安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：近年来国家大力推动汽车电动化，针对消费者购买新能源电动汽车给出了诸多优惠，得益于此国内新能源电车保有量增长迅猛，但随之增加的火灾事故，则引起了消费者的广泛担忧，给电车的发展形成了很大阻碍。鉴于此，需要加强调查新能源电车火灾事故的成因，并据此探索可行的防控策略，以推动新能源电车产业的蓬勃发展。
关键词：火灾事故 火灾特点 新能源电车 动力电池
0 引言
由于传统燃油车的技术差距，以及国家对于节能环保的高度重视，使得越来越多汽车厂商将赛道转向新能源电车。长安、比亚迪的成功案例，也预示着这一行业在我国具有广阔的市场前景。虽然国内新能源电车发展良好的，但仍有许多车主不认可或不接受电车。追根究底，原因主要来自两方面：一方面，电车的续航与充电问题。相较于燃油车，电车须固定停车位充电，加大了车主的用车成本；虽然当前许多电车都宣传能达到600公里的续航，但理论续航与实际续航存在较大差异，导致了许多车主存在里程焦虑；另一方面，安全问题，这也是消费者*为关注的问题，尤其是许多消费者都担心新能源电车的自燃问题。据国家应急管理部公布的2022年一季度新能源汽车火灾数据显示：共发生640起火灾，相较去年同期上升32%，平均每天火灾事故超过7例。
1 新能源电车的火灾特点
一，存在较多的装置管线，灭火用时长。新能源电车具有复杂的内部管线和装置，其中许多都是可燃物。曾有一项关于电动汽车电池的自由燃烧试验，约90min持续可见电池火焰，能达到916℃的高温[1]。同时，当汽车发生火灾后，会快速蔓延，出现大面积的燃烧，一般灭火剂存在较大的扑救难度，且受车架、护栏和座椅等阻碍，灭火剂很难直击起火点，影响灭火的效率。
二，存在较多有害气体。电车电池燃烧速度快，仅6s就能形成猛烈火势，有着较长的火焰喷射距离（约5m），同时火焰周围会伴有许多喷溅物。另外，当电池出现燃烧，会有大量化合物产生，如醚、烷烃、烯烃等，这些都会威胁到救援人员与车内人员的安全。
三，面临较高的触电危险。电池若因为撞击、火灾等出现挤压、穿刺和损坏等情况，会导致液体泄漏，当存在导电介质时，就有较大概率引发人员触电。另外，当前，锂电子电池组被多数电动汽车作为储电单元，而这类电池负极材料与空气接触后，会出现剧烈氧化，也会导致逃生、救援难度加大。
2 新能源电车火灾事故的原因调查
据有关数据显示，我国在2021年共售出新能源电车288.32万辆，约占到乘用13.88%的份额。同时国务院要求，电车的市场占有率在2030年时要达到40%。这意味着电车保有量会不断增加，而出现的火灾事故也将更多。从相关部门所公布的2022年一季度的电车火灾事故，相较去年同期上涨31%，就能看出这一点。通过调查2018年至今所报道的一些新能源汽车火灾事故，并展开整理分析，得出当前引发电车火灾事故的原因主要有如下：
2.1 动力电池系统
该系统故障又分为两类，即机械冲击所致动力电池系统热失控和电气故障。就电池系统安全而言，需要高度重视电安全与热安全，具体包含如下内容：一是，事故情况下的防护，如水浸、热失控、针刺、碰撞、跌落等；二是，滥用下的防护，如高温用电、低温充电、短路、过放和过充等；三是，正常情况下的防护，如防结构损失与侵入、防水防尘等。经调查得知，当前电车的电气故障起火，主要是由来电连接、继电器、高压线束、低压线束等部件失效所致；机械冲击，则多是电池包被挤压后，造成电池模组形变，单体电池出现短路、生锈和漏液，进而诱发热失控[2]。
2.2 单体电池
这主要是由于产品自身因素，单体电池出现电池漏液、一致性差等问题，引发火灾事故。这是因为电芯一致性差，使得电池之间形成压差，进而出现过充电，导致热失控。而电解液泄露，则会出现燃烧的情况。此外，单体电池内部短路，也会导致热失控，进而诱发火灾。
2.3 电路短路
这是引发车辆自燃的主要因素之一，当线路局部出现过大电阻、接点不牢的情况，会产生热能，使得接点由于发热而起火，*终诱发火灾。当前国内部分追求个性化的年轻，热衷于车辆的改装，但若不清楚车辆线路的布局和详细结构，就盲目进行改装，乱拉和乱接电线，就会加大短路的发生率，譬如不合理的配线，超出线路额定功率，就会出现线路老化、过热等情况，引发火灾事故。
2.4 外部热源因素
外部热源也是引起新能源电车火灾事故的重要因素，譬如夏季的太阳暴晒、烟蒂掉在车内或点烟器等。曾有一起电车火灾事故，车主将打火机滑入座椅滑轨，而电动座椅具有记忆防盗功能，当车主下车之后，座椅自动滑行卡住打火机，进而导致车辆自燃的事故。
3 安科瑞电气火灾监控云系统架构和硬件选型
安科瑞电气推出的电气火灾监控云系统采用自主研发的剩余电流互感器、温度传感器和电气火灾探测器、故障电弧探测器和电气防火限流式保护器，对引发电气火灾的主要因素（导线温度、电流、剩余电流、故障电弧等）进行不间断的数据与统计分析，并将发现的各种隐患信息及时推送给用户，用户可根据时间的排查和治理，达到潜在电气火灾隐患，实现“防患于未然”的目的。
用户可以利用PC、手机、平板电脑等多种终端实现对平台的访问，查询包括系统信息、实时数据、报记录等在内的各种信息，使用方便。利用该系统为用户提供的低成本服务，能有提升消防管理和电气设备水平，防范重大恶性火灾财产损失、尤其是重大恶性人员伤亡责任的发生。
本系统的整体结构如图所示：
3.1硬件选型：
ANet系列边缘计算网关
高性能平台：高性能ARM 32位处理器；嵌入式Linux操作系统128M以上内存；*大可扩展32G外部存储；
稳定可靠：电磁兼容4级、硬件加密(国密算法SM1,SM4)、软件加密(AES)、宽温宽压工作；
强处理能力：*大4万个数据点位处理能力；多平台数据上传；
接口丰富：*大16个串口；以太网、Lora、Wifi、DI/DO/AI、4G；
扩展方便：自定义总线扩展协议；按需扩展串口、DI/DO/AI、4G、硬件加密、GPS；
协议丰富：设备侧：ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET等；平台侧：ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、DGJ08-2068-2012上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010江苏建筑能耗、扬州、常州、杭州、广西河池等地省市能耗、宁夏电力需求侧、安科瑞运维云、预付费云协议、华云104协议、SNMP、MQTT协议、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1等；
边缘计算：虚拟数据求和、数据二次计算（加减乘除）、逻辑控制（梯形图绘制）断点续传、数据冻结、失电报警；多级报警设置、协议解析、规约转换；
远程管理：远程配置、远程监视、远程升级；
应用丰富：综合能源管理、电力需求侧、泛在电力物联网、新能源、自动化、物联网
AASCP电气防火限流式保护器
当低压配电回路发生短路故障时，ASCP200电气防火限流式保护器能以微秒级速度快速(＜150μs)限制短路电流以实现灭弧保护，从而能显著减少电气火灾事故，有效克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大，以及使用寿命短等弊端，特别适合配套充电桩使用。
4方案效果
采用了安科瑞智慧消防云平台效果，可以实现刷卡方式启动充电，并且可以预留微信和支付宝充电方式。通过监控值班室后台实时监控充电桩状态，实现三级保护功能，包括短路保护、功率保护和系统保护，其中系统保护指超过功率阈值时不允许增加充电位。
5现场效果图
充电桩具备控制、测量与保护的功能，如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。
短路限流：当线路发生短路故障时，能在150μs内实现快速限流保护，抑制因短路电流过大所引起的电气火灾事故。
过载限流：当被保护线路的电流超过额定电流，线路过载且过载持续时间超过设定时间（3-60秒）时，保护器进行限流保护。
6结语
伴随国家不断推进国内电车化进程，锂离子电池技术的不断发展，我国的新能源电车保有量将不断增加，但也将面临更多的电车火灾事故问题。尤其是近段时间大型新能源电车厂商所出现的火灾事故，使得更多消费者开始担忧新能源电车的安全问题，这将会给该产业的稳定发展形成很大影响。经过调查得知，致使新能源电车火灾事故的因素较多，对此需要政府、消防救援部门、汽车生产商和车主发挥自身作用，多主体、多方面发力，如此才能有效防控电车火灾，降低火灾事故带来的损失与影响，促进电车产业良好发展。
