电动汽车防火系统分析研究

朱玲玲

摘 要：伴随着社会科技的进步，人们生活水平的不断提高，以及人们对节能、环保认知的不断提升，生活中的运输工具正朝着污染少、能耗低的方向发展。而电动汽车就属于这一类产品，因其具备环保、节能、重量轻、价格低廉等特点，深受大众欢迎并得到广泛普及。因此，采用新技术对电动汽车的消防安全进行研究显得尤为重要。

关键词：电动汽车 防火系统 传感器 问题及措施

1 引言

随着电动汽车的普及，人们对其安全性的关注也越来越高。电动汽车防火系统作为电动汽车设计中的重要组成部分之一，其作用是避免电动汽车在使用过程中发生火灾事故。在这种情况下，电动汽车防火系统的可靠性和性能显得尤为重要。为此，本文将从设计分析、停放监控与防火报警系统和问题与措施三个主要角度，对电动汽车防火系统进行深入研究。通过对此防火系统的全面研究，我们将为电动汽车的设计和使用提供有价值的参考和建议，以确保电动汽车使用过程中的安全性和可靠性。

2 研究背景及意义

2.1 研究背景

随着全球能源问题和环境问题的日益突出，电动汽车作为一种新型交通工具，因其零排放、低噪音、高效率等优点，正逐渐取代传统燃油车，成为人们出行的主要选择。根据市场研究机构的数据显示，2021年全球电动汽车销量已达到400万辆，同比增长了41.6%。然而，随着电动汽车的普及，电动汽车火灾事故也时有发生，严重威胁着人们的生命财产安全，给电动汽车的推广带来了巨大的挑战。

2.2 研究意义

电动汽车火灾的发生主要是由于电池、电机、电线等电气元件发生短路、过载、过热等异常情况导致。针对这种情况，电动汽车防火系统作为电动汽车设计中的重要组成部分之一，其作用是避免电动汽车在使用过程中发生火灾事故。在这种情况下，电动汽车防火系统的可靠性和性能显得尤为重要。电动汽车防火系统的设计需要综合考虑电动汽车的整体设计，确定防火系统的位置和布局，选择适合的防火器材和设备，建立完整的防火系统，保证电动汽车在使用过程中的安全性和可靠性。此外，电动汽车防火系统的设计还需要关注防火器材和设备的使用寿命、维护保养和更换等问题，以及整车系统与防火系统的协同设计问题[1]。

3 电动汽车停车场防火系统设计分析

电动车防火系统的设计是防止电动汽车在停放、充电、使用等过程中发生火情，能够迅速采取措施，避免发生火灾的关键。

3.1 防火系统设计的原则和要求

3.1.1 综合考虑电动汽车停放区域的整体设计

防火系统的位置和布局需要综合考虑电动汽车容纳数量、小区地理位置的整体设计，确保防火系统与电动汽车的其它部分协调配合。

3.1.2 选择适合的防火器材和设备

防火器材和设备是防火系统的重要组成部分，对于电动汽车的安全性和可靠性至关重要。一般来说，防火器材和设备需要具备以下特点：选择适合电气火灾的灭火设备，具备较高的灭火效率和灭火速度，对电动汽车的损伤较小，使用寿命长，易于维护和更换。

3.1.3 建立完整的防火系统

防火系统需要建立完整的防火预警、监测、报警、灭火等环节。防火系统的主要作用是能够及时发现火情，并发出警报，并联动自喷系统进行灭火，同时警醒相关工作人员发现火情，采取灭火行动。防火系统包括烟雾传感器、火焰传感器、灭火器、自动喷水系统等多种设备。同时，防火系统还需要具备自动启动、手动停止、手动控制等多种工作模式，确保在不同情况下能够及时、有效地发挥作用。[2]

3.1.4 防火系统的组成及其功能

防火系统主要有监控显示器、摄像头、烟雾传感器和火焰传感器构成的火情监控系统，以及自动喷水灭火系统构成。摄像头可以在停车场进行环境监控，并实时将停车场的画面反馈给防火控制系统，然后显示在监控显示器上，以便值班人员可以随时查看停车场的状况；烟雾传感器，可以在火灾初期，还未产生火焰的时候，起到检测的作用，可以尽早发现火情，并将检查到的异常信号反馈给防火监控系统，防火监控系统并发出警报提醒工作人员注意异常，工作人员可以第一时间采取行动，降低火灾的发生；火焰传感器可以在一些由电动汽车蓄电池故障引起的快速燃烧的火情中，迅速检测到火情，并将火情反馈给监控系统，监控系统根据烟雾传感器和火焰传感器共同反馈的信号，打开自喷系统进行灭火，同时监控系统发出警报，工作人员确认火情危险解除了，可手动关闭自喷系统。

3.2 防火器材和设备

灭火器主要有干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器等。干粉灭火器是电动汽车防火系统中应用最广泛的一种灭火器，具有灭火效果好、操作简单等优点；泡沫灭火器适用于灭油类火灾，可以形成一层泡沫覆盖火源，有效隔离氧气，从而达到灭火的目的；二氧化碳灭火器具有速度快、无残留物等特点，适用于电动汽车电池、电机等高压部位的火灾。如图，下图为常见的干粉灭火器与二氧化碳灭火器。

3.3 监测和控制系统

防火监控系统是整个防火系统的核心，它实时接收摄像头、烟雾传感器、火焰传感器等设备探测的信号，同时将这些信息输出在监控显示器上面，以便工作人员查看。当收到烟雾传感器和火焰传感器发回的异常信号时，会进行警报处理，提醒工作人员查看，同时它还可以根据火災信号（监控系统收到烟雾传感器反馈的信号，并收到火焰传感器反馈的信号）时自动开启自喷系统。

烟雾传感器、温度传感器、火焰传感器是电动汽车防火系统中常见的探测设备，主要用于检测火源。烟雾探测器通过检测停车场的烟雾浓度来判断是否发生火灾，火焰探测器则可以通过检测火焰的光谱和辐射来判断是否发生火灾。摄像头则是监控画面，可以让工作人员通过监控画面判断是否发生火灾，还是由于探测设备故障而引起的误警报。

4 停放监控与防火报警系统

随着电动汽车的普及，电动汽车的停放管理成为一个重要的社区管理问题。传统的人工管理方式已经无法满足现代化社区管理的需求，因此需要建立电动汽车停放监控与防火报警系统。本部分将从三个方面详细阐述电动汽车停放监控与防火报警系统的设计。

4.1 停放监控区域的设定

为了有效监控电动汽车的停放情况，需要明确电动汽车的停放区域。一般来说，电动汽车的停放区域应该设置在指定的停车位或者地下车库。但是，在一些小区中，由于停车位不足等原因，一些业主会违规停放在消防通道等区域，给小区管理带来很大的困难。因此，在设计电动汽车停放监控与防火报警系统时，需要明确规定电动汽车的停放区域，明确违规停放的范围，并进行合理布局。

4.2 监控设备的选择与安装

电动汽车停放监控的设备包括视频监控、车位检测等。针对不同的停车区域，选择不同的监控设备，并进行合理布局。一般来说，电动汽车停车位的检测可以采用地磁感应器或者压力感应器，这些设备可以实时监测车位是否有车辆停放。同时，视频监控设备可以对停放区域进行全天候监控，一旦有违规停放现象，可以及时发现。监控设备的安装也是关键，需要考虑设备的安装高度和角度，以及监控覆盖范围。同时，设备的防水性能和抗干扰能力也需要考虑。

4.3 防火报警系统的设计与联动机制

在电动汽车的停放管理中，防火报警系统是非常重要的。电动汽车的锂电池充电可能会引起火灾，因此需要建立防火报警系统。防火报警系统的设计应该包括温度、烟雾、光电等传感器，一旦检测到异常情况，就会及时发出报警。同时，防火报警系统需要与小区消防室联动，可以及时启动消防设备进行处置。

4.4 电动汽车车身的防火监控

电动汽车在行驶过程中，发生自燃引起火灾的事故也是时常见到。在电动汽车车身安裝防火监控系统可以及时地提醒驾驶员发生火情，尽快离开危险区，进而采取灭火行动，减少生命财产的损失。

车身的防火监控系统的可以由烟雾传感器和温度传感器以及控制显示器构成，主要的作用的车身发现不明烟雾、或车身温度超过预设值时，即时发出警报。烟雾传感器和温度传感器安装在容易发生火情的位置，比如蓄电池周边。控制显示器安装在驾驶室内，以便驾驶员进行监控，同时警报可以提醒驾驶员。

5 防火系统关键技术与可靠性

电动汽车防火系统设计的实验研究是保障车辆安全、人民财产安全以及小区环境的关键步骤。

5.1 电动汽车着火的成因

第一，造成电路失效的主要原因。电动汽车容易引起火灾的位置主要是蓄电池及线路，尤其是在充电或行驶的过程中。它的起因有三种。首先是电池损坏，第二是充电器的电线超载，也可能是由于在工作过程中发生了短路。追根溯源，是因为没有对充电安全保障设备进行设计，导致了在工作异常时，不能自动切断电源，加上电动汽车的装配材质的一定程度的可燃、可爆性，难免会发生火灾。

第二，火灾是因为不安全的存储条件引起。部分电动汽车停放在建筑物附近，当人为吸烟或某种操作产生电火花，尤其温度过高时，一些电机的材质会熔化，容易导致电动汽车起火，不但会对电动汽车本身造成伤害，还会对所处楼层空间造成一定破坏，对工程施工及人民群众的人身、财产构成了严重的威胁。

第三，因为电动汽车的构成材料引起火灾。为了满足公众对电动汽车外形外观的喜好需求，它的座垫等组件采用聚合物材料制成。但是，聚合物的可燃性较强，在阳光下容易引起火灾，在燃烧过程中产生大量有害烟气，对大气环境产生了极大的污染，其危害性极大。

5.2 电动汽车防火系统设计中的关键技术

5.2.1 防火系统的传感器技术

电动汽车防火系统的传感器技术是关键的设计技术之一。传感器的主要作用是实时监测停放区域的温度、电流、电压等参数，并根据这些参数来判断是否需要启动防火系统。传感器的选择和位置是影响防火系统性能的关键因素。[3]在设计防火系统时，需要充分考虑传感器的数量、类型和位置，以确保防火系统能够及时准确地检测车辆的状态，并启动灭火程序。

5.2.2 防火系统的灭火技术

防火系统的灭火技术是保障车辆安全的核心技术之一。灭火技术的主要作用是在车辆发生火灾时，迅速将火势扑灭，并避免火势蔓延到其他部位。常用的灭火技术包括干粉灭火、二氧化碳灭火、气体灭火等。在防火系统的设计中，需要根据停放区域的类型和用途选择适合的灭火技术，并设计合理的灭火装置和喷头，以最大限度地降低火灾损失。

5.2.3 防火系统的电源技术

防火系统的电源技术是保障防火系统正常运行的重要技术之一。防火系统的电源需要满足高可靠性、高安全性和长寿命等要求。在设计防火系统时，需要选择适合的电源类型和电源容量，并采用多重备份和冗余设计等技术来提高防火系统的可靠性和安全性。

5.3 防火系统可靠性分析和改进

防火系统的可靠性是指防火系统在一定时间内能够正常工作的概率。在电动汽车防火系统的设计中，需要重视可靠性问题，并对防火系统的可靠性进行评估和改进。在评估防火系统的可靠性时，需要考虑防火系统的工作环境、使用寿命、故障率等因素。同时，还需要考虑防火系统的维护和保养等因素，以确定防火系统的整体可靠性水平。

在改进防火系统的可靠性时，可以采取多种措施，其中包括：

（1）加强防火系统的质量控制，确保防火系统的各个组件都能够正常工作。

（2）采用多重保险机制，增加防火系统的容错能力。

（3）使用备用电源，保证防火系统在停电等情况下能够继续工作。

（4）提高防火系统的响应速度，确保在火灾发生时能够及时响应。

（5）对防火系统进行定期维护和保养，确保防火系统能够长期稳定地工作。

综上所述，电动汽车防火系统的设计和研究对于保障电动汽车的安全运行具有重要意义。

6 结语

在城市快速发展的今天，电动汽车的普及已经成为一种趋势。但是，电动汽车停放管理问题也因此愈发突显，给小区和业主带来了不少困扰。针对这些问题，我们可以采取一系列改进措施，如增加电动汽车专用停车位数量、加强管理与监管、推行预约制度等。这些措施可以有效遏制违规停放行为，提高电动汽车停放管理效率和质量，为业主提供更便利、更安全的停车环境。在未来，我们应该继续关注电动汽车停放管理问题，不断优化管理措施，为城市的可持续发展做出贡献。

参考文献：

[1]姜昊，葛东峰.电动车防火技术及其研究现状[J].现代交通技术，2021，31（4）：64-68.

[2]周志湘，化工园区消防监督检查物联网技术的应用[J]. 化工管理，2023，66-68.

[3]潘立武，刘志龙，罗丛波. 物联网技术与应用［M］.北京.航空工业出版社.2018.48-52.