新能源电动汽车消防安全现状与思考

周琦

摘要：当前，伴随着国家经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们对汽车的需求量也在逐年的增加，而在国家大力提倡节能减排，提倡低碳出行的今天，新能源电动汽车作为一种绿色的新型交通工具也越来越得到人们的青睐。但在电动汽车保有量不断增加的同时，新能源汽车带来的安全问题也逐渐的凸现出来，尤其是汽车消防安全事件，直接将新能源汽车推上了舆论的风口浪尖之上，因此，我们有必要对新能源电动汽车消防安全的现状作进一步的研究并提出相关的解决方案。

关键词：新能源汽车;消防安全;电动汽车

分类号：D631.6

引言：

近年来，在我国国内发生了多起电动车起火的重大安全事故，不仅引起了广泛的社会关注，同时也给国家消防应急管理和新能源汽车产业的发展带来了严重的冲击。本文通过对电动汽车安全事故的类型以及其发生安全事故的机理进行了分析，并对影响电动汽车消防救援的关键因素，如控制失控过程、总结事故原因等作了相关的研究，力争将新能源汽车的消防安全问题纳入智慧城市的消防体系之中，以建立起完整且高效的电动汽车消防安全一体化解决方案。

1.新能源电动汽车的现状

根据相关部门的统计显示，2019年底我国新能源汽车的保有量已经达到了381万辆，而到了2020年底新能源汽车的保有量已经达到了510万辆，增幅超过了130万辆。从这些数据中我们可以看出，人们对于新能源汽车的应用也是越来越多，新能源汽车的保有量也是越来越大，随之而来的是安全事故问题也在逐渐的增多。例如：依据凤凰网的报道，在2020年5月8日，一辆刚买不到7天的新能源电动汽车在街头突然起火，整车被烧得面目全非;就在同一天，一辆正在充电桩进行充电的新能源汽车也发生了自然的现象，据目击者描述称，起初从车辆内部发出了和鞭炮一样的声响，之后从车底冒出黑烟并伴有火焰喷出，最终导致起火车辆和与之相邻的两辆车均被烧毁报废。

据相关部门负责人表示，我国对于电动汽车的安全问题重视程度还不够高，监控网站虽然已经设置了火灾前的监控和报警信息，但却未引起人员足够的重视，导致安全责任不清，监控流于形式。对于新能源汽车出现的在使用过程中发生自燃、行驶途中突然熄火、静止状态下发生自燃等情况，我们不应因此而全盘否定新能源汽车，而要从实际应用角度出发，对新能源电动汽车进行客观、理性的分析，找到相关的原因加以解决。

2.新能源电动汽车安全事故类型

在对待新能源汽车的安全问题方面，我们不能眉毛胡子一把抓，而应用理性的眼光去看待，用科学的方法对其进行分析，找出引起火灾事故的真正原因，才能够做到对症下药。经过对已发生的新能源汽车安全事故进行分析可知，发生安全事故概率最大的是使用过程中的起火;其次是充电过程中的起火;最后是在静止状态下的起火。

2.1电池问题引发的安全事故

一般情况下，新能源电动汽车的安全事故都会引发火灾，究其原因是由于热失控导致大量放热引起火灾的事故。其发生原因一般有一下三种：机械碰撞、电池短路或过充以及热滥用。这三种导致火灾的起因最终都可以从热失控反应过程中找出其失控的机理，进而找到延缓或控制这个反应的措施。从图1中可以看出，单体新能源汽车电池的热失控过程可以分为以下几个阶段：热引发阶段，即在新能源汽车的使用过程中，由于电池发热出现安全隐患后电池温度上升到100℃左右;自生热加速阶段，即从SEI膜分解开始，逐渐到负极+电解液反应再到聚乙烯融化;热失控阶段则会出现电路短路、三元材料失控，电解液分解并产生大量的热量造成电解液喷出，在此过程中电池的最高温度可达1000℃。[1]根据相关单位的研究结果以及对电池火灾实验结果研究能够发现，可以把电池极耳温度是否超过了99℃作为判断电池是否已经达到着火临界状态的一个标准，对于新能源汽车使用的锂离子电池发生热失控的温度值应低于公共安全行業标准中所要求的140℃。

新能源汽车的电池是由多个单体电池组成的，若其中一个单体电池出现热失控后会在电池包之间扩散，进而导致整个电池发生热失控的情况。因此，只有采取必要的方式来建立起单体电池之间的防火墙，控制住单体电池出现的热失控，才能够实现电池包的消防安全。从电池的失控机理角度出发，不难发现电池发生燃烧是一个长时间的化学反应过程，且失控的单体电池处在防护等级较高的电池包中，若要想对出现热失控的单体电池进行消防救援就需要对救援的措施和设备作进一步的研究，才能保证其成功的概率。

2.2充电过程中引起的安全事故

在我国目前阶段，新能源汽车的充电设施也是引发电动汽车火灾的主要原因之一。由于新能源汽车是一个新兴的产业，行业内的各种技术标准和规章规范还处在完善阶段，因此充电桩的质量、规范以及管理等问题以及充电桩和电动汽车之间的通信问题都存在着一定的安全隐患。具体来讲，这些质量问题主要包括：防水、防腐蚀、漏电、短路以及通信机制等;管理问题主要包括：老化线路更换不及时、处置报警和提示的管理机制不完善、用户充电方式不规范等。从对充电桩的安全失控机理分析可以得出，通常情况下都是充电桩本身着火，如果不进行及时处置，就会引起电动汽车的电池起火。

2.3车辆引起的安全事故

新能源电动汽车在使用过程中，由于本身的问题也会引发安全事故的发生，这其中主要包括碰撞事故和电气事故两方面的原因[2]。碰撞事故是汽车最常见的一种安全事故，新能源汽车在碰撞的过程中巨大的撞击力有可能会导致电池出现热失控的情况，进而引发火灾;另外一中是电气事故，例如：电机控制器温度异常、高压互锁状态故障、线路老化以及线路进水短路等情况。从新能源汽车所引发的失控机理可以得出，由于间接原因导致电池安全失控引发的火灾和电池本身所引发的安全失控消防救援过程是相同的;而直接导致新能源汽车发生火灾但电池未出现热失控的情况，消防救援的措施就会完全不同了。

3.新能源电动汽车消防安全的解决方案

为了鼓励新能源汽车产业的发展，国家相继出台了一系列的相关政策和利好措施，在保持行业快速发展的同时，相关部门还应加强对于新能源汽车产业链中产品兼容性和产品质量的管控，还应对新能源电动汽车的配件产品给予高度关注，不断提高产品的整体质量和安全。

3.1创新和优化新能源汽车的电池

电池是新能源电动汽车的核心部件，也是汽车消防安全的主要关注对象。首先，在新能源电动汽车的生产和使用过程中，要为其配备更加安全和高效的电池，在保证电池动力的前提下要最大程度提升电池在质量和安全方面的性能，以保证电动汽车的使用安全。其次，还要不断的对电池的电控系统进行升级和优化，以使其能够一直保证在安全的温度下工作和运行，从根本上防止电动汽车由于电池热失控带来的消防安全问题[3]。与此同时，还应对电池材料和技术进行创新和改进，切实提升电池的性能和产品的质量，例如：某些高镍动力电池会存在正极材料分解释放出氧气进而导致电池燃烧的问题，针对这种情况，可以采取对电池正极材料进行更为严密和有效的密封来解决。

此外，还应规范人们对于新能源电动汽车电池的使用方式，保证用户在使用电池和对电池进行充电时都能够按照标准的操作流程来执行，以防止由于人为原因造成的使用不当引发的起火问题。最后，对于制定具体的电池火灾防护措施，还应根据新能源汽车的材质的不同，做好有针对性的冷却、窒息和隔热等措施，尤其是对于锂离子电池发生的热失控情况，可在热失控发生的初期阶段采取相应的监控和预警措施，从而进一步采取有效的防护措施来控制住热失控的传播。

3.2提升对于电动汽车消防安全的重视程度

由于新能源电动汽车是一个新兴的产业，在这个全新的领域之中相关部门和企业还存在着对于消防安全工作缺乏足够重视，相关的管理制度不够完善等情况，因此，我们应从安全消防的意识和认知方面入手，不断提升对于新能源电动汽车的消防安全问题的重视。在动力电池、充电基础设施、交通管理以及用户认知等方面全面增强对于消防安全的重视程度并不断的完善相关的制度流程。例如：在进行新能源汽车推广的公共领域中，应重视消防安全方面的细节问题，实现真正意义上的无缝衔接，消除在使用过程中存在的安全隐患。在用户使用新能源电动汽车时，要对汽车按照标准进行定期的检修和保养，并不断提升对于安全用车的认知，出现问题进行及时有效的检修，以防止汽车出现消防安全问题。

3.3建立起新能源汽车的智慧消防體系

首先，应在新能源电动汽车上搭载全天候的车联网系统，即便在车辆下电、人员休息之后，它也可以一直执行对于新能源电动汽车安全状态的监控任务，在发现汽车发生安全事故或者隐患时，实现第一时间上报车辆的报警信息。其次，要实现国家智慧消防平台和新能源汽车消防数据的无缝连接，系统一经确认车辆出现了安全事故，可以做到第一时间将车辆的基础信息、车辆的位置信息以及人员和货物的信息反馈给国家智慧消防数据平台，以便于应急管理部门实施救援计划。还应为新能源汽车搭载智能的电池消防设备，其目的主要是建立起单体电池间的防火墙和打开车载灭火设备，控制或延缓单体电池发生热失控的情况，最大程度为应急消防争取时间。

另外，新能源汽车企业也要建立起专业的消防安全数据库并培养起专业的运行和维护人员，在新能源汽车发生安全事故的时候，通过移动互联网将汽车的消防安全数据实时传送给用户和救援人员，以便为用户以及救援人员提供专业的服务。通过上述几条线路，能够确保应急管理部门第一时间接收到新能源汽车的消防警报，并将与消防安全有关的数据传送至国家智慧消防数据平台，从而为制定消防应急方案提供服务。

结语：

综上所述，安全是一切的基础和前提，对于新能源电动汽车行业来讲，我们不仅要保证其生产过程中的安全，其使用过程中的安全同样也是整个行业的头等大事。尤其在我国新能源汽车保有量逐年增加的背景下，我们应充分重视新能源电动汽车使用过程中的出现的安全火灾事故，并对其进行深入的研究和细致的分析，制定出切实有效的防范措施，在根本上解决新能源汽车的消防安全问题。只有这样才能够使得人们在真正意义上接受新能源汽车，才能够实现新能源汽车的稳定、健康发展。

参考文献：

[1]刘阳勇. 新能源电动汽车消防安全现状与思考[J]. 汽车博览，2020（8）：156.

[2]吴志强，廖承林，李勇. 新能源电动汽车消防安全现状与思考[J]. 消防科学与技术，2019，38（1）：148-151.

[3]刘海峰. 新能源汽车火灾原因分析及处置对策研究[J]. 科技资讯，2020，18（21）：81-83.

[4]陈文博，颜健，孟凌杰，等. 电动汽车动力锂电池火灾危险性的研究进展[J]. 电源技术，2021，45（2）：270-273.

[5]李首顶，李艳，田杰，等. 锂离子电池电力储能系统消防安全现状分析[J]. 储能科学与技术，2020，9（5）：1505-1516.

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