淺聊新能源汽車消防安全研究

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著全球?qū)Νh(huán)境保護的日益重視和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，新能源汽車產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。然而，新能源汽車在帶來環(huán)保和節(jié)能優(yōu)勢的同時，也面臨著消防安全方面的挑戰(zhàn)。本文深入探討了新能源汽車消防安全問題，包括火災(zāi)風險因素、火災(zāi)特點、消防技術(shù)現(xiàn)狀以及未來發(fā)展方向等，旨在為提高新能源汽車的消防安全水平提供參考。

1. 電池熱失控
   電池熱失控是新能源汽車火災(zāi)的主要原因之一。電池在充放電過程中會產(chǎn)生熱量，如果散熱不良或發(fā)生內(nèi)部短路等故障，就會導致電池溫度升高，進而引發(fā)熱失控。熱失控會使電池內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱量和氣體，可能導致電池爆炸和火災(zāi)。

2. 電池過充過放
   電池過充過放也會增加火災(zāi)風險。過充會使電池內(nèi)部產(chǎn)生過多的鋰枝晶，容易刺破電池隔膜，引發(fā)內(nèi)部短路；過放則會使電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，降低電池的安全性。

3. 電池老化
   隨著電池使用時間的增加，電池性能會逐漸下降，老化的電池更容易發(fā)生故障，增加火災(zāi)風險。

1. 高壓電氣系統(tǒng)故障
   新能源汽車的高壓電氣系統(tǒng)包括動力電池、電機、電控等部件。如果高壓電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，如絕緣損壞、短路等，就會產(chǎn)生電弧和電火花，可能引發(fā)火災(zāi)。

2. 充電設(shè)施故障
   充電設(shè)施故障也是引發(fā)新能源汽車火災(zāi)的一個重要因素。例如，充電樁的電氣故障、充電插頭接觸不良等都可能導致火災(zāi)。

1. 碰撞事故
   新能源汽車在發(fā)生碰撞事故時，可能會導致電池系統(tǒng)和高壓電氣系統(tǒng)受損，引發(fā)火災(zāi)。

2. 外部火源
   新能源汽車如果停放在易燃物附近或受到外部火源的影響，也可能引發(fā)火災(zāi)。

1. 電池熱管理系統(tǒng)
   電池熱管理系統(tǒng)可以實時監(jiān)測電池的溫度、電壓等參數(shù)，當發(fā)現(xiàn)異常情況時，及時采取措施，防止電池熱失控。

2. 煙霧探測器和火災(zāi)報警器
   在新能源汽車內(nèi)部安裝煙霧探測器和火災(zāi)報警器，可以及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，發(fā)出警報，提醒駕乘人員和消防人員采取措施。

1. 干粉滅火器
   干粉滅火器是目前新能源汽車上常用的滅火設(shè)備之一。干粉滅火器可以有效地撲滅電氣火災(zāi)和可燃液體火災(zāi)，但對于電池火災(zāi)的滅火效果有限。

2. 水基滅火器
   水基滅火器對電池火災(zāi)有一定的滅火效果，但需要注意的是，在使用水基滅火器滅火時，要避免直接將水噴到電池上，以免引起電池短路。

3. 專用滅火設(shè)備
   為了更好地應(yīng)對新能源汽車火災(zāi)，一些企業(yè)研發(fā)了專用的滅火設(shè)備，如氣溶膠滅火器、七氟丙烷滅火器等。這些滅火設(shè)備具有滅火效率高、對環(huán)境無污染等優(yōu)點，但成本較高。

1. 應(yīng)急預案制定
   新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)部門應(yīng)制定完善的應(yīng)急預案，明確火災(zāi)事故的應(yīng)急處置流程和責任分工，提高應(yīng)急響應(yīng)能力。

2. 消防培訓
   加強對消防人員的培訓，提高他們對新能源汽車火災(zāi)特點和滅火技術(shù)的認識，掌握正確的滅火方法和救援技巧。

3. 協(xié)同作戰(zhàn)
   在新能源汽車火災(zāi)事故處置中，需要消防、公安、醫(yī)療等部門協(xié)同作戰(zhàn)，形成合力，確保火災(zāi)事故得到及時有效的處置。

五、安科瑞智慧消防云平臺

（一）平臺概述

安科瑞智慧消防云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)，對充電站配電系統(tǒng)的運行、電能消耗、電能質(zhì)量、充電安全和行為安全進行實時監(jiān)控和預警，為充電站的可靠、安全、經(jīng)濟運行提供保障，并及時切除安全隱患、避免電氣火災(zāi)發(fā)生，從而保障人員的生命財產(chǎn)安全，打造“安全、高效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)—多種增值業(yè)務(wù)”的智慧充電站，提升充電站的社會和經(jīng)濟價值。

（二）適用場合

可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、學校、酒店、體育場等公共建筑；商業(yè)廣場、產(chǎn)業(yè)園等綜合園區(qū)；企業(yè)、住宅小區(qū)等場所。

（三）組網(wǎng)架構(gòu)

平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由終端感知設(shè)備、邊緣計算網(wǎng)關(guān)和能效管理平臺層三個部分組成，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：

（四）參考選型

六、相關(guān)產(chǎn)品介紹

（一） 7KW交流充電樁AEV-AC007D

產(chǎn)品功能

（1）智能監(jiān)測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能，如運行狀態(tài)監(jiān)測、故障狀態(tài)監(jiān)測、充電計量與計費以及充電過程的聯(lián)動控制等。

（2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網(wǎng)絡(luò)運營平臺。

（3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控，財務(wù)報表分析等等。

（4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能。

（5）材質(zhì)可靠：保證長期使用并抵御復雜天氣環(huán)境。

（6）適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合GB/T 20234.2-2015國標的電動汽車，適應(yīng)不同車型的不同功率。

（7）資產(chǎn)安全：產(chǎn)品全部由中國平安保險承保，充分保障設(shè)備、車輛、人員的安全。

（二） 直流充電樁系列

（三）電氣火災(zāi)探測器ARCM300-Z

（四）限流式保護器ASCP200

產(chǎn)品功能：

（1）短路保護：保護器實時監(jiān)測用電線路電流，當線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

（2）過載保護：當線路電流過載且持續(xù)時間超過動作時間（3~60秒可設(shè)）時，保護器啟動限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

（3）表內(nèi)超溫保護：當保護器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

（4）組網(wǎng)通訊：保護器具有1路RS485接口，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。

七、平臺功能

（一） 登錄

（二）首頁

平臺首頁顯示充電站的位置及在線情況，統(tǒng)計充電站的充電數(shù)據(jù)

（三）實時監(jiān)控

（1）充電站監(jiān)控

可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統(tǒng)計訂單信息、故障記錄，點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監(jiān)控頁面實時監(jiān)測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當變壓器負荷超過80%時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。如圖所示：

（2）充電樁監(jiān)控

顯示充電樁充電數(shù)據(jù)；顯示各回路的充電狀態(tài)；可以對充電中的回路進行手動終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

（3）設(shè)備監(jiān)控

顯示限流式保護器的狀態(tài)，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報警，如圖所示：

（四） 故障管理

（1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guān)聯(lián)的所有故障信息。如圖所示：

（2）故障派發(fā)

故障派發(fā)中記錄了當前待派發(fā)的故障信息。如圖所示：

（3）故障處理

故障處理中記錄了當前待處理的故障信息。如圖所示：

（五）能耗分析

在能耗分析中，可查看關(guān)聯(lián)站點和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對應(yīng)的能耗趨勢圖。如圖所示：

（六）故障分析

在故障分析中，可查看相關(guān)時間內(nèi)的故障數(shù)、故障狀態(tài)、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

（七）財務(wù)報表

在財務(wù)報表中，可根據(jù)時間查看關(guān)聯(lián)站點的財務(wù)數(shù)據(jù)。如圖所示：

（八）收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統(tǒng)計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示：

八、案例實景

九、結(jié)論

綜上所述，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車消防安全已經(jīng)成為社會穩(wěn)定和發(fā)展的重要內(nèi)容，新能源電動汽車相關(guān)單位要給予高度重視，根據(jù)實際情況對傳統(tǒng)的消防模式進行有效的創(chuàng)新和完善，這樣不但可以確保消防工作的順利開展，同時對汽車行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展也有積極作用。

參考文獻

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