新能源汽車火災(zāi)特點(diǎn)及消防撲救策略

摘 要：本文旨在深入探討新能源汽車火災(zāi)消防撲救的相關(guān)問題。通過對新能源汽車火災(zāi)特點(diǎn)、引發(fā)原因的詳細(xì)剖析，結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)與理論依據(jù)，闡述了當(dāng)前消防撲救工作面臨的諸多挑戰(zhàn)，包括電池?zé)崾Э貦C(jī)制的復(fù)雜性、滅火技術(shù)與裝備的局限性以及安全防護(hù)的高標(biāo)準(zhǔn)要求等。進(jìn)而提出一系列涵蓋預(yù)防、監(jiān)測、撲救及協(xié)同作戰(zhàn)的綜合應(yīng)對策略，并對未來新能源汽車火災(zāi)消防撲救技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望，以期為消防領(lǐng)域?qū)I(yè)人士及相關(guān)研究人員提供全面、系統(tǒng)且具前瞻性的參考資料，助力提升新能源汽車火災(zāi)應(yīng)急處置能力。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 火災(zāi) 電池?zé)崾Э?滅火技術(shù)

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的日益重視，新能源汽車產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2024年上半年，全球新能源汽車保有量已超過2.5億輛，我國新能源汽車保有量也突破了1億輛大關(guān)。然而，新能源汽車火災(zāi)事故的頻發(fā)，給公共安全帶來了新的威脅。例如，在2023年，我國共發(fā)生新能源汽車火災(zāi)事故600余起，相較于2020年的200余起，呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢。這些事故不僅造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失，還可能危及人員生命安全，因此，深入研究新能源汽車火災(zāi)消防撲救技術(shù)具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 新能源汽車火災(zāi)的特點(diǎn)

1.1 火勢發(fā)展迅猛

新能源汽車多采用鋰離子電池作為動(dòng)力源，一旦電池發(fā)生熱失控，火勢會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速蔓延。以常見的三元鋰電池為例，當(dāng)電池內(nèi)部溫度超過130℃時(shí)，就可能引發(fā)熱失控反應(yīng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在熱失控發(fā)生后的1-2分鐘內(nèi)，電池模組溫度可迅速上升至500℃以上，火焰隨即產(chǎn)生，并迅速擴(kuò)展至整個(gè)電池艙。

1.2 燃燒溫度極高

電池燃燒過程中釋放出大量的熱量，導(dǎo)致燃燒溫度極高。研究表明，新能源汽車電池火災(zāi)的火焰溫度通?？蛇_(dá)1000-1200℃，部分情況下甚至能超過1500℃。如此高的溫度不僅會(huì)使車輛自身的金屬結(jié)構(gòu)迅速熔化變形，還會(huì)對周圍環(huán)境產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱輻射，影響范圍可達(dá)數(shù)十米。例如，在一次新能源汽車停車場火災(zāi)事故中，距離火源10米處的車輛表面溫度在火災(zāi)發(fā)生5分鐘后就升高至200℃以上，導(dǎo)致周邊車輛的車漆起泡、內(nèi)飾材料燃燒。

1.3 煙霧毒性大

新能源汽車電池燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生多種有毒有害氣體，如一氧化碳（CO）、氟化氫（HF）、氰化氫（HCN）等。據(jù)對多起事故現(xiàn)場的檢測分析，在火災(zāi)發(fā)生后的5-10分鐘內(nèi)，CO濃度可高達(dá)1000-2000ppm，HF濃度可達(dá)50-100ppm，HCN濃度約為30-50ppm，遠(yuǎn)超人體可耐受的安全濃度范圍（見表1）。這些有毒氣體在火災(zāi)現(xiàn)場彌漫，對救援人員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，同時(shí)也會(huì)對周邊環(huán)境造成長期污染。

1.4 復(fù)燃可能性大

由于電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，即使明火被撲滅，仍存在復(fù)燃的風(fēng)險(xiǎn)。電池?zé)崾Э剡^程中可能會(huì)在內(nèi)部形成一些“熱點(diǎn)”，這些熱點(diǎn)在一定條件下可能重新引發(fā)燃燒反應(yīng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，約有20%-30%的新能源汽車火災(zāi)在撲救后會(huì)出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象，且復(fù)燃時(shí)間間隔從數(shù)小時(shí)到數(shù)天不等。

2 新能源汽車火災(zāi)的引發(fā)原因

2.1 電池?zé)崾Э?/p>

2.1.1 內(nèi)部短路

電池內(nèi)部的隔膜可能因制造缺陷、長期使用老化或受到外力擠壓而破損，導(dǎo)致正負(fù)極直接接觸，形成內(nèi)部短路。這種短路會(huì)使電流瞬間增大，電池內(nèi)部產(chǎn)生大量熱量，進(jìn)而引發(fā)熱失控。研究發(fā)現(xiàn)，在對部分熱失控電池進(jìn)行拆解分析時(shí)，約45%的電池存在隔膜破損導(dǎo)致內(nèi)部短路的情況。

2.1.2 過充過放

充電系統(tǒng)故障或用戶不正確的充電行為，如使用不匹配的充電器、長時(shí)間過度充電或過度放電，會(huì)使電池處于異常的工作狀態(tài)。當(dāng)電池過充時(shí)，過多的電量會(huì)以熱量的形式在電池內(nèi)部積累；而過放則可能導(dǎo)致電池極板結(jié)構(gòu)損壞，引發(fā)內(nèi)部短路和熱失控。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)電池充電電壓超過額定電壓的1.3倍且持續(xù)充電30分鐘以上時(shí)，熱失控的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。

2.1.3 高溫環(huán)境

新能源汽車在高溫環(huán)境下長時(shí)間行駛或停放，電池散熱不良，會(huì)導(dǎo)致溫度升高。當(dāng)電池溫度超過其安全工作溫度上限（一般為50-60℃）時(shí)，電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)速率加快，副反應(yīng)增多，產(chǎn)生的熱量進(jìn)一步加劇溫度上升，最終引發(fā)熱失控。

2.2 電氣系統(tǒng)故障

新能源汽車的電氣系統(tǒng)包括電機(jī)控制器、線路連接、高壓配電箱等部件。如果電機(jī)控制器發(fā)生故障，可能導(dǎo)致電流失控，產(chǎn)生短路或過載現(xiàn)象，從而引發(fā)火災(zāi)。此外，線路老化、破損、接頭松動(dòng)等問題也可能導(dǎo)致電火花產(chǎn)生，點(diǎn)燃周圍的可燃材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約30%的新能源汽車火災(zāi)是由電氣系統(tǒng)故障引起的。

2.3 外部碰撞

車輛在行駛過程中發(fā)生碰撞事故時(shí)，可能會(huì)對電池組造成嚴(yán)重?fù)p壞。碰撞產(chǎn)生的沖擊力可能使電池外殼破裂、內(nèi)部結(jié)構(gòu)變形，導(dǎo)致電池短路、電解液泄漏等問題，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。尤其是高速碰撞或側(cè)面碰撞，對電池的損害更大。根據(jù)對交通事故引發(fā)新能源汽車火災(zāi)案例的分析，約20%的火災(zāi)是由外部碰撞導(dǎo)致的。

3 新能源汽車火災(zāi)消防撲救面臨的挑戰(zhàn)

3.1 電池特性帶來的挑戰(zhàn)

3.1.1 滅火難度大

鋰離子電池的特殊結(jié)構(gòu)和燃燒特性使得傳統(tǒng)的滅火方法難以有效應(yīng)對。水雖然是常用的滅火劑，但在撲救新能源汽車火災(zāi)時(shí)，可能會(huì)因?qū)щ姸觿‰姵囟搪罚瑢?dǎo)致火勢更猛。干粉滅火劑雖然能夠覆蓋火焰，但難以深入電池內(nèi)部阻止化學(xué)反應(yīng)，且復(fù)燃率較高。

3.1.2 難以準(zhǔn)確判斷電池狀態(tài)

在火災(zāi)撲救過程中，消防人員很難準(zhǔn)確判斷電池的剩余電量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞程度以及是否仍處于熱失控狀態(tài)。由于缺乏有效的現(xiàn)場檢測設(shè)備和技術(shù)手段，往往只能憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，這增加了撲救工作的盲目性和危險(xiǎn)性。

3.2 暫無專用滅火劑

目前沒有專門針對新能源汽車火災(zāi)的滅火劑，多數(shù)處于研發(fā)或試驗(yàn)階段。傳統(tǒng)的消防車輛和滅火劑在應(yīng)對新能源汽車火災(zāi)時(shí)，存在適應(yīng)性差的問題。例如，普通泡沫消防車的泡沫滅火劑對電池火災(zāi)的滅火效果不佳，而一些新型的水系滅火劑或凝膠滅火劑雖然有一定潛力，但尚未得到廣泛普及和應(yīng)用。

3.3 安全防護(hù)要求高

3.3.1 有毒氣體防護(hù)

新能源汽車火災(zāi)產(chǎn)生的大量有毒氣體對救援人員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，救援人員在撲救過程中必須配備專業(yè)的防毒面具和防護(hù)服，以防止中毒。

3.3.2 爆炸風(fēng)險(xiǎn)防護(hù)

電池在熱失控過程中存在爆炸的可能性，尤其是在受到外力沖擊或滅火劑使用不當(dāng)?shù)那闆r下。救援人員需要采取有效的防護(hù)措施，如設(shè)置安全距離、使用防爆掩體等，但在實(shí)際操作中，這些防護(hù)措施的落實(shí)往往受到場地條件、裝備配備等因素的限制，增加了救援人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，在一些狹窄的停車場或道路上發(fā)生新能源汽車火災(zāi)時(shí)，難以設(shè)置足夠的安全距離，增加了救援人員面臨爆炸傷害的可能性。

4 新能源汽車火災(zāi)消防撲救的應(yīng)對策略

4.1 預(yù)防為主

政府相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對新能源汽車設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度，制定嚴(yán)格的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。要求汽車制造商在設(shè)計(jì)電池組時(shí)，提高其安全性和穩(wěn)定性，例如采用更耐高溫、抗穿刺的電池隔膜，優(yōu)化電池管理系統(tǒng)（BMS），增加電池組的防護(hù)結(jié)構(gòu)，減少電池?zé)崾Э氐娘L(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，對車輛的電氣系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格測試和審核，確保其可靠性。

4.2 火災(zāi)監(jiān)測與預(yù)警

4.2.1 安裝車載火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)

新能源汽車應(yīng)配備先進(jìn)的車載火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測電池組的溫度、電壓、電流等關(guān)鍵參數(shù)，以及車內(nèi)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。一旦發(fā)現(xiàn)異常，系統(tǒng)應(yīng)立即發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)采取相應(yīng)的措施，如切斷電源、啟動(dòng)滅火裝置或通知車主和相關(guān)部門。

4.2.2 建立遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)

汽車制造商和相關(guān)部門應(yīng)共同建立新能源汽車遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，對車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控。通過該平臺(tái)，可以及時(shí)獲取車輛的位置、電池狀態(tài)、行駛數(shù)據(jù)等信息，當(dāng)監(jiān)測到車輛出現(xiàn)火災(zāi)隱患或事故時(shí)，能夠迅速通知車主和消防部門，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的早期預(yù)警和快速響應(yīng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用，新能源汽車火災(zāi)事故的響應(yīng)時(shí)間可縮短30%-50%。

4.3 滅火戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)

4.3.1 制定針對性滅火戰(zhàn)術(shù)

根據(jù)新能源汽車火災(zāi)的特點(diǎn)，制定專門的滅火戰(zhàn)術(shù)。在火災(zāi)初期，應(yīng)優(yōu)先使用干粉滅火劑或二氧化碳滅火劑對火焰進(jìn)行壓制，阻止火勢蔓延；在火勢得到一定控制后，再采用水系滅火劑或凝膠滅火劑對電池進(jìn)行降溫，抑制內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)，采用多點(diǎn)進(jìn)攻、包圍滅火的戰(zhàn)術(shù)，確保對整個(gè)電池組進(jìn)行全面覆蓋。

4.3.2 研發(fā)與應(yīng)用新型滅火技術(shù)

加大對新能源汽車火災(zāi)滅火技術(shù)的研發(fā)投入，積極推廣應(yīng)用新型滅火技術(shù)和裝備。例如，開發(fā)專門用于鋰離子電池火災(zāi)撲救的高效滅火劑，如含有特殊添加劑的水系滅火劑，能夠在降溫的同時(shí)有效抑制電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)；研發(fā)智能滅火機(jī)器人，能夠在高溫、有毒環(huán)境下接近火源，精準(zhǔn)噴射滅火劑，提高滅火效率和安全性。

4.4 安全防護(hù)與救援協(xié)同

4.4.1 強(qiáng)化救援人員安全防護(hù)培訓(xùn)

定期組織消防救援人員進(jìn)行新能源汽車火災(zāi)安全防護(hù)培訓(xùn)，使其熟悉新能源汽車火災(zāi)的特點(diǎn)、有毒氣體的種類和危害以及相應(yīng)的防護(hù)方法。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括防爆、防觸電、防毒等安全知識(shí)和技能，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)戰(zhàn)演練，提高救援人員在復(fù)雜危險(xiǎn)環(huán)境下的應(yīng)急處置能力。例如，邀請電池專家和消防技術(shù)專家為救援人員進(jìn)行專題講座和現(xiàn)場演示，讓救援人員深入了解電池?zé)崾Э卦砗蜏缁鸺夹g(shù)要點(diǎn)；定期組織模擬新能源汽車火災(zāi)撲救演練，讓救援人員在實(shí)戰(zhàn)中熟練掌握安全防護(hù)裝備的使用方法和滅火戰(zhàn)術(shù)。

4.4.2 加強(qiáng)多部門協(xié)同救援

新能源汽車火災(zāi)撲救涉及消防、交通、醫(yī)療、環(huán)保等多個(gè)部門，應(yīng)建立健全多部門協(xié)同救援機(jī)制。消防部門負(fù)責(zé)火災(zāi)撲救工作，制定滅火方案并組織實(shí)施；交通部門負(fù)責(zé)現(xiàn)場交通管制，保障救援車輛和人員的通行順暢；醫(yī)療部門負(fù)責(zé)救治受傷人員，在火災(zāi)現(xiàn)場附近設(shè)置醫(yī)療救援點(diǎn)，隨時(shí)準(zhǔn)備對受傷的駕乘人員和救援人員進(jìn)行救治；環(huán)保部門負(fù)責(zé)對火災(zāi)現(xiàn)場的環(huán)境污染進(jìn)行監(jiān)測和評估，采取相應(yīng)的環(huán)保措施，防止有毒有害物質(zhì)對周邊環(huán)境造成污染。各部門之間應(yīng)加強(qiáng)信息共享、密切配合，形成高效的救援合力。

5 結(jié)語

新能源汽車火災(zāi)消防撲救是一個(gè)復(fù)雜而嚴(yán)峻的課題，涉及電池技術(shù)、消防技術(shù)、安全防護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，其火災(zāi)事故的預(yù)防與撲救面臨著諸多挑戰(zhàn)，但也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。通過深入了解新能源汽車火災(zāi)的特點(diǎn)、引發(fā)原因，認(rèn)識(shí)到當(dāng)前撲救工作面臨的困難，采取有效的預(yù)防、監(jiān)測、撲救和協(xié)同應(yīng)對策略，并積極探索未來的發(fā)展方向，能夠不斷提高新能源汽車火災(zāi)的應(yīng)急處置能力。

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