導(dǎo)語(yǔ)：電動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)特性及滅火技術(shù)分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：本文主要電動(dòng)汽車(chē)鋰電池發(fā)生火災(zāi)的特點(diǎn)和滅火技術(shù)進(jìn)行深入分析，并從電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)和火災(zāi)危害性為基準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際情況，研究所采用滅火措施的有效性。在實(shí)際滅火措施中，要做好判斷電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)識(shí)、劃出安全滅火區(qū)域，并做好相關(guān)的防護(hù)和防觸電保護(hù)等措施，以此來(lái)提高電動(dòng)汽車(chē)鋰電池的滅火技術(shù)，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē)；火災(zāi)危險(xiǎn)性

通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)售情況分析，可知目前銷(xiāo)售量約為56萬(wàn)輛，截止2018年五年所銷(xiāo)售的新型能源汽車(chē)數(shù)量為25.6萬(wàn)輛，并且該年的新能源汽車(chē)產(chǎn)量達(dá)到50.4萬(wàn)輛。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提升，我國(guó)越來(lái)越重視節(jié)能環(huán)保政策，而新能源汽車(chē)作為節(jié)能環(huán)保汽車(chē)的代表，具有良好的發(fā)展前景，但是在實(shí)際應(yīng)用，以鋰電池作為能源的電動(dòng)汽車(chē)，在進(jìn)行滅火處理時(shí)，容易出現(xiàn)中毒、觸電或燒傷等危害，因此需要重視電動(dòng)汽車(chē)鋰電池的滅火技術(shù)，從而降低事故出現(xiàn)的概率。

1電動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)特點(diǎn)與滅火危險(xiǎn)性

1.1火勢(shì)蔓延迅速，燃燒溫度高。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)鋰電池出現(xiàn)熱失控問(wèn)題后，一般在燃燒過(guò)程中釋放大量的易燃?xì)怏w，導(dǎo)致火勢(shì)蔓延迅速，提高燃燒溫度。例如，在2015年12月8日，在江蘇省如皋市，一輛電動(dòng)汽車(chē)在正常行駛過(guò)程中突然出現(xiàn)明火，并且火勢(shì)非常迅速擴(kuò)大，導(dǎo)致車(chē)內(nèi)一名乘坐人遇難。在2016年3月14日，江西撫州某地，一輛電動(dòng)汽車(chē)與汽車(chē)相撞，出現(xiàn)起火情況，導(dǎo)致駕駛員在車(chē)內(nèi)遇難。通過(guò)分析以往電動(dòng)汽車(chē)鋰電池出現(xiàn)火災(zāi)的情況，可知鋰電池在燃燒過(guò)程中，所向外噴射的最遠(yuǎn)距離能夠達(dá)到6m，并且還伴隨著大量的噴射物向火焰周?chē)⑸洌煌ㄟ^(guò)實(shí)際測(cè)試鋰電池內(nèi)部燃燒溫度，其能夠最高達(dá)到926℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通汽油燃燒時(shí)389℃溫度。因此當(dāng)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)出現(xiàn)失火情況后，不采取對(duì)應(yīng)的措施，容易對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，尤其是在燃燒過(guò)程中，鋰金屬遇到水源就會(huì)出現(xiàn)爆炸情況，而一般情況下，在出現(xiàn)鋰電池火災(zāi)后，往往都會(huì)有水源在火災(zāi)周邊，因此會(huì)造成較大的安全事故。1.2中毒、爆炸危險(xiǎn)。在化學(xué)表中，鋰金屬屬于較為活潑的金屬，當(dāng)其暴露在空氣中時(shí)，容易與空氣中的氧氣迅速反應(yīng)，產(chǎn)生距離的效果，例如，爆炸和燃燒。鋰電池在燃燒過(guò)程中，還會(huì)與空氣中的氧氣等氣體進(jìn)行氧化，生成甲苯、苯乙烯、一氧化碳和氟化氫等氣體，這些氣體都具有不同程度的毒性，如果長(zhǎng)期待在這種環(huán)境下，容易出現(xiàn)中毒或窒息的問(wèn)題，嚴(yán)重威脅被困人員和救援人員的生命安全。由于鋰電池要為電動(dòng)車(chē)提供動(dòng)力，因此其內(nèi)部系統(tǒng)具有較大的直流電和交流電，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人體所能承受的最高電壓，當(dāng)其出現(xiàn)漏電情況后，被困人員如果誤觸，易出現(xiàn)觸電傷亡情況。例如，在2015年7月22日在福建省廈門(mén)市出現(xiàn)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)問(wèn)題，電動(dòng)車(chē)內(nèi)部的鋰電池組出現(xiàn)爆裂和擊穿痕跡，通過(guò)分析燃燒物質(zhì)和過(guò)程，得知在燃燒過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)劇烈的爆炸情況，并且其含有的大電壓出現(xiàn)電弧擊穿情況，將車(chē)體擊穿，因此當(dāng)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)出現(xiàn)火災(zāi)情況后，易出現(xiàn)爆炸、擊穿和熔融問(wèn)題。1.3滅火技術(shù)要求高，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。由于鋰電池電動(dòng)汽車(chē)燃燒過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，因此在處理火災(zāi)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取新型的滅火技術(shù)，才能有效解決電動(dòng)汽車(chē)鋰電池火災(zāi)。例如，某地消防中在對(duì)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行處理火災(zāi)時(shí)，需要采用耐高壓的絕緣剪才能剪斷鋰電池內(nèi)部線路，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，鋰電池內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)短路瞬間產(chǎn)生2000℃以上溫度，會(huì)將絕緣剪的剪頭進(jìn)行融化，因此需要不能采用常規(guī)滅火器具。在2017年1月15日，天津某地出現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)情況，當(dāng)?shù)叵啦块T(mén)立即觸動(dòng)，但是在施工過(guò)程中已經(jīng)解決明火，隨著一段時(shí)間后，出現(xiàn)二次起火現(xiàn)象，而當(dāng)時(shí)所采用的的滅火技術(shù)并不成熟，因此在救援過(guò)程中，不能進(jìn)行全方位的考慮，容易留下安全隱患。[3]

2電動(dòng)汽車(chē)主要結(jié)構(gòu)及火災(zāi)危險(xiǎn)性

2.1電動(dòng)汽車(chē)的主要結(jié)構(gòu)。為了提高電動(dòng)汽車(chē)鋰電池滅火技術(shù)，首先要充分的掌握電動(dòng)汽車(chē)的主體結(jié)構(gòu)，才能夠根據(jù)實(shí)際情況，制定合理的滅火方案。鋰電池電動(dòng)汽車(chē)主要由電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源控制系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)構(gòu)成，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，需要各系統(tǒng)的相互結(jié)合，才能保證電動(dòng)汽車(chē)的穩(wěn)定運(yùn)行。（1）鋰電池電動(dòng)汽車(chē)的電源系統(tǒng)主要由鋰電池組、能源管理系統(tǒng)和充電機(jī)構(gòu)成，其主要起到的作用是向電動(dòng)車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供能源，使其能夠進(jìn)行工作，并且其還能檢測(cè)電源運(yùn)行情況和控制充電時(shí)間。鋰電池電動(dòng)汽車(chē)還需要安裝蓄電池，主要將低壓電源通過(guò)串并聯(lián)的方式來(lái)為鋰電池組提供充電標(biāo)準(zhǔn)。（2）鋰電池電動(dòng)汽車(chē)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由功率轉(zhuǎn)換器、車(chē)輪、內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)等模塊構(gòu)成，其能夠?qū)⒋鎯?chǔ)在鋰電池組內(nèi)部的能源通過(guò)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，并將電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)能重新轉(zhuǎn)換為電能，并將其存入鋰電池組內(nèi)，節(jié)約部分能源。（3）鋰電池電動(dòng)汽車(chē)的輔助系統(tǒng)主要是由導(dǎo)航系統(tǒng)、空調(diào)器等基礎(chǔ)模塊構(gòu)成，其能夠提高電動(dòng)汽車(chē)的操作便利性和舒適感。2.2鋰電池主要結(jié)構(gòu)及火災(zāi)危險(xiǎn)性。通過(guò)分析現(xiàn)階段能源汽車(chē)的占有率，可知目前市場(chǎng)上80%以上的電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力源為鋰電池，而現(xiàn)階段鋰電池主要有磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池構(gòu)成。在實(shí)際應(yīng)用中，磷酸鐵鋰電池對(duì)比于三元鋰電池其所能儲(chǔ)存的電能較低，但是其熱穩(wěn)定性比三元鋰電池好，因此被廣泛的應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)中，針對(duì)這種情況，滅火技術(shù)應(yīng)當(dāng)將磷酸鐵鋰電池作為主要研究目的。（1）鋰電池的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。鋰電池主要由四部分構(gòu)成，分別為正極、負(fù)極、電解液和隔膜。通常情況下，正極材料使用鋰化合物；負(fù)極主要采用鋰—碳層間化合物；電解液主要采用鋰化合物的有機(jī)溶液，溶劑為碳酸丙烯酯、甲乙基碳酸酯等溶液按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)混合得到；隔膜材料為PP或PE。（2）鋰電池火災(zāi)危險(xiǎn)性。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果電動(dòng)汽車(chē)出現(xiàn)鋰電池火災(zāi)情況，其會(huì)出現(xiàn)放熱連鎖反應(yīng)，并且會(huì)促進(jìn)鋰電池內(nèi)部反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，持續(xù)增加溫度，嚴(yán)重時(shí)容易出現(xiàn)爆炸情況。2.3鋰電池火災(zāi)撲救技術(shù)。2.3.1滅火藥劑。通過(guò)實(shí)際分析我國(guó)現(xiàn)階段使用滅火劑使用種類(lèi)可知，主要有氫氟碳類(lèi)滅火劑（如七氟丙烷）、干粉滅火劑、熱氣溶膠滅火劑、惰性氣體滅火劑、細(xì)水霧滅火劑等，另外，在一些較為特殊的場(chǎng)所還應(yīng)用新型的滅火劑，但是新型滅火劑還處在研發(fā)過(guò)程中，難以保證滅火效果，因此沒(méi)有進(jìn)行大規(guī)模推廣和使用，例如Novec1230等新型滅火劑。由于新能源汽車(chē)起步較晚，對(duì)于鋰電池火災(zāi)的處理經(jīng)驗(yàn)較少，并沒(méi)有制定專(zhuān)門(mén)的滅火劑撲滅鋰電池火災(zāi)效能的專(zhuān)門(mén)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。通常情況下，在出現(xiàn)鋰電池起火問(wèn)題后，會(huì)就近選擇滅火器進(jìn)行滅火。而在處理鋰電池火災(zāi)問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)起火環(huán)境因素、噴射殘留情況、滅火效果和藥劑使用情況等選擇合適的滅火劑。在實(shí)際應(yīng)用中，還需要綜合性的考慮鋰電池起火的具體環(huán)境，如果起火環(huán)境為較為開(kāi)放的區(qū)域時(shí)，要盡可能避免使用氣體滅火劑，以免對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。除此之外，在鋰電池起火過(guò)程中，會(huì)隨著時(shí)間的增加而增加燃燒強(qiáng)度，因此要檢測(cè)鋰電池滅火濃度，要根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)選擇惰性較大的滅火劑，保證鋰電池滅火效果。2.3.2滅火原則。一般情況下，鋰電池火災(zāi)主要出現(xiàn)的原因是電池內(nèi)部突發(fā)性出現(xiàn)熱量增加導(dǎo)致熱失控問(wèn)題，如果沒(méi)有預(yù)防措施，熱失控會(huì)一直向著正反應(yīng)進(jìn)行，并且其屬于不可逆的氧化還原反應(yīng)，當(dāng)發(fā)生鋰電池火災(zāi)情況后，將外部明火撲滅后，熱失控反應(yīng)還在持續(xù)的反應(yīng)中，進(jìn)而大大增加鋰電池火災(zāi)復(fù)燃的概率，造成嚴(yán)重的后果。針對(duì)這種情況，應(yīng)當(dāng)制定嚴(yán)格控制熱失控反應(yīng)的滅火原則，在實(shí)際滅火過(guò)程中，需要做好以下三種措施，（1）要將鋰電池火災(zāi)周?chē)拿骰疬M(jìn)行撲滅，以此來(lái)控制火災(zāi)蔓延速度；（2）要減緩熱失控正反應(yīng)速率，緩解鋰電池內(nèi)部資源的消耗，使其能夠按照正常反應(yīng)速率進(jìn)行釋放，避免積累大量的熱量；（3）要持續(xù)降低鋰電池外部溫度。在熱失控反應(yīng)過(guò)程中，高溫是促進(jìn)正反應(yīng)速率增大的關(guān)鍵因素，因此需要向鋰電池外部進(jìn)行持續(xù)的噴水，降低熱失控反應(yīng)效率，從而起到滅火的效果。2.3.3滅火策略。通過(guò)對(duì)大量鋰電池起火情況分析可知，現(xiàn)階段鋰電池起火形式主要有主動(dòng)式噴射火形式和被動(dòng)式預(yù)混氣體火形式。主動(dòng)式噴射火形式主要是以三元鋰電池為代表，而被動(dòng)式預(yù)混氣體火形式主要以磷酸鐵鋰電池為代表。雖然起火形式不相同，但是在實(shí)際滅火過(guò)程中，都需要遵循的滅火策略。結(jié)合以上起火數(shù)據(jù)分析，能夠得知在鋰電池起火過(guò)程中，無(wú)論是哪種形式的起火形式，都是在剛出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)火焰強(qiáng)度屬于最強(qiáng)狀態(tài)，而起火位置發(fā)生在密閉空間內(nèi)，長(zhǎng)時(shí)間的起火會(huì)增加空間內(nèi)部氣壓，當(dāng)其超過(guò)臨界點(diǎn)后，會(huì)造成嚴(yán)重的爆炸問(wèn)題。因此根據(jù)這種起火特點(diǎn)，制定“預(yù)先抑制—早期噴放”的滅火策略，在實(shí)際應(yīng)用中，其能夠先檢測(cè)鋰電池?zé)崾Э爻跗谇闆r，例如，出現(xiàn)異常氣味、大量煙霧等，在這種情況下，應(yīng)當(dāng)鋰電池噴放滅火劑，使其周?chē)纬啥栊原h(huán)境，避免出現(xiàn)明火情況。而對(duì)于在開(kāi)放環(huán)境下出現(xiàn)的鋰電池起火情況，應(yīng)當(dāng)持續(xù)性的使用降溫性滅火性對(duì)鋰電池進(jìn)行降溫操作，并在有效的時(shí)間內(nèi)，將未起火的鋰電池與起火的電池進(jìn)行分離，例如用大量的沙子進(jìn)行覆蓋等措施，以此來(lái)降低鋰電池火災(zāi)影響范圍。針對(duì)現(xiàn)階段出現(xiàn)的多起鋰電池火災(zāi)情況，我國(guó)制定了《電動(dòng)汽車(chē)鋰離子電池箱火災(zāi)防控裝置性能要求和測(cè)試方法》。在該標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定鋰電池電池箱火災(zāi)防控裝置在外觀與標(biāo)志、故障報(bào)警、啟動(dòng)反饋、滅火性能等方面的防火措施，尤其是在滅火過(guò)程中，要重點(diǎn)考慮控制滅火時(shí)間、箱內(nèi)溫度、壓力變化情況，并及時(shí)處理箱外出現(xiàn)明火的問(wèn)題，從而提高鋰電池滅火效果。

3鋰電池電動(dòng)汽車(chē)滅火救援措施

3.1警戒。當(dāng)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)熄火后，駕應(yīng)當(dāng)及時(shí)在車(chē)輛車(chē)輪處放置防滑器等固定裝置，并將車(chē)輛的檔位置于P檔，采取緊急制動(dòng)器，避免在后期救援過(guò)程中出現(xiàn)車(chē)輛滑動(dòng)問(wèn)題。消防人員應(yīng)當(dāng)利用先進(jìn)的氣體檢測(cè)儀，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)周邊的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，當(dāng)其出現(xiàn)有毒性氣體后，要采取防護(hù)措施。并采用測(cè)溫儀器對(duì)事故電動(dòng)車(chē)輛鋰電池的位置檢測(cè)，增加警戒范圍，并疏散群眾。對(duì)于電動(dòng)車(chē)輛內(nèi)部無(wú)人出現(xiàn)的自燃情況，消防人員可以在距離起火車(chē)輛約15m處進(jìn)行滅火，確保消防人員的安全性。3.2防護(hù)。在電動(dòng)汽車(chē)鋰電池滅火過(guò)程中，需要做好消防人員的呼吸防護(hù)和防觸電措施，首先在進(jìn)入滅火現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，要檢查所佩戴空氣呼吸器是否能夠正常使用，并保證其內(nèi)部的密閉性和供氣時(shí)間符合救援標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，所佩戴的滅火或救援手套沒(méi)有絕緣功能，因此要佩戴不低于1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的滅火設(shè)備。3.3斷電。當(dāng)鋰電池電動(dòng)車(chē)輛出現(xiàn)火災(zāi)情況時(shí)，第一時(shí)間要將電動(dòng)車(chē)輛進(jìn)行斷電操作，才能進(jìn)行滅火救援。（1）注意防觸電。當(dāng)車(chē)輛出現(xiàn)熄火后，鋰電池供電系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將內(nèi)部電壓進(jìn)行切斷，但是會(huì)有特殊情況發(fā)生，導(dǎo)致其沒(méi)有及時(shí)切斷高壓供電線路，因此在滅火或破拆過(guò)程中不要直接觸碰鋰電池高壓組件，避免出現(xiàn)擊穿情況。針對(duì)這種情況，需要及時(shí)的測(cè)定電動(dòng)車(chē)輛外表的電壓情況，如果符合標(biāo)準(zhǔn)值，可以使用水源進(jìn)行滅火。當(dāng)鋰電池接觸到水源后，要采取相關(guān)的保護(hù)措施，在保證車(chē)內(nèi)人員安全的情況下，再采取專(zhuān)業(yè)的滅火措施。（2）車(chē)體未變形時(shí)斷電。這種情況下，需要將車(chē)內(nèi)的電源控制線進(jìn)行切斷，并將鋰電池控制系統(tǒng)中的保險(xiǎn)絲進(jìn)行拆除。當(dāng)進(jìn)行斷電過(guò)程時(shí)，還需要將車(chē)輛鑰匙進(jìn)行屏蔽，并控制其與車(chē)輛保持至少10米以上的距離。（3）變形車(chē)輛斷電。通過(guò)分析以往實(shí)際案例，可知消防人員能夠?qū)④?chē)輛進(jìn)行翻轉(zhuǎn)并卸除掉鋰電池，解決火災(zāi)隱患。在生產(chǎn)鋰電池電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，其電源控制線放置到后備箱內(nèi)，因此在出現(xiàn)緊急情況后，要做好相應(yīng)的絕緣保護(hù)措施，并對(duì)車(chē)輛進(jìn)行按照實(shí)際位置進(jìn)行切割，將電源線進(jìn)行準(zhǔn)確的切斷。

4結(jié)論

綜上所述，通過(guò)分析電動(dòng)汽車(chē)鋰電池火災(zāi)特性，應(yīng)當(dāng)重視火災(zāi)中出現(xiàn)的有毒氣體、觸電和爆炸等問(wèn)題，并采取有效的滅火技術(shù)，進(jìn)而解決電動(dòng)汽車(chē)鋰電池的火災(zāi)隱患，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者:劉子華 單位:寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司