浅析电动汽车存在的火灾隐患及扑救措施

发布时间: 2018-12-06 17:35:57

摘要:电动车虽然被认为是汽车的终极发展方向,但目前由于受制于充电桩和电池以及续航里程等等,暂时还不到大面积、大范围普及推广的阶段,而完全混合动力会充当传统发动机和电动汽车之间的过渡汽车产品。这一缓冲期大概需要5年左右的时间。随着电动汽车等一类新能源汽车的普及,安全问题随之而来。本文将在电动汽车存在的火灾隐患及电动汽车的火灾扑救措施方面进行浅析。

关键词: 电动汽车  火灾隐患  扑救措施 

1、前言

   继2011年四月份众泰电动汽车的一把大火之后,2012年5月26日凌晨比亚迪E6被碰撞起火事件,又引起了我们对于电动汽车安全性的关注。不仅仅是在国内,海外的雪佛兰沃蓝达,美国Karma电动车和近期的特斯拉汽车起火事件都在让我们不得不重新审视电动汽车存在的火灾隐患。

2、电动汽车简介

    电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。电动汽车可分为:纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)。

2.1主要结构

电动汽车的组成包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

2.2充电站介绍

电动汽车充电站相当于为燃油汽车加油的加油站。充电原理类似于手机充电的ICM 阶梯波六段式充电,具有较好的去硫化效果,可对电池首先激活,然后进行维护式快速充电,具有定时、充满报警、电脑快充、密码控制、自识别电压、多重保护、四路输出等功能,配套万能输出接口,可对所有的电动车快速充电。 商场、超市、医院、停车场、小区门口、路边小卖部等公共场所。汽车充电网络建设模式,在充电设施推进过程中,亟待突破的难题就是充电服务网络布点问题。电力部门依托现有的停车场设施,因地制宜地建设微电网、分布式、综合化的可充、可换全功能充电站,可避免充电模式存在的两个短板:一是充电时间长,二是停车环境有限。

2.3发展规模

前瞻产业研究院发布的《中国电动汽车行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》研究显示:在我国新能源汽车市场,电动汽车占主导地位。也是我国在汽车领域,实现弯道超车的重要举措之一。2008-2013年,我国新能源汽车销量逐年增长,年复合增长率约为28.05%。2013年,我国新能源汽车销量约为1.76万辆,同比增长37.60%。在电动汽车销售方面,2011-2013年,我国电动汽车销量逐年增长,占新能源汽车的比重也有所提升。2013年,电动汽车产量约为14243辆,占比为81.39%,销量为14604辆,占比约为82.98%[1]。

3、电动汽车存在的火灾隐患

3.1电动汽车本身存在的火灾隐患。电动汽车作为一款新能源交通工具,正在走进人们的生活中,作为发展迅速的负面影响,火灾隐患也随之贴近人类。因其制造工艺,越来越多的新材料用于制造电动汽车,其本身就是一辆开着跑的可燃物。随着近年来电动汽车火灾报道见诸报端,其存在的火灾隐患正在为人们所惊醒。

3.1.1电池起火。电池为电动汽车提供动力,但是同时也是电动汽车起火的罪魁祸首。2011年4月11日下午15点10分左右,杭州武林路一辆众泰电动出租车冒着浓烟,并伴随着几声很响的爆炸声,瞬间一股黑黑的浓烟直升空中。几分钟后消防赶到,此时电动出租车已经烧成空壳。同年年11月,雪佛兰联合能源部开展沃蓝达电池碰撞测试,三次测试中有两次再现了电池起火的现象。自2013年以来,电动汽车行业巨头特斯拉不断传来汽车着火的报道,让这个电动汽车行业里的“领头羊”格外引人注目。电池的起火燃烧是最常见的情况,要防止电池的漏电,防止电池电流窜入乘员舱,电池的涉水能力要足够强。如果这些方面没做好,电池起火燃烧的可能性就很大。

3.1.2碰撞或翻车起火。电动汽车在碰撞或者翻车时,由于电池受到很大的冲击力,可能受到挤压,穿刺等损坏,由于电池内部压力过高,如果电池本身有设计缺陷。因此在此极端的情况下,发生燃烧,爆炸,电击的情况是最大的。尤其是锂离子电池的负极材料,一旦因为电池外壳损毁与空气接触,有极高的可能性发生剧烈氧化甚至燃烧爆炸。因此,电动汽车,尤其是锂电汽车,其电池组务必要设计在最不容易遭遇剧烈碰撞的地方,且必须尽可能采取各类保护措施,防止电池组在事故中,直接遭受剧烈的撞击和挤压。汽车碰撞时会发生很多不可预测的情况,对于电动汽车的安全更是如此。由于整个电池包是由众多的的零件和小电池组成,某个小零件在碰撞时发生位移或者破损都会导致严重的后果。而当碰撞速度更高时,传统汽车也将不堪一击,更何况电动汽车。

3.1.3充电站起火。2015年1月12日凌晨,在长沙西子花苑小区地下停车场,因电动车超负荷在自动充电桩充电引发大火,12辆电动车全被烧成了一堆废铁,周围的小轿车也被大火炙烤遭受不同程度的损失。充电站是专门为电动汽车充电的充电器,上述案例中由于一个充电桩同时为12辆电动汽车充电,最终导致充电桩超负荷,引发大火。因地域限制,一些地区还没有建设专门用于电动汽车充电的充电站,有的电动汽车车主私自建设充电站或充电桩,甚至私自将民用电改造,对电动汽车进行充电,不仅违反了电动汽车充电站的建设标准,而且是对自己和他人的生命安全极大的不负责任的行为。        

3.2 电动汽车在不同模式下存在的火灾隐患。

3.2.1正常充放电模式。此情况下如果发生着火的状况,属于电池本身的问题,在电池连续的充放电过程中,电池中缓慢释放出氢气和氧气,由于氢气的爆炸极限比较低,如果在某个密闭空间内聚集,遇到火源时,将会产生燃烧爆炸的情况。另外由于电池在充放电时,会持续的发热,如果处理不得当,随着温度的上升。可能会使电池本身变形,造成电解液的泄露,之后可能会造成短路等故障,以至于发生燃烧爆炸。

3.2.2正常行驶模式。在正常行驶条件下,电动汽车发生事故的可能性很小,但是相比传统汽车,增加的电池也同样增加了电动汽车的危险系数。对于现在大部分采用锂离子电池的电动汽车,大电流放电将导致电池排放大量可燃气体,而电池的温度也会随之升高,使电池燃烧的可能性很大。

3.2.3涉水模式。如果遇到暴雨,甚至整车都遭遇涉水时,对电动汽车的考验更大。当电动汽车涉水时,电池间的接线或者电机控制系统就可能会由于水或者水汽的的侵蚀造成短路,导致漏电。一旦短路,电池温度会迅速升高,引起爆炸或者燃烧的可能性就很大。

3.3电动汽车起火给消防员带来的安全隐患。10月1日,一辆特斯拉Model S型豪华轿车在美国西雅图南部的公路上发生车祸起火。发生事故的车辆撞上了“一大块金属物体”(美国消防部门认定这是道路碎片),导致汽车前部大面积损毁,电池组着火。据美国消防部门的报告显示,消防员扑灭火苗后,火又从汽车的底部重新燃起,起初试图用水灭火,反倒加剧了火焰,最后还是用装有化学粉末的灭火器扑灭了大部分火焰,然后消防员不得不用千斤顶掀开汽车底盘,以接触到汽车前部着火的电池组,再用圆锯在电池组外壳上锯出多个洞,才得以将水浇到电池的着火点上,将火彻底扑灭。上述案例中,消防员起初用水来灭电池组的着火部位,这反而使火越烧越猛。Model S的电池位于车辆底部,采用的是松下提供的18650钴酸锂电池,整个电池组包含约8000块电池单元。锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的一次电池。锂电池中的锂离子是一种活泼金属。锂,银白色的金属,密度0.534克/厘米³,熔点180.54℃,沸点1317℃,是最轻的金属,可与大量无机试剂和有机试剂发生反应,与水的反应非常剧烈,在500℃左右容易与氢发生反应,是唯一能生成稳定得足以熔融而不分解的氢化物的碱金属,电离能5.392电子伏特,与氧、氮、硫等均能化合,是唯一的与氮在室温下反应,生成氮化锂(Li3N)的碱金属。由于易受氧化而变暗,故应存放于液体石蜡中。当一辆使用锂电池作为电池组的电动汽车着火时,消防员应该首先考虑自身安全,其次再想办法灭火。

4、关于电动汽车火灾扑救措施的一些探讨

4.1乘车人员自救。当电动汽车着火时,司机应立即停车,让乘车人员打开车门迅速下车,然后切断电源,取下车上配备的灭火器,对准着火部位的火焰跟部喷射,扑灭火焰。车厢货物着火时,司机应将车开到安全地带(或人员较少的场所)停车,并迅速拨打火警电话。同时司机应及时取下车上的灭火器扑救火灾,当火势太大扑灭不了时,应劝围观群众远离现场,以免发生爆炸事故,造成无辜群众伤亡,使灾害扩大。当电动汽车在修理过程中发生火灾时,修理人员应迅速上车或钻出地沟,迅速切断电源,用灭火器或其它灭火器材扑灭火焰。 当电动汽车被撞倒后发生火灾时,由于撞倒车辆零部件损坏,乘车人员伤亡比较严重,首要任务是设法救人。如果车门没有损坏,应打开车门让乘车人员逃出,以上两种方法也可同时进行。

4.2灭火剂使用的局限性。常规灭火剂对于电动汽车火灾具有局限性,特别是用水作为灭火剂扑救以锂电池作为电池组的电动汽车时,具有较高的危险系数,很有可能引起爆炸。根据锂的化学性质,可选用干粉、二氧化碳灭火剂或干冰进行灭火,也可在断电的情况下用湿毡布进行覆盖。只进行灭火而不降温,容易引起复燃,在灭火后应当及时联系修理厂,请专业人员对起火部位进行拆除。

4.3加强电动汽车火灾扑救的研讨。目前,我国消防部队在处置道路交通事故及火灾的一些规程中提到的汽车基本都是燃油汽车,也基本都是用水对扩散的燃油进行稀释,用泡沫进行覆盖。截止到目前,还没有针对电动汽车火灾扑救进行过专门的研讨,也没有形成专门的处置程序。现在有的中队接到汽车火灾报警,到场后还是先出水灭火,没有询问事故车辆是否为电动汽车。随着未来电动汽车的普及,电动汽车火灾发生率也将逐年增高。为了更好的保护人民的生命财产安全,同时也充分为消防员的安全方面考虑,消防部门应当加强电动汽车火灾扑救的研讨。

5、结束语

当前科技发展日新月异,但是人们不能忽略科技发展所带来的负面效应。随着新兴科技产物的出现,消防部门也同时面临新的挑战。作为实现中国梦进程中一支不可或缺的力量,消防部队应当坚持信息化服务实战化,提升正规化,向科技要战斗力,向实战化要战斗力,要针对电动汽车火灾特点开展业务训练和实践演练,苦练精兵,不断提高部队的实战能力。 

参考文献

1、前瞻资讯,电动汽车行业市场需求预测与投资战略规划分析报告,2014

2、岳仁超、王艳,电池管理系统的设计,低压电器,2010