纯电动汽车火灾的扑救对策

吴利锋 孙庆林

摘要：随着经济发展的增速，纯电动汽车由于对环境影响相比传统汽车较小，前景被广泛看好，是汽车未来发展的方向。但随着纯电动汽车电池使用量的剧增，火灾事故频发，其安全性问题越来越凸显。笔者结合实际灭火经验，通过分析纯电动汽车的构造，火灾的特点、起因及应对措施，为类似火灾扑救提供参考。

关键词：纯电动汽车;火灾;扑救对策

作为加快我国汽车产业转型升级的国家战略性新兴产业，新能源汽车产业是我国由汽车大国迈向汽车强国的必由之路[1]。根据预测，“十四五”期间，中国新能源汽车的产销总规模可达千万辆。目前中国新能源汽车市场中，纯电动汽车型的产销增长是新能源汽车的主要驱动力，在新能源汽车市场中占比超八成。相对传统燃油车，纯电动汽车机械结构大大简化，由电力驱动系统控制，不需要复杂的变速箱及传动机构。纯电动汽车在行驶过程中，发生碰撞或者汽车底部电池受到磕碰，很容易出现电池刺穿引发火灾事故，其安全问题一直备受关注。据不完全统计，电动汽车燃烧事故中电池相关的原因占比79%，最高火焰温度可达1500℃[2]，考虑到燃烧时电池整体所释放的能量要超过同质量的TNT[3]，因此如何做好纯电动汽车电池突发火灾的扑救是当前社会关注的一个重要课题，本文依据实战中的经验积累，探讨在电动车发生火灾时的灭火救援对策。

一、纯电动汽车的构造设计特点

纯电动汽车主要由电池驱动系统、电机系统和电控系统及组件等部分组成，与传统燃油车主要差别在于电池驱动系统，由蓄电池输出电能驱动电机运转，电机输出的转矩经传动系统带动车轮行驶。

（一）电机驱动控制系统。电机驱动系统是电动汽车的核心部件，它由电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分组成。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。其中，电源部门主要由先并后串的动力电池系统（见图1）构成，电池模块还包含了温度传感器、电压检测、高压控制互锁、故障诊断等功能。

（二）车辆控制器。作为汽车电机系统的控制中心，主要功能是对输入信号进行处理，根据电机控制系统的信息，解析驾驶员需求，监控汽车行驶状态，协调控制单元如BMS、MCU等的工作，配合电池管理系统进行发电反馈和放电控制，实现整车的驱动控制、能量回收、附件控制和故障诊断等功能。

（三）辅助系统。主要包含车载信息显示系统、导航系统、空调照明及动力转向系统等辅助功能模块。

二、纯电动汽车的火灾特点

纯电动汽车由于结构特点的特殊性和个体性，其发生火灾主要有以下特点：

（一）空间狭小，逃生困难。车辆内部空间狭小，一旦发生火灾，留给乘客的反应时间有限，而且很多均是车辆相撞导致的，在此情况下，车门就可能被挤压损坏，车内人员逃生极为困难。

（二）火势蔓延快，温度高。电池因热失控时，电池内部会发生大量化学反应（如电解液反应、正极分解反应等），释放出大量易燃可燃气体，电池火焰最高温度超过1500℃[2]，远高于常规汽油的燃烧温度，存在爆炸危险（见图2）。

（三）火灾扑救困难。动力电池的电芯外部由外壳材料包裹，很难第一时间找到着火点，同时灭火剂一般很难作用于电芯内部，电池中的一些成分在高温下会生成氧化物，成为复燃助燃剂，给扑救带来了困难（见图3）。

（四）存在中毒和触电危险。电动汽车全车身都是电缆环绕，电压一般在300V—400V，远高于人体承受最大电压安全值36V。电池失控产生的气体主要有一氧化碳、烷烃、烯烃和电解液的蒸气，具有不同程度的毒性[4]。

三、纯电动汽车的火灾起因

根据统计[5]，发生事故时车辆处于行驶状态和静止状态的概率基本持平。目前普遍执行的锂离子电池测试项目中，最具代表性的测试为过充、短路、针刺、挤压[6、7]。综合电池测试与近几年来笔者扑救纯电动汽车火灾事故的实战经验，纯电动汽车火灾起因主要有以下几点：

（一）电池内部短路。制造过程中电池电极表面有毛刺刺破隔膜，封装中极片或极耳发生位移引起正、负集流体接触引起正负极短路，使用中电池内部黏结剂的晶化、树枝状结晶的形成及活性物质剥落等均会造成电池内部短路。

（二）过度充电。过充时，正极材料会出现脱锂，从而具有强氧化能力，负极材料表面产生氧化分解放出大量的热，导致内部温度和压力急剧上升，同时电解液高度易燃，与锂发生反应剧烈燃烧，最终导致热失控。

（三）碰撞挤压穿透等外部因素。电动汽车的电池都是放在底盘内部，电池组受到激烈撞击或挤压时，电池外壳很容易发生变形，出现内凹，从而挤压到电池隔膜，在电池组中起分隔正负极的隔膜由于厚度小，容易被直接刺穿，使电池内部出现短路，并造成易燃的电解质泄露。

四、纯电动汽车的火灾扑救要点

扑救纯电动汽车火灾，必须贯彻“救人第一、科学施救”的指导思想和“先控制后消灭”的战术原则，根据现场情况，第一时间组织人员疏散，集中优势力量控制火势发展，最大限度地减少火灾危害。

（一）快速组织火情侦察，及时警戒。在接警过程中一定要清楚起火汽车的品牌型号、动力电池种类和容量主开关的位置及状态等。到达现场后，查明被困人员数量、位置，确定燃烧范围、火势蔓延方向，制定疏散营救路线及进攻阵地，对火场形势和行动风险评估，禁止无关人员和车辆进入灭火救援的工作范围，维持火场秩序。

（二）充分利用现场情况，科学处置。在现场满足断电条件下立即实施断电操作，无法断电的情况下，迅速查找電池组位置固定车辆，用冲击钻或切割机、液压剪将电池组外壳打孔多处，在喷雾水掩护的前提下，将水沿孔洞注入，将电池浸泡冷却灭火（见图4）。

（三）落实个人防护要求，监测火情。纯电动汽车火灾存在中毒和触电危险，因此在火灾扑救过程中必须落实好个人防护要求，佩戴空气呼吸器，喷雾水保护，同时在钻孔洞作业时穿戴电绝缘服、绝缘靴、绝缘手套等防护装备，携带漏电探测仪绝缘手套，防止钻孔过深导致电池电弧放电引发触电事故。明火熄灭后，应继续利用水枪对火场进行持续冷却，并使用测温仪进行实时监测，检查锂电池和存储环境的安全情况，防止复燃或爆炸。

纯电动汽车的灭火救援存在着火点难寻、火势蔓延快、对个人防护要求高等难点，一旦发生火灾极易造成人员和财产的伤亡损失。为了保障人民生命财产安全，需要不断学习掌握纯电动汽车的燃烧规律，强化模拟实战演练，增强战术制定，以及进攻线路选择的合理性，切实提高灭火救援工作效率。

参考文献：

[1]中华人民共和国国务院办公厅.新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）[Z].2020-10-20.http：//www.gov.cn/zhengce/content/2020-11/02/content_5556716.htm.

[2]平平.锂离子电池热失控与火灾危险性分析及高安全性电池体系研究[D].北京：中国科学技术大学，2014.

[3]Doughty D H.Battery Safety and Abuse Tolerance[M].Wiley-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA，2011.

[4]Can-Yong Jhu，Yih-Wen Wang，Chi-Min Shu，Jian-Chuang Chang，Hung-Chun Wu.Thermal explosion hazards on 18650 lithium ion batteries with a VSP2 adiabatic calorimeter[J].Elsevier，2011，192（01）：99-107.

[5]清华大学电池安全实验室.2019年动力电池安全性研究报告[R].2019-08-18.

[6]吴凯，张耀，曾毓群，等.锂离子电池安全性能研究[J].化学进展，2011，23（Z1）：401-409.

[7]李会峰，庞静，卢世刚.锂离子电池滥用条件下的安全性研究[J].电源技术，2013，37（12）：2235-2238.

作者简介：

吴利锋（1984.10—），男，汉族，湖北黄冈人，硕士研究生，初级专业技术职务，研究方向：灭火救援.