新能源汽车火灾原因及其灭火救援对策.docx

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1、新豳造车火灾原因及其灭炊助策摘要：新能源汽车、电动汽车是重要战略新兴产业，对于实现碳达峰、碳中和目标具有重要的作用，近年来我国新能源汽车的产量和保有量不断攀升。国务院在2020年底，正式颁布了新能源汽车产业发展规划，实施期限为2021年至2035年，跨度周期为15年，到2025年时，新能源汽车整体的销售基本能够达到其他类型销售总量的20%左右，甚至更多，到发展规划的最后一年时，纯电动汽车成为新销售车辆的主流，尤其是在公共能源车使用方面，逐步趋向于电动化，电动以及燃料电池汽车迈向商业化、科技化应用，一些自动化程度高的汽车实现信息化、规模化、产业化应用。同时，考虑到电动汽车引发的火灾、交通事故造成

2、的人员伤亡和财产损失逐年递增，电动汽车安全问题备受关注。关键词：新能源汽车;灭火救援;原因电动汽车动力电池组在发生碰撞后易造成电解液泄漏，引起电池漏电或引发燃烧、爆炸等灾害事故，使电动汽车交通事故的救援处置更加危险和困难，给灭火救援工作带来更加严峻的挑战。笔者通过参加总队新能源汽车灭火救援调研，结合电动汽车的结构、原理和救援案例，浅谈对新能源汽车锂电池火灾扑救的方法。一、新能源汽车火灾原因及风险（一）新能源汽车火灾原因分析新能源汽车（电池）正处于行业发展的转型期、风险期。从灭火救援工作角度看,一是处于整个行业发展的转型期，从传统铅酸、铅蓄电池的使用向锂电池、燃料电池过渡，从小规模作坊式生产模式

3、向集约化上下游产业链模式转变，存在系统性风险，为灭火救援工作带来新问题新挑战。二是处于整个行业快速发展的风险期，规模体量的增加必然导致事故概率的增加，近年来，储能电站、锂电池生产企业、动力电池回收利用企业及电动车火灾爆炸事故时有发生，尤其是北京丰台储能电站、江苏南通海四达锂电池生产厂家发生的爆炸事故均造成了救援人员的伤亡。伴随着当前新能源汽车发展的形势，动力电池燃烧爆炸的诱因值得深入研究。经过调查发现，基本可将其归纳为内部原因和外部环境两方面。内部原因主要指锂离子电池在各个环节中存在的隐患，比如生产、安装，甚至使用的过程中，受到其结构的缺陷影响，可能会导致热失控的现象出现,例如外表的极片产生毛

4、刺，或者是正负极错位、正极材料纯度不高等，还有可能因为金属粉尘等出现问题造成安全事故的发生;外部原因一般是指电动汽车受到外部的刺激，这种情况包含外力，也包含使用过程中的电池过充、碰撞、挤压、刺穿、过水、高温等情况，导致内部电路短路发生热失控。无论哪种原因，一旦电池发生热失控，都会在短时间内释放大量热能，此时可燃性的电解液蒸气，将会以极快的速度释放出来，并且受到摩擦的作用引发燃烧和爆炸。而在实际发展过程中，其起火原因又可以继续细分为以下几个方面：1 .电路短路现阶段的新能源汽车主要是以电力为能源，所以其起火现象经常产生于电力层面。运行过程中的电路短路成为引发火灾的主要原因之一。一方面，如果新能源

5、汽车的电路存在局部电阻过大或者是由于线路接点不牢，就有可能引起热能产出增大，若没有得到及时处理解决，热量就会持续累积，从而导致导线接点发热起火，新能源汽车发生自燃。另一方面，部分车主对于汽车结构的重要性认识不足，私自对汽车进行各种改装，然而由于其缺乏专业的知识，改装环节就造成电路结构布局以及路线方面出现偏差1。这样一来，就很有可能引发电力功率过大的问题，加快线路的老化，严重的甚至造成电路断路，引发火灾。2 .电路漏电新能源汽车作为以电力为动力的新型车辆，一旦电力系统出现故障，产生电路漏电问题，也会造成火灾事故的发生。首先，相关人员大量的增加电子设备的使用，并将车载电力作为电源使用，这就在一定程

6、度上提高了新能源汽车的电路压力，进而加重汽车在运行过程当中所产出的热能，持续累积下就很有可能引发火灾;其次，如果新能源汽车的电力包装出现纸漏，电力产品产生持续微弱放电现象，在新能源汽车的持续运行状态中也会造成电力以及热量的持续累积，从而弱化线路的绝缘性能，造成火灾。3 .高温部件引燃可燃物新能源汽车在运行过程中部分设备会产生大量的高温，该部位如果和可燃物接触，就很有可能引发火灾。现阶段的新能源汽车一般都是装备有三元催化反应器以及消声器排气管等设备，前者进行催化作用，后者进行声音的消除以及废气的排放。一方面在汽车运行过程中，消声器排气管是全车外漏部分当中工作温度最高的部件，一旦外界的可燃物和消声

7、器排气管接触，就会因为温度过高而引发火灾。另一方面，新能源汽车在运行中很容易碾压到易燃物或是停留在可燃物的上方，这种情况下，如果车主没有及时发现，排气管产生的高温就会和可燃物相接触，从而造成火灾2。而且在新能源汽车中，还存在装配不当的现象，车辆缺乏良好的防光能力，夏季阳光直射状态下，就很有可能引发车内的相关物体爆炸。（二）新能源汽车火灾风险新能源汽车事故的复杂性、危险性和突变性，决定了我们不能将其作为普通车辆事故进行处理。通过前期对吉利汽车各生产线的调研来看，各车型在设计过程中均有针对性地加强了车辆电池仓部位的防护，着重在车身B柱及底部侧裙位置增设防撞钢梁进行车身加固，防止各角度碰撞发生时产生

8、的扭曲变形，降低电池簇受到挤压冲击影响。即便如此，在交通事故发生时，复杂多变的环境下，仍会存在车身严重变形，电池芯受挤压电解液析出反应放热的情况。具体事故风险表现如下：1 .爆炸风险锂电池包为密闭壳体，既有合金材料的壳体，也有复合材料的壳体，且都具有很强的硬度。但当电池出现故障时，极易导致火灾事故的发生，且概率比占70%以上，当电池发热失控，电池的内部会迅速地产生大量气体，这些气体会导致壳体在薄弱处发生撕裂爆炸，甚至形成抛射性的爆炸伤害。2 .触电风险新能源汽车的驱动电压一般都在380V以上，商用车更是高达500V以上，且不同车型动力电池组分布均不同。在事故发生时，强大的动能冲击可能会导致高压

9、线路破损，并通过散落的车体接地，致使车身带电或在现场一定范围内形成跨步电压，电动汽车的驱动电压较高，如果在现场对于高压线路处置方式不规范,对消防救援人员造成电击等伤害的可能性极大。3 .有毒烟气风险三元锂电池或磷酸铁锂电池的工作原理是能量的转换，是锂离子在电能作用下，通过电解液实现电能和化学能的交互释放,正极、负极当出现反应分解过热，均会产生有毒物质。电解质等材料在高温下会产生大量的烯燃等化学物质。热失控后的高温燃烧，都伴随有氟化氢、氟化氢等有毒物质的产生并释放出来，易对消防救援人员身体造成极大伤害。4 .高温燃烧风险开放空间中，家用车的汽、柴油起火后燃烧温度约500。当动力电池发生燃烧时，会

10、分解产生大量的可燃混合物，压力会不断增大，甚至冲开安全泄压装置，从而发生喷溅。据相关调研了解到，最远的喷溅长度约为5m。同时电解液析出也会导致其他锂电池短路,加居IJ热量释放，可在短时间内使温度达到IooOOC以上，对消防救援人员的安全造成更加严重的威胁。5 .电池复燃风险锂离子电池被扑灭后，依然存在升温复燃的风险和热失控的可能性。为防止锂离子电池复燃，建议由专业的消防救援人员派驻灭火类消防车，实施一段时间的现场保护。实验表明，因其电池内部处于自分解反应状态时会产生有毒可燃气体，遇内部高温会再次发生燃烧。因此，电动汽车火灾在扑救时需进行长时间、持续的冷却降温。二、汽车锂电池火灾扑救方法（一）选

11、用适用于汽车锂电池火灾扑救的灭火剂灭火剂的选用取决于火灾的种类，三元锂电池起火主要是内部的高温高压气体喷射出的同时，被内部的高温小颗粒点燃形成的火焰，因此属于气体着火，属于C类气体火灾。磷酸锂铁电池起火是内部的可燃气体泄漏与空气形成可燃性预混气体，被高温点燃起火。所以磷酸锂铁电池和三元锂电池同属于C类火灾。德国机动车监督协会（DEKRA）认为，在灭火剂当中，水其实是能够成功扑救电动汽车锂离子电池火灾的，但耗水量大，扑救时间长。天津消防研究所李毅副研究员典型锂离子电池火灾灭火试验研究通过实验指出ABC干粉、二氧化碳灭火剂均能扑灭电池火灾的明火，但灭火后均发生复燃现象。当前消防救援队伍所配备的灭火

12、药剂主要为泡沫液、干粉、水等，在实际的灭火过程中，泡沫、水是比较常用的，二者相对来说，水是最经济实用的灭火剂。（二）安全防护方面火灾现场具有传统火灾的高温特点，同时也有带电和爆炸危险。火灾扑救人员在处理汽车锂电池火灾时应当注意以下几点：第一，根据汽车锂电火灾事故现场地形和现场车辆的行驶方向，选择合理的消防车停靠位置和车头朝向。第二，在事故作战区域划分干净区、作业区和碎片堆放区，实施分区管控，全程监测汽车内部锂电池组温度情况和现场可燃、有毒气体浓度，实时调整警戒范围，严禁群众进入警戒区域。第三，实施灭火作战，断电稳固的人员要做好电绝缘防护，佩戴电绝缘载具。第四，发现锂电池组电解液泄漏时，靠近事故

13、车辆进行灭火救援作业的人员应当佩戴空气呼吸器，并控制现场火源，防止电解液起火燃烧。第五，设立安全观察哨。发现汽车锂电池组温度急剧升高或者有烟雾产生时,指挥员应马上下达撤离命令，并采用雾状射流进行掩护，防止汽车锂电池爆炸威胁人员安全。（三）汽车锂电池火灾扑救的作战原则扑救汽车锂电池火灾首先要降低着火汽车的温度，保证着火汽车的温度不升高，持续不断地供水，同时也要降低火灾现场的可燃物浓度，在作业区喷射雾状水可以达到这样的效果。并利用大量水对锂电池动力电池组持续降温，直至电池组温度降至160C以下，确认无复燃风险。通过研究测算和试验测试，对汽车锂电池组火灾的灭火和冷却用水量可达10t,因此在指挥调度时

14、应优先调派重型泡沫水罐车。着火汽车内部如果有被困人员，应严格按照救助程序，先对被困人员进行观察和初步急救，然后再采取破拆救人的行动，在破拆过程中应对被困人员进行有效的防护，防止造成二次伤害。同时应避开动力电池组和高压勤力线路，防止对救援人员造成伤害。（四）汽车锂电池火灾扑救的基本作战流程第一，做好个人安全防护。进入事故现场的火灾扑救人员，应当佩戴好全套个人防护装备，同时带上电绝缘防护装备，避免触电。第二，开展火情侦察。汽车锂电池火灾的火灾特性会因为汽车内部搭载的锂电池组而有很大的不同。在进行火情侦察时，救援人员应当查明事故车辆的类别、数量、状态以及车辆搭载的锂电池种类，通过咨询生产厂家了解到该

15、类汽车锂电池的电压、容量、位置以及隔离断电的方法等重要灭火信息。同时要掌握被困人员和事故现场的交通、地形、水源等情况。第三，划定警戒区域。锂电池起火会伴随着爆炸的危险，根据侦察情况计算出爆炸的死亡半径,划定警戒区域,设立警戒标识,布置警戒人员监测现场情况，避免爆炸波及周边群众安全。第四，实施断电稳固。灭火救援人员在处置汽车锂电池火灾时，如果有接近着火汽车的条件，应当第一时间关闭车辆启动开关，通过操作手动应急断路器或者断开汽车锂电池的正负极等方式断开汽车的电源，断电后可用万用表对电压进行检测。根据车辆的状态，采取支撑、牵拉等方式对车辆进行稳固，为后续的救助被困人员创造作业条件，保证作业安全。第五，对着火车辆进行火势压制。汽车内部锂电池组受损时，可利用灭火毯对电池箱进行覆盖。发现内部温度急剧升高时，应用大量的水进行冷却，防止电池燃烧爆炸。发现有异响或者电解液泄漏时，应打开车窗和后备厢通风，防止有毒、可燃气体聚积。根据现场情况通过机械送风等方法对燃烧产生的烟雾和有毒气体进行驱散。三、结语总体来说，新能源汽车起火原因可归纳为电池自燃和外部冲击两种因素。当前，消防救援队伍更加重视作战训练安全，消防救援人员还应进一步学习处置新能源汽车各类事故的应急处置规程，在保障消防救援人员安全的前提下，提高消防救援人员处置新能源汽车事故的效率和能力。