淺談電動(dòng)汽車火災(zāi)預(yù)防研究內(nèi)容及應(yīng)注意的問題論文

　　新能源汽車在未來10 年面臨飛速發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇。我國高度重視電動(dòng)汽車的發(fā)展，在2011 年3 月出臺(tái)的“十二五”規(guī)劃綱要中，把新能源汽車列為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，提出要重點(diǎn)發(fā)展插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車技術(shù)，開展插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車研發(fā)及大規(guī)模商業(yè)化示范工程，推進(jìn)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

　　然而最近幾年，因電動(dòng)車引發(fā)的火災(zāi)和造成的人員傷亡都呈現(xiàn)高速增長的勢(shì)頭，電動(dòng)汽車由于使用大量易燃的高分子材料，一旦發(fā)生火災(zāi)，火焰和濃煙極易造成人員傷亡甚至群死群傷火災(zāi)事故，這引起了消防部門和全社會(huì)的關(guān)注。

　　1 電動(dòng)汽車工作原理及火災(zāi)預(yù)防研究簡介

　　近年來，城市的汽車數(shù)量逐年攀升，隨之而來的汽車尾氣污染、交通擁堵、交通事故等一系列問題尤為突出。同時(shí)，隨著石油資源的緊張、油價(jià)上升和社會(huì)對(duì)環(huán)境污染的關(guān)注，零排放、無噪聲、行駛成本低廉的電動(dòng)汽車日益受到關(guān)注。

　　1. 1 工作原理

　　電動(dòng)汽車是全部或部分由電機(jī)驅(qū)動(dòng)、并配置大容量電能儲(chǔ)存裝置的汽車，它分為純電動(dòng)汽車( BEV) 、混合動(dòng)力汽車( HEV) 、燃料電池汽車( FCEV) 。電動(dòng)汽車中的主要器件有控制器、充電器、充電電池和電機(jī)等�；�本的工作原理: 蓄電池→電流→電力調(diào)節(jié)器→電動(dòng)機(jī)→動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)→驅(qū)動(dòng)汽車行駛。它具有突出的優(yōu)點(diǎn): 環(huán)境污染小; 噪聲低; 高效率; 結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，使用維修方便; 經(jīng)久耐用，使用范圍廣，不受所處環(huán)境影響等。研究表明，電動(dòng)汽車的能源效率超過汽油機(jī)汽車，電動(dòng)汽車的應(yīng)用可有效地減少對(duì)石油資源的依賴。

　　1. 2 火災(zāi)預(yù)防研究簡介

　　近年來的電動(dòng)汽車火災(zāi)頻發(fā)也引起了國內(nèi)外消防人員和其他科研人們的關(guān)注。例如: 參考文獻(xiàn)中，賈廣華等對(duì)一起電動(dòng)公交車的自燃進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果是電動(dòng)汽車的一組電池箱內(nèi)部電池發(fā)生故障產(chǎn)生高溫自燃起火，引燃車廂內(nèi)可燃裝飾材料蔓延成災(zāi)，他認(rèn)為在加強(qiáng)消防力量的同時(shí)，應(yīng)該對(duì)新研發(fā)的節(jié)能電動(dòng)車輛的安全技術(shù)性能，特別是電池供電系統(tǒng)的安全防護(hù)措施作進(jìn)一步改進(jìn)。我國已經(jīng)出臺(tái)了一些電動(dòng)自行車和電動(dòng)摩托車方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是由于國內(nèi)外動(dòng)力電池生產(chǎn)的自動(dòng)化程度、控制精度、系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在差異，企業(yè)生產(chǎn)的每一個(gè)單體電池的內(nèi)阻和容量有差異，最終影響所有單體電池串聯(lián)在一起的效果，從而在生產(chǎn)源頭仍有火災(zāi)隱患存在。由于近幾年全國各地都有電動(dòng)自行車火災(zāi)發(fā)生，人們對(duì)電動(dòng)自行車的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行了初步的研究，取得了一些有價(jià)值的結(jié)論，但是這些研究集中在對(duì)較小的電動(dòng)自行車起火原因方面，對(duì)電動(dòng)汽車沒有系統(tǒng)深入的研究。電動(dòng)汽車的電池容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通的小型電動(dòng)自行車，其電池重量甚至高達(dá)400 ～ 500 kg 以上，而電池的容量越大，其火災(zāi)危險(xiǎn)性也就越大，另外，它們的蓄電池的類型也有區(qū)別，故不能機(jī)械地把由電動(dòng)自行車得來的經(jīng)驗(yàn)用于電動(dòng)汽車。此外，電動(dòng)汽車還有較電動(dòng)自行車更為復(fù)雜的控制系統(tǒng)和附屬裝置。至今人們對(duì)電動(dòng)汽車的研究較少，也有學(xué)者對(duì)鋰離子電池的危險(xiǎn)性進(jìn)行了初步的研究，得出了一些基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，但是還缺乏電動(dòng)汽車在不同行駛狀態(tài)和充放電過程中的大量數(shù)據(jù)。由于電動(dòng)汽車的特殊性，在全球都在關(guān)注和推廣電動(dòng)汽車之際，對(duì)電動(dòng)汽車的安全性和火災(zāi)隱患進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究已經(jīng)提上日程。

　　2 電動(dòng)汽車火災(zāi)預(yù)防研究內(nèi)容

　　針對(duì)電動(dòng)汽車的三個(gè)主要部分: 儲(chǔ)能裝置、傳輸路線、控制和附屬裝置進(jìn)行火災(zāi)預(yù)防的研究。首先對(duì)電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行研究，然后對(duì)傳輸線路、控制和附屬裝置進(jìn)行研究，最后對(duì)整車運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合案例和實(shí)驗(yàn)做綜合評(píng)判，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，并形成結(jié)論。

　　2. 1 研究儲(chǔ)能裝置的性能

　　對(duì)不同的老舊蓄電池進(jìn)行充放電研究，并將其與新電池進(jìn)行對(duì)比，得出不同使用時(shí)期電池的性能對(duì)比，特別是電壓與儲(chǔ)能的關(guān)系、電池內(nèi)部的壓力、電極和電解液情況，電極在不同時(shí)期的受損情況、升高溫度，電解液的可燃性能; 蓄電池受到外力作用，外層保護(hù)受損后，檢測(cè)出現(xiàn)電解液泄露和氣體泄露的情況。

　　2. 2 研究輸送線路的性能

　　對(duì)傳輸線路進(jìn)行研究，研究車輛在不同加速情況下，傳輸線路所承受的電流大小，所需要的線徑規(guī)格和絕緣級(jí)別，長時(shí)間使用時(shí)線路的發(fā)熱、過負(fù)荷的情況、絕緣外層的老化情況; 線路發(fā)生短路時(shí)，對(duì)其周圍裝置的引燃情況。

　　2. 3 研究控制和附屬裝置的性能

　　對(duì)控制裝置和附屬裝置的研究，電動(dòng)機(jī)、控制裝置和安全保護(hù)裝置的可靠性、反應(yīng)靈敏度，在不同天氣條件下，是否出現(xiàn)短路情況; 附屬裝置自身是否具有火災(zāi)危險(xiǎn)性。

　　2. 4 測(cè)量整車運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)

　　對(duì)電動(dòng)汽車整車運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行研究，得出在實(shí)際運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)，并與以上三個(gè)方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比; 結(jié)合最近幾年的電動(dòng)車火災(zāi)案例和火災(zāi)物證鑒定中遇到的實(shí)際案例進(jìn)行反復(fù)對(duì)比，得出電動(dòng)汽車的不同部位、在不同狀態(tài)下的火災(zāi)危險(xiǎn)性，并提出改進(jìn)意見和防范措施，用于規(guī)范電動(dòng)汽車的制造、使用和管理。

　　3 電動(dòng)汽車火災(zāi)原因分析及應(yīng)注意的問題

　　3. 1 火災(zāi)原因

　　( 1) 通過多起汽車和電動(dòng)車火災(zāi)的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，蓄電池、發(fā)電機(jī)、電氣控制裝置、附屬電氣裝置和輸電線路在實(shí)際運(yùn)行中都可能引發(fā)火災(zāi)，對(duì)于它們的火災(zāi)危險(xiǎn)性和防范措施，成為當(dāng)今迫切需要深入系統(tǒng)研究的問題。

　　( 2) 電動(dòng)車行駛中發(fā)生火災(zāi)的主要原因是車輛電氣線路過負(fù)荷、短路，由于未安裝電氣安全裝置或電氣安全裝置不合格，不能及時(shí)有效切斷電源，大電流引燃絕緣或其他易燃、可燃材料而引發(fā)火災(zāi)。充電過程中發(fā)生火災(zāi)的主要原因是電動(dòng)車自身電氣線路短路、充電器線路過負(fù)荷、電動(dòng)車電池故障引起。

　　3. 2 應(yīng)注意的問題

　　( 1) 因不同類型和容量的電池在充放電時(shí)的發(fā)熱量和電池內(nèi)壓力等情況; 電池在不同溫度、不同使用條件和受到不同外部損壞時(shí)的表現(xiàn)，釋放氣體的多少，內(nèi)部電極的狀況，以及內(nèi)部電解液的可燃性能等。

　　( 2) 不同溫度下電池的工作性能，溫度的變化對(duì)電池的SOC、開路電壓、內(nèi)阻和可用能量產(chǎn)生的影響。

　　( 3) 電源輸送線路通過不同電流時(shí)的火災(zāi)危險(xiǎn)性，如何選用合格電氣線路，并規(guī)范敷設(shè)，電源控制系統(tǒng)和附屬系統(tǒng)引發(fā)火災(zāi)的可能性等。

　　( 4) 如何在電動(dòng)汽車上設(shè)置欠壓、過流和短路保護(hù)裝置，控制和減少易燃材料使用，提高電動(dòng)車安全系數(shù)。

　　4 結(jié)束語

　　隨著電動(dòng)車保有量的持續(xù)增長，電動(dòng)汽車生產(chǎn)和使用過程帶來的問題也越來越多，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不健全、生產(chǎn)維修質(zhì)量控制不嚴(yán)格、沒有針對(duì)電動(dòng)汽車操作人消防安全方面的行為規(guī)范，這都為引發(fā)火災(zāi)埋下大量先天性隱患。從國家能源的戰(zhàn)略角度和人民生命財(cái)產(chǎn)方面，需要對(duì)電動(dòng)汽車的火災(zāi)隱患進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究，從而為普及推廣電動(dòng)汽車鋪平道路。建議盡快制定出一個(gè)《電動(dòng)汽車防火安全技術(shù)規(guī)范》，用于規(guī)范和指導(dǎo)電動(dòng)汽車的生產(chǎn)和操作使用，規(guī)范管理，提高電動(dòng)汽車的可靠性，將該類火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)降低到最小。

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