擴展。前部的鉸接部位選用了金屬刀具，在車體部位進(jìn)行車架剪切。此外，應(yīng)根據(jù)不同型號，決定破碎的數(shù)量，在需要擴張的部位安裝膨脹閥，膨脹會導(dǎo)致加速器露出，破壞底盤和轉(zhuǎn)向輪，這時可以使用液壓頂桿進(jìn)行下一步的工作。首先采用擴壓器把底板固定，或者采用專用的設(shè)備建立反動點。在應(yīng)用膨脹機時，必須確保它與液力推桿保持密切的聯(lián)系，避免發(fā)生滑落。接著切斷車軸，將汽車的前車架和車體分開，將活塞推桿的一頭連接到車頂，一頭連接到汽車的方向盤上，用適當(dāng)?shù)牧α繉⒗瓧U張開，同時注意被卡在車內(nèi)的乘客，保證頂桿和車體的連接，如果出現(xiàn)松脫的情況，必須立即停止工作。

（3）動力電池漏液、變形處理方法。處置時應(yīng)佩戴橡膠和絕緣手套，如果溫度不正常時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)奈锢泶胧?，防止發(fā)生火災(zāi)或爆炸?？焖偾袛嗥嚨碾娏?，在切斷電源后3min，進(jìn)行下一次的工作。采用隔離膠將動力蓄電池的正、負(fù)極母線插頭和線束接頭進(jìn)行隔離，以避免發(fā)生短路和進(jìn)入雜質(zhì)。當(dāng)電解質(zhì)有小的滲漏時，應(yīng)避免接觸到火焰，利用吸收液將其吸收并放置在密封的罐內(nèi)，或采用燃燒法進(jìn)行處置。當(dāng)出現(xiàn)大規(guī)模的漏油時，應(yīng)進(jìn)行集中處理，并作為危險物品進(jìn)行處置，如果是在現(xiàn)場的液體存在毒性，可以采用葡萄糖酸鈣的方法進(jìn)行處置。如電池發(fā)生了變化，請將汽車拖至商店進(jìn)行拆解，并將其拆下后的動力電池妥善保存。

（4）火災(zāi)撲救技術(shù)及注意事項。在新能源車輛出現(xiàn)車禍后，一旦起火，其分解過程將繼續(xù)，且會在較長的時間內(nèi)，產(chǎn)生大量的氟化物等有害物質(zhì)。不管是用泡沫、干粉還是水滅火，都有可能再次起火，而且在高溫下，鋰電池的反應(yīng)會一直在繼續(xù)，不可能在這么短的時間內(nèi)完全熄滅，而是要打持久戰(zhàn)，用水汽給汽車降溫。

6 結(jié)語

綜上所述，新能源電動車在發(fā)生意外時，要對其進(jìn)行徹底的檢查，以保證其在安全的環(huán)境下行駛，并將現(xiàn)場轉(zhuǎn)移給相關(guān)的業(yè)主及相關(guān)單位。疏散時，應(yīng)統(tǒng)計人數(shù)，并安排好設(shè)備，將車搶救到鄰近的維修車間進(jìn)行檢查，幫助查清事故的起因。對事故現(xiàn)場進(jìn)行垃圾處理，檢查有無意外殘骸，以查明事故的成因。特別要提醒駕駛?cè)藛T及相關(guān)部門在接下來的運輸及處置中應(yīng)留意的問題。運輸時不能用拖車，必須按照有關(guān)技術(shù)規(guī)定進(jìn)行運輸，在電池完全釋放前，必須遠(yuǎn)離建筑或其它交通工具15米。