徐權(quán)

1 新能源汽車結(jié)構(gòu)及分類

新能源汽車是指采用新型動(dòng)力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動(dòng)的汽車。我國(guó)以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車發(fā)展的主要戰(zhàn)略取向，重點(diǎn)發(fā)展純電動(dòng)汽車、插電式（含增程式）混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車。由于目前市場(chǎng)上以純電動(dòng)汽車、插電式（含增程式）混合動(dòng)力汽車最為常見(jiàn)，本文把以上兩種車型為研究對(duì)象。

純電動(dòng)汽車以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，由電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、底盤、車身、輔助系統(tǒng)四大部分組成。純電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性主要來(lái)自動(dòng)力電池?zé)崾Э?。混合?dòng)力汽車是指車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合組成的車輛，車輛的行駛功率依據(jù)實(shí)際的車輛行駛狀態(tài)由單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)或共同提供，主要由發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、動(dòng)力分離裝置、變壓器等組成。混合動(dòng)力汽車因具備兩套動(dòng)力系統(tǒng)，同時(shí)具備非電動(dòng)汽車和電池?zé)崾Э鼗馂?zāi)的危險(xiǎn)性。

目前市面上新能源汽車動(dòng)力電池以鋰電池為主，鋰電池是指電化學(xué)體系中含有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的電池。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又分為磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池。兩者相比較，磷酸鐵鋰電池具有安全性高、使用壽命長(zhǎng)、成本低的特點(diǎn)，三元鋰電池能量密度高、充放電速度快，火災(zāi)危險(xiǎn)性相對(duì)更高。

2 新能源汽車火災(zāi)現(xiàn)狀

在氣候變暖及能源危機(jī)的背景下，發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)已成為世界各國(guó)的共識(shí)，各國(guó)政策出臺(tái)政策給予支持和鼓勵(lì)，我國(guó)宣布2035年將停售燃油車，到2050年將全面停止使用燃油車。在政策支持下，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2019年新能源汽車產(chǎn)量為124.2萬(wàn)輛，銷量為120.6萬(wàn)輛，連續(xù)多年居世界第一[1]。

隨著新能源電車的普及，新能源汽車火災(zāi)也在不斷增多。根據(jù)公開資料不完全統(tǒng)計(jì)，2014-2020年全國(guó)共發(fā)生新能源汽車火災(zāi)313起，呈逐年上升趨勢(shì)（圖 1）。

圖1 2014-2020 年全國(guó)新能源汽車火災(zāi)統(tǒng)計(jì)

以2019年和2020年國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車起火事故數(shù)據(jù)分析電動(dòng)車火災(zāi)發(fā)生時(shí)間分布特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)在7、8、9月高溫季節(jié)的起火事故有61起，占比49%（圖2）。

圖2 2019-2020年新能源汽車火災(zāi)數(shù)量

3 新能源汽車火災(zāi)處置難點(diǎn)

新能源汽車車載動(dòng)力鋰電池外部短路、內(nèi)部短路、過(guò)充過(guò)放往往是造成火災(zāi)重要原因，對(duì)于救援人員主要存在以下處置難點(diǎn)：

3.1 高壓電擊

新能源汽車動(dòng)力電池電壓300-600V，人體可以承受的安全電壓是36V，安全電流10mA。在汽車底盤和儀表臺(tái)處，常會(huì)布置動(dòng)力電池和橘紅色高壓線束。按照新能源汽車相關(guān)設(shè)計(jì)要求，當(dāng)車輛出現(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[2]。

3.2 火災(zāi)荷載大

以某品牌電動(dòng)汽車為例，一顆充滿電2.6Ah的18650型三元鋰電池，其自身所帶能量約為34.164kJ。一輛車需要使用7000多節(jié)3.4Ah的18650型號(hào)鋰電池，火災(zāi)荷載大。另外，新能源車動(dòng)力電池一旦起火，燃燒蔓延速度快，極易造成無(wú)法控制的自加溫狀態(tài)，引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。有實(shí)驗(yàn)表明，60Ah磷酸鐵鋰電池（尺寸：240mm*180mm*18mm）100% SOC從被點(diǎn)燃到熱失控噴發(fā)射流火的時(shí)間是201s[3]。

3.3 燒傷燙傷

有實(shí)驗(yàn)證明，60Ah磷酸鐵鋰電池（尺寸：240mm*180mm*18mm）燃燒時(shí)其電池表面最高溫度可達(dá)到578.3℃，噴發(fā)射流火距離可達(dá)55cm[4]。通過(guò)實(shí)際測(cè)試，鋰電池內(nèi)部燃燒溫度最高可達(dá)到926℃，遠(yuǎn)超汽油燃燒溫度389℃，并伴隨著大量的噴射物向火焰周圍散射，極易導(dǎo)致救援隊(duì)員被燙傷、燒傷。

3.4 爆炸沖擊

有研究表明，當(dāng)鋰電池滿荷電狀態(tài)起火時(shí)，溫度急劇上升會(huì)引發(fā)電池爆炸，電解液四處噴射[3]。另外，新能源車的輪胎、油箱在高溫烘烤下同樣具有爆炸傷人危險(xiǎn)，在破拆救人時(shí)，若不慎擠壓到氣囊觸發(fā)裝置，極易造成氣囊彈射，導(dǎo)致人員傷亡。

3.5 高毒煙霧

為了提高鋰離子電池的熱穩(wěn)定性，在工藝上大量使用含有添加劑的材料，如A1F3材料、含氟的阻燃添加劑等，這些材料可以提升電池的熱安全性，但同時(shí)也會(huì)加劇火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙氣毒性危害。實(shí)驗(yàn)表明，鋰電池燃燒會(huì)產(chǎn)生HF、SO2、NO2、NO等刺激性氣體以及CO、CO2窒息性氣體，且所有氣體的濃度都隨著SOC的增加而增加，以上氣體中，特別是HF、SO2兩種氣體對(duì)救援隊(duì)員傷害最大[4]。

3.6 車型分辨難度大

目前市場(chǎng)上的新能源汽車品牌繁多，車型不一，雖然整體車身結(jié)構(gòu)大同小異，但是其車身裝載的儲(chǔ)能電池的規(guī)格型號(hào)以及高壓線路分布卻各不相同，使消防救援隊(duì)員在展開破拆救援前無(wú)法掌握事故車輛具體情況，不能及時(shí)對(duì)事故車輛采取隔離斷電等操作，增加了救援時(shí)間，加大了救援人員的風(fēng)險(xiǎn)。

4 應(yīng)對(duì)措施

與傳統(tǒng)燃油動(dòng)力汽車相比，新能源汽車火災(zāi)突發(fā)性強(qiáng)，蔓延迅速，易復(fù)燃，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，事故潛在高壓電擊、有毒煙氣、熱失控爆炸風(fēng)險(xiǎn)高，對(duì)滅火救援準(zhǔn)備、力量調(diào)度、安全防護(hù)、處置對(duì)策等提出了更高的要求。

4.1 加強(qiáng)滅火準(zhǔn)備

加強(qiáng)救援隊(duì)員對(duì)新能源汽車辨識(shí)方法、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、處置要點(diǎn)及注意事項(xiàng)熟悉、研究，重點(diǎn)個(gè)人防護(hù)、漏電監(jiān)測(cè)、斷電、破拆方法等進(jìn)行練習(xí)；對(duì)轄區(qū)內(nèi)新能源車生產(chǎn)企業(yè)、充電樁、停車場(chǎng)等重點(diǎn)區(qū)域開展“六熟悉”，制定處置預(yù)案，在確保安全情況下高效處置新能源車火災(zāi)。

4.2 強(qiáng)化接警調(diào)度

在接警時(shí)，重點(diǎn)詢問(wèn)是否有人員被困，車輛型號(hào)，車輛所處環(huán)境（道路、車庫(kù)、4s店、維修店等）及狀態(tài)（行駛、停放、充電、維修等）；一鍵式調(diào)派水罐消防車、搶險(xiǎn)救援車出動(dòng)，攜帶漏電探測(cè)儀、紅外測(cè)溫儀、空氣呼吸器以及救生、警戒、固定、支撐、破拆等器材到場(chǎng)處置；建立更新新能源汽車應(yīng)急處置手冊(cè)資料庫(kù)，根據(jù)著火車輛型號(hào)，向一線救援隊(duì)員精準(zhǔn)推送處置要點(diǎn)，包括：該型號(hào)車輛斷電開關(guān)位置、高壓線束位置、火災(zāi)撲救策略、注意事項(xiàng)等，必要時(shí)應(yīng)聯(lián)系生產(chǎn)廠商或當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商；與新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)簽訂聯(lián)動(dòng)協(xié)議，將企業(yè)相關(guān)技術(shù)人員納入專家?guī)?，必要時(shí)遂行出動(dòng)提供技術(shù)支持。

4.3 細(xì)化偵察評(píng)估

救援隊(duì)員在趕赴現(xiàn)場(chǎng)途中與報(bào)警人加強(qiáng)聯(lián)系，進(jìn)一步了解、核實(shí)人員被困、車輛型號(hào)、所處環(huán)境及狀態(tài)等信息，提前做好力量部署；到場(chǎng)后應(yīng)查明被困人員情況，起火車輛對(duì)周圍車輛、建筑和人員威脅情況，起火車輛類型、型號(hào)，查明車輛主開關(guān)或應(yīng)急開關(guān)的位置及狀態(tài)；利用測(cè)溫儀、漏電探測(cè)儀等設(shè)備監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，評(píng)估車輛漏電、爆炸、火焰噴射等風(fēng)險(xiǎn)，做好應(yīng)對(duì)措施[5]。

4.4 嚴(yán)格安全警戒

在做好個(gè)人防護(hù)同時(shí)，設(shè)置作業(yè)區(qū)和工作區(qū)，嚴(yán)防有毒煙氣、火焰噴射、電池爆炸、輪胎爆炸、油箱爆炸等對(duì)救援隊(duì)員的傷害。在距離燃燒車輛15m范圍設(shè)置工作區(qū)，禁止車輛、人員進(jìn)入，在10m范圍設(shè)置作業(yè)區(qū)，只允許救援人員進(jìn)入，并持續(xù)監(jiān)測(cè)易燃、有毒氣體，監(jiān)測(cè)事故車輛動(dòng)力電池部位溫度，適時(shí)調(diào)整警戒范圍[6]；警戒人員應(yīng)密切觀察現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)緊急情況時(shí)及時(shí)報(bào)告并發(fā)出警示信號(hào)；在道路救援時(shí)，要嚴(yán)防二次車輛交通事故發(fā)生，一般道路救援時(shí)，道路安全警戒距離不少于200m，高速公路救援時(shí)，警戒距離不少于500m，并在200m處設(shè)置第二道警戒，遇有雨、雪、霧等天氣或夜間，警戒距離應(yīng)擴(kuò)大1-1.5倍。

4.5 做好個(gè)人防護(hù)

救援隊(duì)員應(yīng)著全套滅火防護(hù)服，靠近著火車輛或進(jìn)入密閉空間時(shí)必須佩戴正壓式空氣呼吸器，遇有漏電情況時(shí)，要著電絕緣裝具，防止有毒氣體、高溫燙傷、火焰灼傷、高壓電擊等傷害。

4.6 落實(shí)斷電措施

理論上，新能源車車輛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，為確保安全，在滿足斷電條件情況下，應(yīng)盡可能落實(shí)斷電措施。一是做好高壓絕緣防護(hù)，使用高壓絕緣專用工具；二是停車熄火，關(guān)閉車輛啟動(dòng)開關(guān)將車輛鑰匙進(jìn)行屏蔽，并控制其與車輛保持至少10m以上的距離；三是可靠駐車，利用木楔、墊塊等將車輛進(jìn)行固定，防止不可控的移動(dòng)、溜車；四是斷開12V低壓電源，利用電絕緣鉗等工具切斷并取走12V電瓶連接線，防止電路重新連接；五是斷開手動(dòng)維修開關(guān)（MSD），根據(jù)高壓安全操作指導(dǎo)手冊(cè)斷開手動(dòng)維修開關(guān)并妥善存放；六是電壓復(fù)測(cè)，在條件允許情況下，可使用電壓表對(duì)高壓系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)測(cè)。當(dāng)前，熄火-斷掉12V蓄電池是企業(yè)、車主應(yīng)急處置常規(guī)做法，從消防滅火救援安全角度考慮，在以上斷電基礎(chǔ)上，還應(yīng)通過(guò)斷開手動(dòng)維修開關(guān)斷開高壓電輸出，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，才能最大限度確保救援安全。

4.7 科學(xué)選擇戰(zhàn)術(shù)

對(duì)于有人員被困的火災(zāi)，按照“救人第一、科學(xué)施救”戰(zhàn)術(shù)原則，同步開展破拆、滅火、救人行動(dòng)；對(duì)于無(wú)被困人員的火災(zāi)，按照“先控制、后消滅”戰(zhàn)術(shù)原則，利用干粉、細(xì)水霧等控制火勢(shì)蔓延擴(kuò)大；在充換電站進(jìn)行充換電發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)先斷電再實(shí)施撲救；對(duì)火勢(shì)處于初起階段，滿足斷電條件的車輛，立即實(shí)施斷電操作，并將車輛鑰匙裝入信號(hào)屏蔽袋或放置到距離車輛10m外的區(qū)域；對(duì)于燃燒猛烈、危險(xiǎn)性大，救援隊(duì)員不宜靠近的火災(zāi)，應(yīng)利用遙控水炮等遠(yuǎn)距離射水；滅火陣地應(yīng)設(shè)在上風(fēng)方向，防止有毒煙氣傷害；當(dāng)明火熄滅后，由于鋰離子電池具備持續(xù)放電特性，應(yīng)繼續(xù)出水對(duì)電池組進(jìn)行持續(xù)冷卻，并使用測(cè)溫儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，直至電池溫度降至160℃以下，且經(jīng)評(píng)估無(wú)燃燒、爆炸等風(fēng)險(xiǎn)[7]。