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多维度协同视角下新能源汽车火灾事故的消防救援策略优化

 更新日期:2025-04-10 点击量:8

摘要:聚焦新能源汽车火灾事故的特殊性,探讨了适合其特性的消防救援策略。深入探讨锂电池热失控、高压电系统绝缘失效等新能源汽车风险,以及相应的灭火技术和安全防护措施。新能源汽车火灾救援需要采用灭火剂、隔离降温等特殊方法,同时消防人员需加强培训。提出灭火装备研发、远程灭火技术应用和智能化监测预警系统等创新方向,旨在优化新能源汽车火灾救援体系,提高整体安全性为完善新能源汽车消防救援策略提供参考。

  关键词:新能源汽车火灾;火灾救援;消防策略;锂电池

  新能源汽车尤其是纯电动汽车,由于其动力系统、储能装置等与传统燃油车相比具有显著差异,在火灾事故特征、扑救难度和安全风险等方面带来新的挑战。锂电池热失控、高压电系统绝缘失效等因素增加了火灾救援的复杂性和危险性。旨在通过比较分析新能源汽车与传统燃油车火灾救援策略的异同,探讨适合新能源汽车特性的消防救援方法。关注灭火剂选择、灭火技术、安全防护措施等方面的创新,并就消防救援人员培训与管理等提出建议,为提高新能源汽车火灾救援效率和安全性提供参考。

  1  新能源汽车火灾特征分析

  1.1 锂电池热失控机理

  锂电池热失控是新能源汽车火灾的主要诱因之一。热失控是一种自加速的放热反应过程,通常由外部热源、机械损伤或内部短路等因素触发。在热失控过程中,电池内部温度急剧上升,导致隔膜熔化、电解液和正负材料发生剧烈化学反应。这些反应会产生大量热量和可燃气体,如氢气、甲烷等。随着温度持续升高,电池包内其他单体电池可能被引发热失控,形成“多米诺效应"。热失控可能导致电池包破裂,释放出高温、有毒的气体和液体。不同类型的锂电池(如磷酸铁锂电池、三元锂电池等)在热失控特征上存在差异。例如,三元锂电池的热失控温度较低,但放热量更大,而磷酸铁锂电池则相对更稳定。

  1.2 高压电系统潜在危险

  新能源汽车的高压电系统通常工作在300~800V范围内,远高于传统12V或24V车载电系统。这种高压环境给消防救援带来了特殊的挑战和风险。高压电系统可能因火灾导致绝缘失效,造成带电部件暴露,增加触电风险。高压线路损坏可能引发电弧放电,不仅会加剧火势,还可能对消防救援人员造成伤害。此外,电池管理系统(BMS)失效可能导致电池组无法断开,使车辆在看似断电状态下仍带有高压。水基灭火剂可能导致高压部件短路或形成导电通路,增加救援难度。高压系统限制了某些传统救援手段的使用,如破拆等操作可能意外接触带电部件。在救援过程中,准确识别高压部件位置、采取适当的绝缘防护措施,以及使用专门的高压检测和断电设备尤为重要。

  1.3 新能源汽车火灾蔓延速度和持续时间

  新能源汽车火灾的蔓延速度和持续时间与传统燃油车相比存在显著差异,主要体现在以下几个方面:锂电池一旦发生热失控,火势蔓延速度通常比燃油车更快。这是因为电池包内部的热失控可以迅速从一个单体电池传播到相邻电池,形成连锁反应。新能源汽车火灾的持续时间往往更长,可能持续数小时甚至数天。这是由于锂电池内部储存的化学能难以快速释放,即使表面火焰被扑灭,内部仍可能持续发热并重新引燃。第三,电池包的密封设计虽然提高了安全性,但也增加了灭火难度,延长了火灾持续时间。即使火势看似被控制,电池仍可能在数小时后发生复燃。这种长时间的火灾特性不仅增加了救援难度,也对消防资源调配提出了更高要求。

  2  新能源汽车火灾救援策略

  2.1 灭火剂选择

  新能源汽车火灾灭火剂的选择需要综合考虑冷却性能、电绝缘性能、性能等因素。目前常用的灭火剂主要有水基灭火剂、干粉灭火剂、气体灭火剂等。水基灭火剂冷却效果好,但导电性强,可能引起电池短路。干粉灭火剂绝缘性能好,但很难到电池内部。气体灭火剂如CO2能隔绝氧气,防止电池继续反应,但冷却效果差。此外,一些新型灭火剂如F-500水基添加剂、管式气溶胶灭火剂等,具有优异的冷却性能和电绝缘性能。

  2.2 灭火技术

  针对新能源汽车火灾的灭火技术主要包括:直接喷射灭火、间接冷却灭火和枪头穿刺灭火。直接喷射灭火是指消防员使用水枪、干粉枪等,直接向起火部位喷射灭火剂。这种方法操作简单,能够快速控制明火,是常用的灭火手段。但直接喷射可能会破坏电池包,加剧内部短路,引发更为剧烈的燃烧。在使用直接喷射时需要特别小心,避免对电池包造成机械损伤。

  间接冷却灭火是利用水幕等手段,在起火车辆周围形成隔离区,阻断火势蔓延。持续向隔离区内补水降低环境温度,从而达到控制火势的目的。这种方法安全性高,能够防止复燃,但灭火速度相对较慢,需要大量的水源支持。

  枪头穿刺灭火是近年来发展起来的一项新技术。它利用特制的高压水枪或干粉枪,通过钻头状的喷嘴穿透车身和电池包外壳,将灭火剂直接送入起火部位。这种灭火方式能够快速扑灭电池内部火情,减少灭火剂的用量。但是,枪头穿刺对消防员的操作精度要求很高,如果钻孔位置不当,反而可能加剧起火。而且,这种方法需要专门的设备支持。

  2.3 安全防护措施

  在新能源汽车火灾事故中,消防救援人员面临的安全风险主要来自三个方面:高压电击、高温和

有毒气体。为了规避这些风险,采取严格的安全防护措施。首先是做好个人防护。消防员需要穿戴专门的绝缘防护服,避免与高压电路直接接触。防护 服要有良好的隔热性能,减少高温环境对人体的伤害。在有毒烟气较重的环境中,需佩戴正压式空气呼吸器,确保呼吸安全。手套、靴子等也需要选用绝缘材料制作。其次是做好现场安全管控。在展开救援前,先利 用设备对现场进行电压检测,确保电路已经切断,避免触电风险。在事故车辆周围设置警戒线,严格控制无关人员进入,防止意外发生,并对周边易燃易爆物品进行转移或隔离。再次是加强火情监控。由于新能 源汽车火灾往往有复燃风险,因此在明火扑灭后仍需对现场进行持续监测。可利用红外热成像仪等设备对车辆表面和内部温度进行监控,一旦发现温度,要及时采取措施后是做好事后处置。在火灾扑灭后,要对现场进行清理,特别是残留的电解液等危险化学品,要严格按照规程进行收集和处置,避免环境污染。同时做好事故原因调查和善后工作,总结经验教训完善预案。

  3  新能源汽车火灾救援策略的创新与优化

  3.1 灭火装备的运用

  针对新能源汽车火灾的特殊性,灭火装备的研发成为当前热点。这些设备主要聚焦于解决电池包灭火、防止复燃等问题。穿刺灭火装置能直接向电池包内部注入灭火剂,提高灭火效率。据统计,使用穿刺灭火装置可将灭火时间缩短40%~60%。大容量细水雾系统通过产生大量微小水滴,既能降温,又能减少用水量,降低电击风险。新型泡沫发生器能产生具有更好电绝缘性的泡沫,适用于高压环境。便携式电池冷却装置可快速降低电池温度,防止热失控扩散。这些装备的应用大大提高了新能源汽车火灾救援的效率和安全性。

3.2 远程灭火技术应用

  远程灭火技术的应用大地提高了新能源汽车火灾救援的安全性。消防机器人是其中的代表,能在高危环境中执行灭火任务,减少人员伤亡风险。数据显示,使用消防机器人可使消防救援人员的安全距离增加50~100m。远程遥控水炮系统允许消防员在安全距离外进行灭火,提高了救援效率。无人机辅助灭火技术可用于侦察火情、投放灭火弹等。这些远程技术不仅提高了救援安全性,还能在复杂地形或高危环境中发挥优势。

  3.3 智能化监测预警系统

  智能化监测预警系统在新能源汽车火灾预防和早期处置中发挥着关键作用。这些系统通常包括热成像摄像头、气体传感器、人工智能分析软件等。研究表明,智能预警系统可将火灾早期发现时间缩短60%~80%车载电池管理系统(BMS)的升级使其能够实时监测电池状态,在异常情况下及时报警或断电。大数据分析技术的应用使得系统能够预测潜在风险,提前采取预防措施。5G技术的应用大地提高了数据传输速度和可靠性,使远程监控和快速响应成为可能。

  4  提升消防救援人员新能源汽车火灾事故处置能力的对策

  4.1 知识培训

  面对新能源汽车火灾事故的特殊性,消防救援人员需要掌握相关的知识。首先,要熟悉新能源汽车的结构特点,了解动力电池、高压线路等关键部件的分布位置。其次,要深入理解锂离子电池的热失控机理掌握电池火灾的起因、发展阶段和危险性。再次,要学习新能源汽车火灾的特殊灭火方法,如直接灭火、间接冷却、枪头穿刺等技术。后,还需掌握相关的安全防护知识,如个人防护装备的正确使用、高压电绝缘操作规程等。培训方式采取理论讲解、案例分析、实操演练等多种形式,确保消防员能够掌握知识。

  4.2 实战演练

  在掌握理论知识的基础上,需通过实战演练来锻炼消防救援人员的实操能力。一方面,要设计贴近实际的演练情景,如车辆起火、多车连环起火、停车场火灾等,让消防员在逼真的环境中学习灭火战术。另一方面,要强化多部门协同,与公安、电力等部门开展联合演练,提高各部门之间的协调配合能力[5]。同时,实战演练还要重视对新技术、新装备的应用,让消防员熟悉并掌握热成像仪、无人机、机器人等高新设备的使用方法。通过反复的实战演练,不断提升消防救援人员的现场处置能力。

  4.3 心理素质培养

  新能源汽车火灾事故往往具有较大的危险性和不确定性,消防救援人员面临着巨大的心理压力。因此加强心理素质培养十分必要。要通过心理辅导、压力管理训练等方式,帮助消防员学会在高压环境下保持冷静和专注。还要培养消防员勇于担当的责任意识和顽强拼搏的意志品质。此外,重视团队凝聚力建设,营造良好的内部氛围,让每一名队员都感受到集体的力量和温暖。高心理素质的消防救援队伍,必将在面对危机和挑战时展现出更加优异的表现。

  4.4 科学管理

针对新能源汽车火灾事故,消防部门需建立科学完 善的管理制度。要制定专门的作战预案和操作规程,明 确各个岗位的职责分工和协作机制。要建立的培训体系,保证每一名消防员都能定期接受系统的再教育。要加强日常督导检查,及时发现和解决训练、演练中存在的问题。消防部门需与汽车生产厂商、新能源企业等加强沟通,建立信息共享机制,及时掌握新能源汽车的新技术动态,为预案修订、人员培训提供支持。科学管理是提高消防救援队伍应对新能源汽车火灾事故能力的关键所在。

5 星空体育官网业内领先汽车充电桩运营管理平台

充电运营管理平台是基于物联网和大数据技术的充电设施管理系统,可以实现对充电桩的监控、调度和管理、提供充电桩的利用率和充电效率,提升用户的充电体验和服务质量。用户可以通过APP或小程序提前预约充电,避免在充电站排队等待的情况,同时也能为充电站提供更准确的充电需求数据,方便后续的调度和管理。通过智能监控设备,对充电桩的功率、电压、电流等参数进行实时监控,及时发现和处理充电桩故障和异常情况对充电桩的功率进行控制和管理,确保充电桩在合理的功率范围内充电,避免对电网造成过大的负荷。

充电桩平台架构图

5.1功能介绍

5.1.1充电服务

充电设施搜索,充电设施查看,地图寻址,在线自助支付充电,充电结算,导航等。

5.1.2首页总览

总览当日、当月开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长,累计的开户数、充值金额、充电金额、充电度数、充电次数、充电时长,以及相应的环比增长和同比增长以及桩、站分布地图导航、本月充电统计。

5.1.3交易结算

充电价格策略管理,预收费管理,账单管理,营收和财务相关报表。

5.1.4故障管理

故障管理故障记录查询、故障处理、故障确认、故障分析等管理项,为用户管理故障和查询提供方便。

5.1.5统计分析

统计分析支持运营趋势分析、收益统计,方便用户以曲线、能耗分析等分析工具,浏览桩的充电运营态势。

5.1.6运营报告

按用户周期分析汽车、电瓶车充电站、桩运行、交易、充值、充电及报警、故障情况,形成分析报告。

5.1.7APP、小程序移动端支持

通过模糊搜索和地图搜索的功能,可查询可用的电桩和电站等详细信息。扫码充电,在线支付:扫描充电桩二维码,完成支付,微信支付完成后,即可进行充电。

5.1.8资源管理

充电站档案管理,充电桩档案管理,用户档案管理,充电桩运行监测,充电桩异常交易监测。

5.2产品选型

名称

型号

图例

功能

交流充电桩

AEV-AC007D系列

●急停保护
●漏电保护(选配)
●防雷保护
●过热保护
●接地保护
●短路保护
●过载保护
●过压保护
●浪涌保护
●欠压保护

AEV200-AC007D系列

互联网版本
汽车充电桩

AEV200系列

●高性能STM芯片
●人机交互界面
●完善的保护功能
●高性能性价比
●智能型RS232/RS485/CAN以太网通讯
●无线通信功能
●双枪智能输出

国网标准化版本
汽车充电桩

AEV300系列

国家电网平台接入标准

5.3改造项目充电桩配置安装推荐表

表5.1改造项目充电桩配置安装推荐表

6 星空体育官网业内领先智慧用电管理云平台

星空体育官网业内领先AcreICloud-6000安全用电管理云平台是针对我国当前电气火灾事故频发而研发的一套电气火灾预警和预防管理系统。该系统是基于移动互联网、云计算技术,通过物联网传感终端,将办公建筑、学校、医院、工厂、体育场馆、宾馆、福利院等人员密集场所的电气安全数据,实时传输至安全用电管理服务器,为用户提供不间断的数据跟踪、统计分析和安全监管。平台将发现的各种安全隐患信息及时告警提醒,并推送给相关人员,以便及早发现和消除隐患,真正做到防患于未然。

6.1功能介绍

6.1.1实时监测

可查看设备的状态、实时数据、历史数据,巡检记录和报警信息。

6.1.2报警推送

可提供短信、邮件、APP推送、语音外呼、语音播报、微信小程序推送、微信公众号推送、钉钉推送通知等多种方式进行异常通知。

6.1.3隐患管理

隐患查询→隐患派发→隐患处理,通过隐患的完整流程,形成闭环,跟踪每一个隐患的工单状态。

6.1.4远程控制

管理人员可以远程设定探测器的各种参数值,或者对监控设备进行分闸、合闸、复位、消音、自检和远程设置等操作,方便管理,同时提高工作效率。

6.1.5用户报告

针对项目一个周期内的用电数据进行汇总,生成安全用电分析报告。

6.2产品选型

名称

型号

图片

功能

智慧用电

在线监测装置

ARCM300T-Z型

IMG_8505

●支持1路剩余电流和4路温度检测;

●三相电压、电流、频率、功率和电能等电参量检测;

●具有漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能;

●支持本地485通讯,可选配4G/NB无线上传功能;

●导轨式安装,LCD液晶显示,声光报警;

●一般设置在低压柜出线回路和楼层配电箱内。

ARCM300D-Z型

7f4c041d

●支持1路剩余电流和2路温度检测;

●单相电压、电流、频率、功率和电能等电参量检测;

●具有漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能;

●支持本地485通讯,可选配4G/NB无线上传功能;

●导轨式安装,LCD液品显示,声光报警;

●一般设置在三级配电箱出线回路和PZ30箱内。

ARCM300-Z型

IMG_8500

●支持1路剩余电流和4路温度检测;

●三相电压、电流、频率、功率和电能等电参量检测;

●具有漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能;

●支持本地485通讯,可选配4G/NB无线上传功能;

●导轨式安装,LCD液晶显示,声光报警;

●一般设置在低压柜出线回路和楼层配电箱内。

ARCM300-ZD型

IMG_8500

●支持1路剩余电流和2路温度检测;

●单相电压、电流、频率、功率和电能等电参量检测;

●具有漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能;

●支持本地485通讯,可选配4G/NB无线上传功能;

●导轨式安装,LCD液晶显示,声光报警;

●一般设置在三级配电箱出线回路和PZ30箱内。

ARCM310-NK型

ARCM310-左侧

●实时监测回路剩余电流、温度、单/三相电流、电压、频率、功率和电能等参量;

●具有剩余电流、超温、过欠压和过流等保护功能;

●带开合闸控制功能;

●支持RS485通讯,标准Modbus-RTU协议;

●导轨式安装;

●声光报警,LCD液晶显示;

●可选配4G上传功能;

●适用于0.4kV电压等级TN-C-S、TN-S及局部TT系统。

故障电弧
探测器

AAFD-40Z

IMG_259

●实时监测单相回路的故障电弧;

●支持1路剩余电流、2路温度、单相电压、电流、功率、电能等电参量,RS485通讯,支持4G上传方案;

●具有故障电弧、漏电、超温、过欠压、过流等多种保护功能;

●支持本地485通讯,可选配46无线上传功能;

●导轨式安装,LCD液晶显示;

●一般设置在三级配电箱出线回路和PZ30箱内,额定电流40A以内。

多回路

故障电弧

AAFD-DU型

IMG_260

●实时监测32路的故障电弧;

●支持1路剩余电流、4路温度检测;

●具有故障电弧、漏电、超温等多种保护功能;

●支持本地485通讯,可选配4G无线上传功能;

●导轨式安装,LCD液晶显示;

●一般设置在三级配电箱出线回路和PZ30箱内。

故障电弧
传感器

AAFD-DU-M7/M12

IMG_261

●具有光报警功能;
●采用二总线通讯,螺钉固定安装;
●可检测回路中的故障电弧;
●需与故障电弧集中显示单元配套使用。

电气防火
限流式保护器

ASCP200系列

ASCP200-40D_F_C

●150μs内短路限流;

●支持1路剩余电流、1路温度检测;

●具有过载、超温、过欠压、漏电保护功能;

●支持本地485通讯,可选配4G/NB无线上传功能;

●导轨式安装,LCD液晶显示;

●额定电流单相40A、63A。

6.3现场图片

安装在汽车充电桩前端

电动汽车充电桩集中安装

7结束语

综上所述,新能源汽车消防安全问题越来越突出,备受社会瞩目。因此,消防救援部门应积做好应急准备工作,掌握此类火灾发生的主要原因、燃烧的危害性、消防应急处置程序及应对措施等,科学的控制火灾的发展,助力新能源汽车健康可持续发展。


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