摘要：本文以新能源電動汽車火災處置為核心研究內容。鑒于“碳中和、碳達峰”政策的導向，新能源電動汽車在未來市場中將占據更大份額，伴隨而來的是火災風險的不斷提升。文章深入探討了新能源電動汽車火災的根源——電池熱失控問題，分析了充電樁平臺的安全性，并提出了提升充電安全性的措施。通過對充電站配電系統運行、電能消耗、電能質量、充電安全及行為安全的實時監控與預警，為充電站的穩定、安全、高效運行提供了有力保障，有效保護了電池安全，及時消除了安全隱患，防止電氣火災的發生，從而確保了人們的生命與財產安全。

關鍵詞：新能源汽車；火災處置；充電樁平臺

0、引言

為推動我國經濟的綠色低碳轉型，國務院于2012年和2020年分別發布了《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》和《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》，為新能源汽車產業的發展指明了方向，明確了純電驅動的戰略定位。在政策引領下，我國新能源汽車產業蓬勃發展，產銷量和保有量均穩居世界前列。據中國汽車工業協會2022年一季度數據顯示，新能源汽車產量達129.3萬輛，銷量達125.7萬輛，同比分別增長1.4倍，占整個汽車市場的19.3%。預測到2030年，電動汽車保有量占比或將高達50%，數量或達1億輛。隨著新能源汽車的普及，其火災事故頻發，鑒于新能源汽車在火災危險性、滅火機理及處置措施上的獨特性，需深入研究并采取有效措施，最大限度降低風險。

1、新能源汽車現狀

據消防救援局統計，2022年一季度，全國共發生電動自行車火災4700起，新能源汽車火災637起，同比分別增長35%和31.3%。新能源汽車火災事故頻發，形勢嚴峻。新能源汽車按能量來源可分為純電動、混合動力和燃料電池三類。其中，純電動汽車因結構簡單、能源利用率高而成為推廣重點；混合動力汽車作為過渡車型，結構相對復雜；燃料電池汽車則因成本高昂、受資源限制，主要作為科研方向。因此，本文聚焦于新能源純電動汽車。電動汽車的動力主要來源于蓄電池，包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池等多種類型。其中，鋰電池因高能量密度和價格優勢成為當前電動汽車的主要應用方向，根據正極材料的不同，鋰電池又可分為錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。純電動汽車與傳統燃油汽車的主要參數對比詳見表1。

表1：純電動汽車與傳統燃油汽車主要參數比較

能源形式	電能	汽油、柴油
儲能裝置	蓄電池	油箱
驅動裝置	電機	內燃機
電力系統	低壓12V、24V 高壓360V（因品牌而異）	12V、24V

2、電池熱失控深度剖析

新能源電動汽車火災的根源在于電池熱失控。鋰電池經歷制漿、涂膜、裝配、老化等一系列工序，其內部質量易受工藝環境、材料品質、參數控制精確度及操作細致度等因素影響，從而產生如毛刺、錯位、粉塵附著、隔膜損傷等缺陷。這些缺陷可能導致電池在使用過程中因絕緣性能下降而引發短路，內部熱量迅速累積，進而促使電解液氣化。若此過程未得到有效控制，電池內部溫度將持續攀升，最終導致電池膨脹、破裂。一個電池的熱失控所釋放的能量，足以觸發周邊電池的連鎖熱失控反應，最終釀成火災甚至爆炸事故[3]。

2.1 熱失控的外部誘因

2.1.1 短路自燃

在極端外部條件，如高溫、潮濕或浸水環境下，電池易發生短路，當溫度超過130℃時，極易觸發熱失控并導致自燃。例如，2016年7月10日，深圳美拜電子廠的鋰電池高溫老化車間就因短路引發了爆炸。

2.1.2 過充風險

充電過程中，電池負極可能析出鋰結晶，過量充電時，鋰結晶的聚集會刺穿隔膜，形成微短路。隨著溫度持續升高，電解液氣化，大量熱量積聚，最終導致電池燃燒或爆炸，有時甚至在充電結束后的一段時間內仍會發生。

2.1.3 碰撞影響

電動汽車在遭遇外部撞擊、擠壓等機械作用時，電池可能遭受穿刺或擠壓而短路。這種損傷可能立即引發燃燒或爆炸，也可能經歷一段緩慢的熱失控過程后，才導致火災。如雪弗蘭VOLT在側碰撞實驗中，車輛停放三周后突發火災[4]。

2.1.4 回收拆解挑戰

目前，電池回收拆解工藝復雜且技術尚不成熟，易引發廢鋁錠產氫自燃或電解液起火等事故。隨著新能源電動汽車產業的蓬勃發展，待回收電池數量激增，亟需優化回收工藝，提升本質安全水平。

2.2 電動汽車火災的特有風險

電動汽車火災不僅涉及車內可燃物的燃燒，還需考慮電池組熱失控的潛在影響，以及高壓組件帶來的危險。電池組通常位于車輛隱蔽位置，早期火情難以察覺，且火勢蔓延迅速，持續時間長，易引發爆炸、觸電、中毒等嚴重后果。電池燃燒具有獨特性，易發生復燃。

2.2.1 觸電風險

火災發生時，系統可能失靈，導致車輛未熄火斷電或高壓系統未切斷。若滅火操作中未采取適當防護措施，或破拆救人時未偵察電池系統位置，均可能誤觸高壓組件而觸電。

2.2.2 爆炸威脅

電池熱失控時，可燃性電解液蒸氣和有機小分子氣體迅速噴出，與殼壁摩擦產生的熱量足以點燃低閃點氣體。當進入熱失控狀態的電池數量足夠多時，可燃氣體大量積聚，達到爆炸極限即會引發爆炸[5]。

3、工作建議

鑒于新能源電動汽車火災的特殊性，對消防員的滅火處置工作提出了更高要求。應加強相關業務理論學習，開展實戰場景訓練，提升應對處置能力，確保安全。

（1）深化業務學習，開展針對性訓練。在日常學習中融入新能源電池知識，邀請專家授課，并結合偵察檢測、安全防護、冷卻保護等科目開展實戰訓練，確保有效應對各類警情。

（2）提高防護意識，掌握避險技能。通過相關平臺，利用限流式保護器等設備提升充電安全，實時監測電池狀態，保障人員安全。同時，對充電站配電系統的運行、電能消耗、電能質量、充電安全和行為安全進行實時監控和預警，確保充電站的安全、可靠、經濟運行，及時消除安全隱患，防止電氣火災發生。

（3）強化協同作戰，建立聯動機制。新能源汽車火災的處置需要消防、電力、汽車廠商等多部門協同合作。應建立健全信息共享和應急響應機制，確保火災發生后能夠迅速集結各方力量，形成合力，高效處置。同時，加強跨地域、跨部門的聯合演練，提升協同作戰能力。

（4）推動技術創新，提升防控水平。鼓勵和支持科研機構、企業加大對新能源汽車火災防控技術的研發力度，特別是在電池熱失控預警、快速滅火技術、智能充電系統等方面取得突破。通過技術創新，提高火災預防和應急處置的效率，降低火災發生的風險和損失。

（5）加強公眾教育，提升安全意識。新能源汽車的普及需要廣大公眾的廣泛參與和支持。應加大對新能源汽車安全使用的宣傳力度，提高公眾對電池熱失控、充電安全等問題的認識，引導用戶規范使用新能源汽車，減少因操作不當引發的火災事故。同時，加強學校、社區等場所的消防安全教育，提升全民消防安全素質。

綜上所述，針對新能源電動汽車火災的嚴峻形勢，我們需要從多個方面入手，采取綜合措施，提升火災預防和應急處置能力，確保新能源汽車產業的健康、可持續發展，保障人民群眾的生命財產安全。通過不斷深化研究、加強技術創新、完善管理機制和提升公眾安全意識，我們定能有效遏制新能源汽車火災事故的發生，為構建綠色低碳的和諧社會貢獻力量。

4、安科瑞AcrelCloud-9000充電站運營平臺

4.1平臺概述

安科瑞充電站運營平臺依托物聯網、云計算、互聯網、大數據、AI等技術，對充電站配電系統的運行、電能消耗、電能質量、充電安全和行為安全進行實時監控和預警，為充電站的可靠、安全、經濟運行提供保障，并及時切除安全隱患、避免電氣火災發生，從而保障人員的生命財產安全，打造“安全、高效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網—互聯網—多種增值業務”的智慧充電站，提升充電站的社會和經濟價值。

4.2適用場合

可廣泛應用于醫院、學校、酒店、體育場等公共建筑；商業廣場、產業園等綜合園區；企業、住宅小區等場所。

4.3系統結構

平臺采用分層分布式結構，主要由感知層、網絡層和平臺層三個部分組成，詳細拓撲結構如下：

現場設備層：連接于網絡中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質量分析儀表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網絡通訊層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據上傳至搭建好的數據庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

平臺管理層：包含應用服務器和數據服務器，完成對現場所有智能設備的數據交換，可在PC端或移動端實現實時監測充電站配電系統運行狀態、充電樁的工作狀態、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應用。

多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災探測器、限流式保護器、智能插座可通過全網通4G通訊模組與平臺直接通訊。

電能質量分析儀表、煙霧傳感器和測溫裝置通過RS485，攝像頭通過RJ45與智能網關通訊，再由智能網關通訊通過4G統一與平臺通訊。

限流式保護器既可以通過4G連接平臺，也可以通過RS485連接網關。

平臺搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能聯網的地方，通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看各處的運行情況。

4.4相關產品介紹

4.4.17KW交流充電樁AEV-AC007D

產品功能

1）智能監測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與計費以及充電過程的聯動控制等。

2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網絡運營平臺。

3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等。

4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能。

5）材質可靠：保證長期使用并抵御復雜天氣環境。

6）適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合GB/T20234.2-2015國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。

7）資產安全：產品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、人員的安全。

4.4.2直流充電樁系列

4.4.3電氣火災探測器ARCM300-Z

名稱	圖片	功能
電氣火災監控裝置		三相（I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、COSφ），視在電能、四象限電能計算，單回路剩余電流監測，4路溫度監測，2路繼電器輸出，2路開關量輸入，事件記錄，內置時鐘，點陣式LCD顯示，1路獨立RS485/Modbus通訊，支持4G/NB等多種無線上傳方案，支持斷電報警上傳功能。

4.4.4限流式保護器ASCP200

產品功能：

1）短路保護：保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內實現快速限流保護，并發出聲光報警信號；

2）過載保護：當線路電流過載且持續時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發出聲光報警信號；

3）表內超溫保護：當保護器內部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發出聲光報警信號；

4）組網通訊：保護器具有1路RS485接口，可以將數據發送到后臺監控系統，實現遠程監控。

4.5平臺功能

4.5.1首頁

平臺首頁顯示充電站的位置及在線情況，統計充電站的充電數據

4.5.2實時監控

1）充電站監控

可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監控頁面實時監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當變壓器負荷超過80%時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。如圖所示：

統計當前充電站各充電樁回路的數據；通過卡片的形式展現充電樁的數據；顯示故障列表；如圖所示：

2）充電樁監控

顯示充電樁充電數據；顯示各回路的充電狀態；可以對充電中的回路進行手動終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

3）設備監控

顯示限流式保護器的狀態，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報警，如圖所示：

4.5.3故障管理

1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關聯的所有故障信息。如圖所示：

2）故障派發

故障派發中記錄了當前待派發的故障信息。如圖所示：

3）故障處理

故障處理中記錄了當前待處理的故障信息。如圖所示：

4.5.4能耗分析

在能耗分析中，可查看指定時段關聯站點和關聯樁的能耗信息并顯示對應的能耗趨勢圖。如圖所示：

4.5.5故障分析

在故障分析中，可查看相關時間內的故障數、故障狀態、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

4.5.6財務報表

在財務報表中，可根據時間查看關聯站點的財務數據。如圖所示：

4.5.7收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示：

5、結語

綜上所述，為減少新能源汽車火災事故的發生率，我們需依據新能源汽車的內部構造及動力電池的火災特性，采取多元化的預防措施。這包括提升新能源汽車的產品質量，確保安全可靠；實現智能車載監控系統與智慧消防監管平臺的無縫對接，實現信息共享；制定并執行更為嚴苛的安全標準和規范；細化充電樁的布局要求，并加強充電樁的消防安全管理工作；同時，倡導規范用車行為，鼓勵科學保養。如此一來，當新能源汽車出現安全故障預警或發生火災事故時，能夠迅速發出警報，便于車主或廠商及時響應，采取有針對性的高效處置措施，從而最大限度地降低新能源汽車火災事故的發生概率。

參考文獻：

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[6]陳儉.新能源電動汽車火災危險性分析及處置研究.

[7]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版

安科瑞汪洋/汪小姐/汪女士（銷售專員）聯系方式：18702106706

審核編輯 黃宇