淺聊新能源汽車火災(zāi)原因及對(duì)策研究

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的日益重視和能源危機(jī)的不斷加劇，新能源汽車作為一種綠色、環(huán)保的交通工具，正逐漸成為未來汽車發(fā)展的主流方向。然而，近年來新能源汽車火災(zāi)事故頻發(fā)，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重威脅。本文通過對(duì)新能源汽車火災(zāi)原因的分析，提出了相應(yīng)的對(duì)策建議，旨在為新能源汽車的安全發(fā)展提供參考。

1. 電池?zé)崾Э?br class="container-PzX343 wrapper-NZ1vL1 undefined" style="-webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); color: initial; overflow-anchor: auto;" /> 新能源汽車主要采用鋰離子電池，在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生熱量。如果電池散熱不良或內(nèi)部出現(xiàn)短路、過充等異常情況，就可能導(dǎo)致電池溫度急劇升高，引發(fā)熱失控。熱失控會(huì)使電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放出大量的熱量和可燃?xì)怏w，從而引發(fā)火災(zāi)。

2. 電池老化
   隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，電池的性能會(huì)逐漸下降，出現(xiàn)老化現(xiàn)象。老化的電池可能會(huì)出現(xiàn)內(nèi)阻增大、容量衰減等問題，在充放電過程中容易產(chǎn)生過多的熱量，增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

1. 高壓線路短路
   新能源汽車的電氣系統(tǒng)中存在大量的高壓線路，如果高壓線路絕緣破損或受到外力擠壓等原因?qū)е露搪罚蜁?huì)產(chǎn)生瞬間大電流，引發(fā)火災(zāi)。

2. 電氣設(shè)備故障
   新能源汽車中的電機(jī)、電控等電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)故障，可能會(huì)產(chǎn)生過熱、火花等現(xiàn)象，從而引發(fā)火災(zāi)。

1. 充電樁故障
   充電樁在使用過程中如果出現(xiàn)電氣故障、散熱不良等問題，可能會(huì)導(dǎo)致充電過程中發(fā)生火災(zāi)。

2. 充電操作不當(dāng)
   用戶在充電過程中如果不按照規(guī)范操作，如使用不合格的充電設(shè)備、過度充電等，也可能引發(fā)火災(zāi)。

1. 高溫環(huán)境
   在高溫環(huán)境下，新能源汽車的電池和電氣系統(tǒng)更容易出現(xiàn)故障，增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

2. 車輛改裝
   部分用戶對(duì)新能源汽車進(jìn)行非法改裝，如加裝大功率電器設(shè)備等，可能會(huì)導(dǎo)致電氣系統(tǒng)負(fù)荷過大，引發(fā)火災(zāi)。

1. 優(yōu)化電池設(shè)計(jì)
   電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電池的設(shè)計(jì)研發(fā)，提高電池的安全性和可靠性。例如，采用更安全的電池材料、優(yōu)化電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、增加電池的散熱性能等。

2. 加強(qiáng)電池管理系統(tǒng)
   電池管理系統(tǒng)（BMS）是保障電池安全運(yùn)行的關(guān)鍵。應(yīng)不斷完善 BMS 的功能，提高其對(duì)電池狀態(tài)的監(jiān)測(cè)精度和控制能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電池的異常情況，防止熱失控的發(fā)生。

3. 定期檢測(cè)維護(hù)電池
   用戶應(yīng)按照車輛使用手冊(cè)的要求，定期對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電池的老化、損壞等問題。同時(shí)，汽車生產(chǎn)企業(yè)和售后服務(wù)機(jī)構(gòu)也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電池的檢測(cè)和維護(hù)服務(wù)，確保電池的安全性能。

1. 提高電氣系統(tǒng)的絕緣性能
   加強(qiáng)對(duì)新能源汽車電氣系統(tǒng)的絕緣設(shè)計(jì)和檢測(cè)，確保高壓線路和電氣設(shè)備的絕緣性能良好，防止短路等故障的發(fā)生。

2. 優(yōu)化電氣系統(tǒng)布局
   合理布局電氣系統(tǒng)，減少高壓線路的長(zhǎng)度和交叉，降低電氣系統(tǒng)的故障風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)電氣設(shè)備的散熱設(shè)計(jì)，確保其在運(yùn)行過程中不會(huì)過熱。

3. 加強(qiáng)電氣系統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)和診斷
   安裝先進(jìn)的電氣系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)和診斷設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理電氣系統(tǒng)的故障，防止火災(zāi)的發(fā)生。

1. 加強(qiáng)充電樁的質(zhì)量監(jiān)管
   政府相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)充電樁生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量監(jiān)管，確保充電樁的質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。同時(shí)，應(yīng)建立充電樁的定期檢測(cè)和維護(hù)制度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理充電樁的故障。

2. 規(guī)范充電操作
   用戶應(yīng)嚴(yán)格按照充電操作規(guī)范進(jìn)行充電，使用合格的充電設(shè)備，避免過度充電、長(zhǎng)時(shí)間充電等不當(dāng)操作。同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)充電過程的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。

3. 推廣智能充電技術(shù)
   推廣智能充電技術(shù)，如智能充電樁、無線充電等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)充電過程的智能化管理，提高充電的安全性和效率。

1. 加強(qiáng)車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
   汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)新能源汽車的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高車輛的碰撞安全性。例如，采用高強(qiáng)度材料、優(yōu)化車身結(jié)構(gòu)等，減少碰撞事故對(duì)電池和電氣系統(tǒng)的損害。

2. 安裝碰撞安全裝置
   安裝碰撞安全裝置，如碰撞傳感器、自動(dòng)斷電裝置等，可以在車輛發(fā)生碰撞事故時(shí)及時(shí)切斷電源，防止火災(zāi)的發(fā)生。

1. 加強(qiáng)宣傳教育
   政府相關(guān)部門和汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)新能源汽車用戶的宣傳教育，提高用戶的安全意識(shí)和操作技能。例如，通過宣傳手冊(cè)、網(wǎng)絡(luò)媒體等方式，向用戶普及新能源汽車的安全知識(shí)和操作規(guī)范。

2. 加強(qiáng)監(jiān)管力度
   政府相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)新能源汽車生產(chǎn)、銷售、使用等環(huán)節(jié)的監(jiān)管力度，嚴(yán)厲打擊非法改裝、違規(guī)充電等行為，確保新能源汽車的安全運(yùn)行。

四、安科瑞AcrelCloud-9000充電站運(yùn)營平臺(tái)

（一）平臺(tái)概述

安科瑞充電站運(yùn)營平臺(tái)依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)，對(duì)充電站配電系統(tǒng)的運(yùn)行、電能消耗、電能質(zhì)量、充電安全和行為安全進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)警，為充電站的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障，并及時(shí)切除安全隱患、避免電氣火災(zāi)發(fā)生，從而保障人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，打造“安全、高效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)—多種增值業(yè)務(wù)”的智慧充電站，提升充電站的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（二）適用場(chǎng)合

可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、學(xué)校、酒店、體育場(chǎng)等公共建筑；商業(yè)廣場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)園等綜合園區(qū)；企業(yè)、住宅小區(qū)等場(chǎng)所。

（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和平臺(tái)層三個(gè)部分組成，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：連接于網(wǎng)絡(luò)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(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測(cè)器、限流式保護(hù)器、煙霧傳感器、測(cè)溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺(tái)管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電站配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應(yīng)用。

多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災(zāi)探測(cè)器、限流式保護(hù)器、智能插座可通過全網(wǎng)通4G通訊模組與平臺(tái)直接通訊。

電能質(zhì)量分析儀表、煙霧傳感器和測(cè)溫裝置通過RS485，攝像頭通過RJ45與智能網(wǎng)關(guān)通訊，再由智能網(wǎng)關(guān)通訊通過4G統(tǒng)一與平臺(tái)通訊。

限流式保護(hù)器既可以通過4G連接平臺(tái)，也可以通過RS485連接網(wǎng)關(guān)。

平臺(tái)搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能聯(lián)網(wǎng)的地方，通過有權(quán)限的賬號(hào)登陸網(wǎng)頁以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況

（四）相關(guān)產(chǎn)品介紹

1、1.7KW交流充電樁AEV-AC007D

2、直流充電樁系列

3、電氣火災(zāi)探測(cè)器ARCM300-Z

 

4、限流式保護(hù)器ASCP200

 

產(chǎn)品功能：

（1）短路保護(hù)：保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

（2）過載保護(hù)：當(dāng)線路電流過載且持續(xù)時(shí)間超過動(dòng)作時(shí)間（3~60秒可設(shè)）時(shí)，保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

（3）表內(nèi)超溫保護(hù)：當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

（4）組網(wǎng)通訊：保護(hù)器具有1路RS485接口，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（五）平臺(tái)功能

1、首頁

平臺(tái)首頁顯示充電站的位置及在線情況，統(tǒng)計(jì)充電站的充電數(shù)據(jù)

2、實(shí)時(shí)監(jiān)控

2.1充電站監(jiān)控

可以按站點(diǎn)名稱進(jìn)行篩選，顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統(tǒng)計(jì)訂單信息、故障記錄，點(diǎn)擊某個(gè)充電槍編號(hào)后在進(jìn)入充電槍監(jiān)控頁面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器負(fù)荷（搭配ACM300T、ADW300），當(dāng)負(fù)荷超過50%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過80%時(shí)，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負(fù)荷下降為止。如圖所示：

統(tǒng)計(jì)當(dāng)前充電站各充電樁回路的數(shù)據(jù)；通過卡片的形式展現(xiàn)充電樁的數(shù)據(jù)；顯示故障列表；如圖所示：

2.2充電樁監(jiān)控

顯示充電樁充電數(shù)據(jù)；顯示各回路的充電狀態(tài)；可以對(duì)充電中的回路進(jìn)行手動(dòng)終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

2.3設(shè)備監(jiān)控

顯示限流式保護(hù)器的狀態(tài)，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報(bào)警，如圖所示：

3、故障管理

3.1故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guān)聯(lián)的所有故障信息。如圖所示：

3.2故障派發(fā)

故障派發(fā)中記錄了當(dāng)前待派發(fā)的故障信息。如圖所示：

3.3故障處理

故障處理中記錄了當(dāng)前待處理的故障信息。如圖所示：

3.4能耗分析

在能耗分析中，可查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對(duì)應(yīng)的能耗趨勢(shì)圖。如圖所示：

3.5財(cái)務(wù)報(bào)表

在財(cái)務(wù)報(bào)表中，可根據(jù)時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。如圖所示：

3.6收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統(tǒng)計(jì)、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實(shí)際收益報(bào)表。如圖所示：

五、結(jié)語

新能源汽車作為一種新興的交通工具，具有廣闊的發(fā)展前景。然而，新能源汽車火災(zāi)事故的頻發(fā)也給其發(fā)展帶來了一定的挑戰(zhàn)。通過對(duì)新能源汽車火災(zāi)原因的分析，我們可以看出，電池故障、電氣系統(tǒng)故障、充電設(shè)施故障、碰撞事故等是引發(fā)新能源汽車火災(zāi)的主要原因。為了有效預(yù)防和減少新能源汽車火災(zāi)事故的發(fā)生，我們應(yīng)從提高電池安全性、加強(qiáng)電氣系統(tǒng)安全管理、規(guī)范充電設(shè)施建設(shè)和使用、提高車輛碰撞安全性、加強(qiáng)宣傳教育和監(jiān)管力度等方面入手，采取有效的對(duì)策措施。只有這樣，才能確保新能源汽車的安全運(yùn)行，推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]胡超.新能源汽車電池?zé)崾Э鼗馂?zāi)原因和防控措施[J].價(jià)值工程，2021，40(1)

[2]鄭文君.新能源汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性分析[J].安防科技，2021(5)[3]邰鋒.新能源汽車火災(zāi)原因分析及對(duì)策研究[J].安防科技2021(11).

[3]徐松寶.淺析新能源汽車火災(zāi)原因及其滅火救援對(duì)策研究[J].

[7]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.