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淺聊新能源汽車消防安全研究

瀏覽次數(shù):186更新時間:2024-09-27

 

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(fēng)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。

一、引言
近年來,新能源汽車以其環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢逐漸成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。新能源汽車主要包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車等。隨著新能源汽車不斷擴大,其消防安全問題也日益凸顯。新能源汽車火災(zāi)事故不僅會造成嚴重的財產(chǎn)損失和人員傷亡,還會對社會公共安全產(chǎn)生不良影響。因此,加強新能源汽車消防安全研究具有重要的現(xiàn)實意義。
二、新能源汽車火災(zāi)風(fēng)險因素
(一)電池系統(tǒng)
  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(dǎo)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(dǎo)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(fēng)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(fēng)險。

(二)電氣系統(tǒng)
  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(dǎo)致火災(zāi)。

(三)其他因素
  1. 碰撞事故
    新能源汽車在發(fā)生碰撞事故時,可能會導(dǎo)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)。

三、新能源汽車火災(zāi)特點
(一)燃燒速度快
新能源汽車火災(zāi)一旦發(fā)生,燃燒速度非???。這是因為電池內(nèi)部含有大量的可燃物質(zhì),如電解液、隔膜等,一旦發(fā)生熱失控,火勢會迅速蔓延。
(二)滅火難度大
新能源汽車火災(zāi)滅火難度較大。一方面,電池在燃燒過程中會產(chǎn)生大量的有毒氣體和濃煙,對滅火人員的生命安全造成威脅;另一方面,電池火災(zāi)難以用水撲滅,需要使用特殊的滅火材料和方法。
(三)易復(fù)燃
新能源汽車火災(zāi)在撲滅后,容易復(fù)燃。這是因為電池內(nèi)部的熱失控過程可能并未停止,即使表面的明火被撲滅,電池內(nèi)部仍可能存在潛在的火源,一旦條件合適,就會再次引發(fā)火災(zāi)。
四、新能源汽車消防技術(shù)現(xiàn)狀
(一)火災(zāi)預(yù)警技術(shù)
  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。

(二)滅火技術(shù)
  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。

(三)消防救援技術(shù)
  1. 應(yīng)急預(yù)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(yù)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(xùn)
    加強對消防人員的培訓(xùn),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?;馂?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(yù)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(xué)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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(四)參考選型

 

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六、相關(guān)產(chǎn)品介紹

(一) 7KW交流充電樁AEV-AC007D

 

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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(fù)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

 

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(三)電氣火災(zāi)探測器ARCM300-Z

 

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(四)限流式保護器ASCP200

 

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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)

 

淺聊新能源汽車消防安全研究

(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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(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:

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(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:

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(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:

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(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:

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(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:

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(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:

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(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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(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:

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八、案例實景

 

淺聊新能源汽車消防安全研究

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

[1]蔣祥林.電動車火災(zāi)現(xiàn)存問題分析與對策研究[J].今日消防,2019,4(10).

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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

 

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