新能源汽车火灾处置对策研究

徐权

1 新能源汽车结构及分类

新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车。我国以纯电驱动为新能源汽车发展的主要战略取向，重点发展纯电动汽车、插电式（含增程式）混合动力汽车和燃料电池汽车。由于目前市场上以纯电动汽车、插电式（含增程式）混合动力汽车最为常见，本文把以上两种车型为研究对象。

纯电动汽车以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，由电力驱动控制系统、底盘、车身、辅助系统四大部分组成。纯电动汽车火灾危险性主要来自动力电池热失控。混合动力汽车是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系统单独或共同提供，主要由发电机、发动机、动力分离装置、变压器等组成。混合动力汽车因具备两套动力系统，同时具备非电动汽车和电池热失控火灾的危险性。

目前市面上新能源汽车动力电池以锂电池为主，锂电池是指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物）的电池。根据结构特点，又分为磷酸铁锂电池、三元锂电池。两者相比较，磷酸铁锂电池具有安全性高、使用寿命长、成本低的特点，三元锂电池能量密度高、充放电速度快，火灾危险性相对更高。

2 新能源汽车火灾现状

在气候变暖及能源危机的背景下，发展新能源汽车产业已成为世界各国的共识，各国政策出台政策给予支持和鼓励，我国宣布2035年将停售燃油车，到2050年将全面停止使用燃油车。在政策支持下，我国新能源汽车产业迅速发展，2019年新能源汽车产量为124.2万辆，销量为120.6万辆，连续多年居世界第一[1]。

随着新能源电车的普及，新能源汽车火灾也在不断增多。根据公开资料不完全统计，2014-2020年全国共发生新能源汽车火灾313起，呈逐年上升趋势（图 1）。

图1 2014-2020 年全国新能源汽车火灾统计

以2019年和2020年国内电动汽车起火事故数据分析电动车火灾发生时间分布特点，可以发现在7、8、9月高温季节的起火事故有61起，占比49%（图2）。

图2 2019-2020年新能源汽车火灾数量

3 新能源汽车火灾处置难点

新能源汽车车载动力锂电池外部短路、内部短路、过充过放往往是造成火灾重要原因，对于救援人员主要存在以下处置难点：

3.1 高压电击

新能源汽车动力电池电压300-600V，人体可以承受的安全电压是36V，安全电流10mA。在汽车底盘和仪表台处，常会布置动力电池和橘红色高压线束。按照新能源汽车相关设计要求，当车辆出现熄火后，锂电池供电系统会自动将内部电压进行切断，但是会有特殊情况发生，导致其没有及时切断高压供电线路，因此在灭火过程中不要直接触碰锂电池高压组件，避免出现击穿情况[2]。

3.2 火灾荷载大

以某品牌电动汽车为例，一颗充满电2.6Ah的18650型三元锂电池，其自身所带能量约为34.164kJ。一辆车需要使用7000多节3.4Ah的18650型号锂电池，火灾荷载大。另外，新能源车动力电池一旦起火，燃烧蔓延速度快，极易造成无法控制的自加温状态，引发链式反应。有实验表明，60Ah磷酸铁锂电池（尺寸：240mm*180mm*18mm）100% SOC从被点燃到热失控喷发射流火的时间是201s[3]。

3.3 烧伤烫伤

有实验证明，60Ah磷酸铁锂电池（尺寸：240mm*180mm*18mm）燃烧时其电池表面最高温度可达到578.3℃，喷发射流火距离可达55cm[4]。通过实际测试，锂电池内部燃烧温度最高可达到926℃，远超汽油燃烧温度389℃，并伴随着大量的喷射物向火焰周围散射，极易导致救援队员被烫伤、烧伤。

3.4 爆炸冲击

有研究表明，当锂电池满荷电状态起火时，温度急剧上升会引发电池爆炸，电解液四处喷射[3]。另外，新能源车的轮胎、油箱在高温烘烤下同样具有爆炸伤人危险，在破拆救人时，若不慎挤压到气囊触发装置，极易造成气囊弹射，导致人员伤亡。

3.5 高毒烟雾

为了提高锂离子电池的热稳定性，在工艺上大量使用含有添加剂的材料，如A1F3材料、含氟的阻燃添加剂等，这些材料可以提升电池的热安全性，但同时也会加剧火灾发生时的烟气毒性危害。实验表明，锂电池燃烧会产生HF、SO2、NO2、NO等刺激性气体以及CO、CO2窒息性气体，且所有气体的浓度都随着SOC的增加而增加，以上气体中，特别是HF、SO2两种气体对救援队员伤害最大[4]。

3.6 车型分辨难度大

目前市场上的新能源汽车品牌繁多，车型不一，虽然整体车身结构大同小异，但是其车身装载的储能电池的规格型号以及高压线路分布却各不相同，使消防救援队员在展开破拆救援前无法掌握事故车辆具体情况，不能及时对事故车辆采取隔离断电等操作，增加了救援时间，加大了救援人员的风险。

4 应对措施

与传统燃油动力汽车相比，新能源汽车火灾突发性强，蔓延迅速，易复燃，持续时间长，事故潜在高压电击、有毒烟气、热失控爆炸风险高，对灭火救援准备、力量调度、安全防护、处置对策等提出了更高的要求。

4.1 加强灭火准备

加强救援队员对新能源汽车辨识方法、结构特点、火灾危险性、处置要点及注意事项熟悉、研究，重点个人防护、漏电监测、断电、破拆方法等进行练习；对辖区内新能源车生产企业、充电桩、停车场等重点区域开展“六熟悉”，制定处置预案，在确保安全情况下高效处置新能源车火灾。

4.2 强化接警调度

在接警时，重点询问是否有人员被困，车辆型号，车辆所处环境（道路、车库、4s店、维修店等）及状态（行驶、停放、充电、维修等）；一键式调派水罐消防车、抢险救援车出动，携带漏电探测仪、红外测温仪、空气呼吸器以及救生、警戒、固定、支撑、破拆等器材到场处置；建立更新新能源汽车应急处置手册资料库，根据着火车辆型号，向一线救援队员精准推送处置要点，包括：该型号车辆断电开关位置、高压线束位置、火灾扑救策略、注意事项等，必要时应联系生产厂商或当地经销商；与新能源汽车生产企业签订联动协议，将企业相关技术人员纳入专家库，必要时遂行出动提供技术支持。

4.3 细化侦察评估

救援队员在赶赴现场途中与报警人加强联系，进一步了解、核实人员被困、车辆型号、所处环境及状态等信息，提前做好力量部署；到场后应查明被困人员情况，起火车辆对周围车辆、建筑和人员威胁情况，起火车辆类型、型号，查明车辆主开关或应急开关的位置及状态；利用测温仪、漏电探测仪等设备监测现场环境，评估车辆漏电、爆炸、火焰喷射等风险，做好应对措施[5]。

4.4 严格安全警戒

在做好个人防护同时，设置作业区和工作区，严防有毒烟气、火焰喷射、电池爆炸、轮胎爆炸、油箱爆炸等对救援队员的伤害。在距离燃烧车辆15m范围设置工作区，禁止车辆、人员进入，在10m范围设置作业区，只允许救援人员进入，并持续监测易燃、有毒气体，监测事故车辆动力电池部位温度，适时调整警戒范围[6]；警戒人员应密切观察现场情况，发现紧急情况时及时报告并发出警示信号；在道路救援时，要严防二次车辆交通事故发生，一般道路救援时，道路安全警戒距离不少于200m，高速公路救援时，警戒距离不少于500m，并在200m处设置第二道警戒，遇有雨、雪、雾等天气或夜间，警戒距离应扩大1-1.5倍。

4.5 做好个人防护

救援队员应着全套灭火防护服，靠近着火车辆或进入密闭空间时必须佩戴正压式空气呼吸器，遇有漏电情况时，要着电绝缘装具，防止有毒气体、高温烫伤、火焰灼伤、高压电击等伤害。

4.6 落实断电措施

理论上，新能源车车辆熄火后锂电池供电系统会自动将内部电压进行切断，为确保安全，在满足断电条件情况下，应尽可能落实断电措施。一是做好高压绝缘防护，使用高压绝缘专用工具；二是停车熄火，关闭车辆启动开关将车辆钥匙进行屏蔽，并控制其与车辆保持至少10m以上的距离；三是可靠驻车，利用木楔、垫块等将车辆进行固定，防止不可控的移动、溜车；四是断开12V低压电源，利用电绝缘钳等工具切断并取走12V电瓶连接线，防止电路重新连接；五是断开手动维修开关（MSD），根据高压安全操作指导手册断开手动维修开关并妥善存放；六是电压复测，在条件允许情况下，可使用电压表对高压系统进行复测。当前，熄火-断掉12V蓄电池是企业、车主应急处置常规做法，从消防灭火救援安全角度考虑，在以上断电基础上，还应通过断开手动维修开关断开高压电输出，并实时监测，才能最大限度确保救援安全。

4.7 科学选择战术

对于有人员被困的火灾，按照“救人第一、科学施救”战术原则，同步开展破拆、灭火、救人行动；对于无被困人员的火灾，按照“先控制、后消灭”战术原则，利用干粉、细水雾等控制火势蔓延扩大；在充换电站进行充换电发生火灾时，应先断电再实施扑救；对火势处于初起阶段，满足断电条件的车辆，立即实施断电操作，并将车辆钥匙装入信号屏蔽袋或放置到距离车辆10m外的区域；对于燃烧猛烈、危险性大，救援队员不宜靠近的火灾，应利用遥控水炮等远距离射水；灭火阵地应设在上风方向，防止有毒烟气伤害；当明火熄灭后，由于锂离子电池具备持续放电特性，应继续出水对电池组进行持续冷却，并使用测温仪进行监测，直至电池温度降至160℃以下，且经评估无燃烧、爆炸等风险[7]。