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淺聊新能源汽車消防安全研究

瀏覽次數:131更新時間:2024-09-27

 

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要: 隨著全球對環境保護的日益重視和能源結構的調整,新能源汽車產業得到了迅猛發展。然而,新能源汽車在帶來環保和節能優勢的同時,也面臨著消防安全方面的挑戰。本文深入探討了新能源汽車消防安全問題,包括火災風險因素、火災特點、消防技術現狀以及未來發展方向等,旨在為提高新能源汽車的消防安全水平提供參考。

一、引言
近年來,新能源汽車以其環保、節能等優勢逐漸成為汽車產業發展的重要方向。新能源汽車主要包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車等。隨著新能源汽車不斷擴大,其消防安全問題也日益凸顯。新能源汽車火災事故不僅會造成嚴重的財產損失和人員傷亡,還會對社會公共安全產生不良影響。因此,加強新能源汽車消防安全研究具有重要的現實意義。
二、新能源汽車火災風險因素
(一)電池系統
  1. 電池熱失控
    電池熱失控是新能源汽車火災的主要原因之一。電池在充放電過程中會產生熱量,如果散熱不良或發生內部短路等故障,就會導致電池溫度升高,進而引發熱失控。熱失控會使電池內部產生大量的熱量和氣體,可能導致電池爆炸和火災。

  2. 電池過充過放
    電池過充過放也會增加火災風險。過充會使電池內部產生過多的鋰枝晶,容易刺破電池隔膜,引發內部短路;過放則會使電池內部結構受損,降低電池的安全性。

  3. 電池老化
    隨著電池使用時間的增加,電池性能會逐漸下降,老化的電池更容易發生故障,增加火災風險。

(二)電氣系統
  1. 高壓電氣系統故障
    新能源汽車的高壓電氣系統包括動力電池、電機、電控等部件。如果高壓電氣系統發生故障,如絕緣損壞、短路等,就會產生電弧和電火花,可能引發火災。

  2. 充電設施故障
    充電設施故障也是引發新能源汽車火災的一個重要因素。例如,充電樁的電氣故障、充電插頭接觸不良等都可能導致火災。

(三)其他因素
  1. 碰撞事故
    新能源汽車在發生碰撞事故時,可能會導致電池系統和高壓電氣系統受損,引發火災。

  2. 外部火源
    新能源汽車如果停放在易燃物附近或受到外部火源的影響,也可能引發火災。

三、新能源汽車火災特點
(一)燃燒速度快
新能源汽車火災一旦發生,燃燒速度非常快。這是因為電池內部含有大量的可燃物質,如電解液、隔膜等,一旦發生熱失控,火勢會迅速蔓延。
(二)滅火難度大
新能源汽車火災滅火難度較大。一方面,電池在燃燒過程中會產生大量的有毒氣體和濃煙,對滅火人員的生命安全造成威脅;另一方面,電池火災難以用水撲滅,需要使用特殊的滅火材料和方法。
(三)易復燃
新能源汽車火災在撲滅后,容易復燃。這是因為電池內部的熱失控過程可能并未停止,即使表面的明火被撲滅,電池內部仍可能存在潛在的火源,一旦條件合適,就會再次引發火災。
四、新能源汽車消防技術現狀
(一)火災預警技術
  1. 電池熱管理系統
    電池熱管理系統可以實時監測電池的溫度、電壓等參數,當發現異常情況時,及時采取措施,防止電池熱失控。

  2. 煙霧探測器和火災報警器
    在新能源汽車內部安裝煙霧探測器和火災報警器,可以及時發現火災隱患,發出警報,提醒駕乘人員和消防人員采取措施。

(二)滅火技術
  1. 干粉滅火器
    干粉滅火器是目前新能源汽車上常用的滅火設備之一。干粉滅火器可以有效地撲滅電氣火災和可燃液體火災,但對于電池火災的滅火效果有限。

  2. 水基滅火器
    水基滅火器對電池火災有一定的滅火效果,但需要注意的是,在使用水基滅火器滅火時,要避免直接將水噴到電池上,以免引起電池短路。

  3. 專用滅火設備
    為了更好地應對新能源汽車火災,一些企業研發了專用的滅火設備,如氣溶膠滅火器、七氟丙烷滅火器等。這些滅火設備具有滅火效率高、對環境無污染等優點,但成本較高。

(三)消防救援技術
  1. 應急預案制定
    新能源汽車生產企業和相關部門應制定完善的應急預案,明確火災事故的應急處置流程和責任分工,提高應急響應能力。

  2. 消防培訓
    加強對消防人員的培訓,提高他們對新能源汽車火災特點和滅火技術的認識,掌握正確的滅火方法和救援技巧。

  3. 協同作戰
    在新能源汽車火災事故處置中,需要消防、公安、醫療等部門協同作戰,形成合力,確保火災事故得到及時有效的處置。

五、安科瑞智慧消防云平臺

(一)平臺概述

安科瑞智慧消防云平臺依托物聯網、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。

(二)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。

(三)組網架構

平臺采用分層分布式結構,主要由終端感知設備、邊緣計算網關和能效管理平臺層三個部分組成,詳細拓撲結構如下:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(四)參考選型

 

淺聊新能源汽車消防安全研究

六、相關產品介紹

(一) 7KW交流充電樁AEV-AC007D

 

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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/T 20234.2-2015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。

(二) 直流充電樁系列

 

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(三)電氣火災探測器ARCM300-Z

 

淺聊新能源汽車消防安全研究

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(四)限流式保護器ASCP200

 

淺聊新能源汽車消防安全研究

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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。

七、平臺功能

(一) 登錄

(二)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

 

淺聊新能源汽車消防安全研究

(三)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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(四) 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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(五)能耗分析

在能耗分析中,可查看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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(六)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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(七)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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

(八)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:

淺聊新能源汽車消防安全研究

八、案例實景

 

淺聊新能源汽車消防安全研究

九、結論

綜上所述,隨著我國經濟的快速發展,汽車消防安全已經成為社會穩定和發展的重要內容,新能源電動汽車相關單位要給予高度重視,根據實際情況對傳統的消防模式進行有效的創新和完善,這樣不但可以確保消防工作的順利開展,同時對汽車行業的經濟發展也有積極作用。

參考文獻

[1]蔣祥林.電動車火災現存問題分析與對策研究[J].今日消防,2019,4(10).

[2]姬留新,彭雨婷,夏德行.電動汽車動力電池系統熱失控預防措施研究[J].汽車世界,2019,000(020).

[3]張永成.新能源電動汽車消防安全現狀與思考.

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.

 

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