摘要：燃料電池電動汽車（FCEV）作為一種新興的綠色交通工具，其安全性問題始終備受關(guān)注。在事故救援過程中，由于燃料電池系統(tǒng)的特殊性，傳統(tǒng)的救援技術(shù)可能不適用。因此，深入研究燃料電池電動汽車事故救援技術(shù)對消防救援隊伍日常處置能力的切實(shí)提升具有十分重要的意義。通過對燃料電池電動汽車的分類、工作原理以及在事故中可能出現(xiàn)的安全隱患問題進(jìn)行逐一分析，提出了針對性處置措施，同時對消防救援人員在事故現(xiàn)場的安全防護(hù)措施進(jìn)行了具體研判，以確保此類事故救援過程的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：燃料電池電動汽車；新能源；滅火救援；安全防護(hù)

中圖分類號：D631.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-1227（2024）08-0051-03

與純電動汽車不同，燃料電池電動汽車?yán)脷錃馀c氧氣在燃料電池中進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)生成電力，這一創(chuàng)新技術(shù)為解決長期存在的能源與環(huán)境問題提供了新途徑。盡管燃料電池汽車擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，其特殊能源形式和復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也帶來了新的安全挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的研究多集中于燃料電池的性能優(yōu)化和壽命延長，而針對事故情況下的救援操作技術(shù)研究相對較少。為了填補(bǔ)這一空白，本文初步探索了燃料電池電動汽車在事故情況下的特殊救援需求，分析了救援過程中可能遇到的技術(shù)難題，提出了一套完整的燃料電池電動汽車事故救援流程，包括事故評估、救援方案制定、救援實(shí)施和事后處理等環(huán)節(jié)，旨在為各級消防救援隊伍提供一套基于現(xiàn)有技術(shù)和最佳實(shí)踐的救援指南，以應(yīng)對燃料電池電動汽車特有的事故情況。

1 燃料電池電動汽車的分類

隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和環(huán)境保護(hù)意識的提升，傳統(tǒng)燃油汽車正逐漸讓位于更加高效、清潔的交通工具。燃料電池電動汽車（Fuel Cell Electric Vehicle， FCEV）因其高能量效率和低排放特性，已成為新能源汽車領(lǐng)域的重要分支。燃料電池電動汽車（FCEV）的分類主要根據(jù)其動力系統(tǒng)配置的不同進(jìn)行劃分。具體分類如下：

1.1 純?nèi)剂想姵仳?qū)動電動汽車

這種類型的車輛僅使用燃料電池作為動力源，所有所需的功率都由燃料電池提供。該車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于控制和整體布置；部件較少，有利于整車輕量化；能量傳遞效率高，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。燃料電池的功率需求高、成本大；對燃料電池系統(tǒng)的動態(tài)性能和可靠性要求嚴(yán)格；不能進(jìn)行制動能量回收[1]。在車輛發(fā)生碰撞或其他類型的事故時，燃料電池系統(tǒng)可能遭受損害，存在如氫氣泄漏、電池?fù)p壞等潛在的安全風(fēng)險。這些情況要求專業(yè)的應(yīng)急響應(yīng)和救援策略，以確保事故現(xiàn)場人員的安全并防止環(huán)境災(zāi)害。

1.2 燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動電動汽車

該類型車輛在純?nèi)剂想姵氐幕A(chǔ)上增加了輔助動力電池，共同驅(qū)動車輛，降低了對燃料電池的功率要求，從而降低整車成本；燃料電池可以在較理想的工作條件下運(yùn)行，有效提高了車體的行駛效率，且該車對燃料電池動態(tài)響應(yīng)性能要求較低，并具備較好的冷啟動性能，使用過程中能夠回收制動能量。然而，隨著增加動力電池使車輛質(zhì)量增大，影響動力性和經(jīng)濟(jì)性，充放電過程中有能量損耗，系統(tǒng)復(fù)雜，導(dǎo)致車體整體的控制難度也隨之增加?？紤]到燃料電池汽車不斷攀升的市場份額和日益增長的公共關(guān)注，探究專門的事故救援技術(shù)變得尤為迫切。

1.3 燃料電池與超級電容聯(lián)合驅(qū)動電動汽車

在這種配置中，燃料電池和超級電容器聯(lián)合為電動機(jī)提供能量。該車的優(yōu)點(diǎn)是超級電容器充放電響應(yīng)快，能迅速調(diào)節(jié)能量需求的變化，保障汽車的動力性能。但是，該車超級電容器比能量低，峰值功率持續(xù)時間短；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對控制要求高。

1.4 燃料電池與輔助蓄電池和超級電容聯(lián)合驅(qū)動電動汽車

這種結(jié)構(gòu)結(jié)合了燃料電池、動力電池和超級電容器三者的優(yōu)點(diǎn)，共同驅(qū)動車輛。該車行駛過程中各動力源分工明確，發(fā)揮各自優(yōu)勢；燃料電池輸出穩(wěn)定；動力電池負(fù)責(zé)低頻能量需求；超級電容管理高頻能量波動，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的能量利用和動態(tài)特性。然而，隨著該車系統(tǒng)重量可能增加以及整體復(fù)雜度提高，車輛行駛過程中發(fā)生事故的概率也隨之增大。

2 燃料電池電動汽車的火災(zāi)隱患

燃料電池電動汽車在運(yùn)行過程中，由于其獨(dú)特的動力系統(tǒng)和燃料特性，存在氫氣泄漏、高壓電壓系統(tǒng)風(fēng)險、動力電池失控、充電設(shè)施問題以及材料和結(jié)構(gòu)缺陷等與普通燃油車輛不同的火災(zāi)隱患。每個隱患問題都有其獨(dú)特的成因和應(yīng)對策略，需要綜合防范和緊急處理，這些隱患不僅關(guān)系車輛本身的安全，還可能對周圍環(huán)境和人員造成嚴(yán)重威脅。以下詳細(xì)分析燃料電池電動汽車的火災(zāi)隱患：

2.1 存在氫氣泄漏的風(fēng)險

氫氣具有較小的分子直徑和極高的擴(kuò)散性，容易從微小縫隙中泄漏。加氫、儲氫、輸氫過程中，若設(shè)備密封不嚴(yán)或管道老化，極易發(fā)生氫氣泄漏。泄漏的氫氣遇到明火、高溫或特定濃度范圍（4%～75%）時，會迅速燃燒甚至爆炸。這種泄漏可能導(dǎo)致難以控制的火災(zāi)，增加撲救難度。

2.2 燃料電池系統(tǒng)高壓電壓風(fēng)險

燃料電池系統(tǒng)工作電壓較高，如發(fā)生短路或電氣故障，可能引發(fā)電弧或火花，進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)錃?。由于電氣系統(tǒng)的控制復(fù)雜，若出現(xiàn)故障，極有可能導(dǎo)致無法及時切斷電源，使得火災(zāi)事故更難處理。

此外，雖然燃料電池汽車主要依靠氫氣驅(qū)動，但仍配備有輔助的動力電池。這些動力電池大多數(shù)為鋰離子電池，普遍存在不同程度的火災(zāi)隱患。鋰離子電池一旦失控燃燒，火勢猛烈且溫度高，易發(fā)生復(fù)燃。這種火災(zāi)往往具有突發(fā)性和劇烈性，給救援帶來極大困難。特別是當(dāng)電池溫度超過極限時，普遍會發(fā)生熱失控現(xiàn)象，導(dǎo)致動力源內(nèi)部溫度和壓力急劇上升，最終引發(fā)劇烈爆炸和大規(guī)?；馂?zāi)。一旦動力電池出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象，短時間內(nèi)極有可能引燃整個電池組，形成不可控制的燃燒局面。

2.3 充電設(shè)施及充電環(huán)境問題

燃料電池電動汽車加氫站或充電設(shè)施若設(shè)計不合理，存在安全隱患如電源不穩(wěn)定、通風(fēng)不良等，都可能成為火災(zāi)誘因。特別是部分操作人員未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)，對加氫、充電操作不當(dāng)，也可能引發(fā)火災(zāi)事故。

2.4 車體材料和結(jié)構(gòu)缺陷問題

氫瓶和管路材料若存在缺陷，長期使用后可能發(fā)生疲勞裂紋，導(dǎo)致氫氣泄漏。燃料電池電動汽車設(shè)計中若未充分考慮氫系統(tǒng)的安全布局和緊急情況下的處理措施，也會增加火災(zāi)風(fēng)險。

3 燃料電池電動汽車火災(zāi)的處置措施

燃料電池電動汽車（FCEV）在發(fā)生火災(zāi)時，現(xiàn)場參與處置的消防指戰(zhàn)員應(yīng)當(dāng)根據(jù)車輛的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及時有效地采取針對性處置措施。燃料電池電動汽車火災(zāi)的處置涉及氫氣泄漏處理、初起火災(zāi)處理、電氣安全控制、緊急冷卻與滅火以及事故后處理等多個方面。每個方面都需要專業(yè)的救援人員和科學(xué)的處置措施，以確保事故得到及時有效的控制和處理。以下是針對燃料電池電動汽車火災(zāi)的詳細(xì)處置措施：

3.1 氫氣泄漏的處理預(yù)兆和識別

燃料電池電動汽車發(fā)生氫氣泄漏的主要預(yù)兆包括氫氣管路松動、壓力表讀數(shù)持續(xù)下降、氫氣泄漏報警、氫系統(tǒng)低壓報警、儲氫瓶PRD泄壓等。現(xiàn)場指戰(zhàn)員可以借助較為輕便的物體初步判斷泄漏的具體位置和泄漏程度。若在加注氫氣時發(fā)生泄漏，應(yīng)立即停止加注操作，將氫氣源隔開并釋放管路中的壓力。對泄漏量較小的情況，需要事故單位技術(shù)人員及時關(guān)閉儲氫瓶閥并推離站區(qū)；泄漏量較大時，應(yīng)當(dāng)立即停站并疏散周邊人員，并準(zhǔn)備干粉等針對性的滅火藥劑。若在車輛運(yùn)行中發(fā)生泄漏，應(yīng)立即靠邊停車，關(guān)閉氫閥開關(guān)和電源，設(shè)立警戒標(biāo)識，并通知售后人員到場處理。

3.2 初起火災(zāi)的處理

在火災(zāi)初起時，現(xiàn)場指戰(zhàn)員應(yīng)當(dāng)迅速查明燃燒位置和主要危險特性。使用干粉滅火器進(jìn)行初步撲救，大聲呼救并組織人員開展應(yīng)急處置，同時報警。對有人員被困的起火車輛，堅持“救人第一、科學(xué)施救”原則，同步開展破拆、滅火、救人行動。對火勢處于初起階段且滿足斷電條件的車輛，立即切斷高壓電源，防止電弧或火花引發(fā)氫氣燃燒。作業(yè)過程中，救援人員應(yīng)根據(jù)電壓特性佩戴絕緣手套、絕緣服等防護(hù)裝備，使用絕緣工具進(jìn)行救援操作，以防觸電。

3.3 緊急冷卻與滅火冷卻措施

對燃燒的動力電池包，利用大量水或泡沫進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，防止電池組過熱引發(fā)爆炸；對車體內(nèi)部裝載的普通物品，可使用干粉、消防水等；電氣火災(zāi)應(yīng)先切斷電源，用二氧化碳或干粉滅火器撲滅?；馂?zāi)撲滅后，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r間保護(hù)好現(xiàn)場，接受事故調(diào)查并如實(shí)提供火災(zāi)情況，將受傷人員及時轉(zhuǎn)送醫(yī)院進(jìn)行緊急救護(hù)，確保被困人員能夠得到及時的醫(yī)治[2]。

4 燃料電池電動汽車火災(zāi)處置過程中的注意事項(xiàng)

在燃料電池電動汽車火災(zāi)處置過程中，必須遵循一系列嚴(yán)格的注意事項(xiàng)以確保救援人員和公眾的安全，以及有效地控制和撲滅火災(zāi)。以下是關(guān)鍵的注意事項(xiàng)：

4.1 氫氣泄漏的識別與防范檢測

現(xiàn)場處置過程中，各級消防指戰(zhàn)員必須使用專業(yè)的可燃?xì)怏w探測器持續(xù)監(jiān)測氫氣濃度，尤其是在無法直觀看到泄漏點(diǎn)的封閉空間或復(fù)雜環(huán)境中。特別在相對較為封閉的空間或通風(fēng)不良的場所，應(yīng)增強(qiáng)通風(fēng)，避免氫氣積聚達(dá)到爆炸濃度。

4.2 強(qiáng)化現(xiàn)場管控

根據(jù)事故嚴(yán)重程度劃分警戒范圍，疏散圍觀人員并協(xié)調(diào)交警部門疏導(dǎo)交通。設(shè)置安全員嚴(yán)格封控警戒范圍，使用可燃?xì)怏w檢測儀等設(shè)備不間斷檢測現(xiàn)場氣體濃度。

4.3  加強(qiáng)個人防護(hù)

現(xiàn)場救援人員必須佩戴空氣呼吸器或其他適當(dāng)?shù)暮粑雷o(hù)裝置，以防止吸入有毒氣體、煙霧或氫氣。處置過程中，各級消防救援人員必須佩戴全套防護(hù)裝備，包括空氣呼吸器、絕緣手套、絕緣靴等，并在靠近事故車輛時使用漏電探測儀進(jìn)行檢測。情況緊急時，特別是在處理電池火災(zāi)的過程中，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合處置要求佩戴密閉式防化服，以保護(hù)皮膚免受高溫和化學(xué)物質(zhì)的傷害。在接近或操作電氣系統(tǒng)（包括高壓電池和燃料電池）時，必須使用絕緣工具并穿戴絕緣手套，以防處置過程中發(fā)生觸電現(xiàn)象。如安全情況允許，應(yīng)及時提請事故單位技術(shù)人員盡快切斷車輛電源，包括燃料電池系統(tǒng)和任何附屬電池。

4.4 根據(jù)起火物料理化性質(zhì)選擇合適的滅火劑

根據(jù)火源類型選擇正確的滅火劑，例如，對于涉及鋰電池的火災(zāi)，使用水或泡沫進(jìn)行冷卻是更安全的選擇。如果火災(zāi)涉及大量的金屬氫化物，避免直接使用水滅火，因?yàn)檫@可能引發(fā)更劇烈的化學(xué)反應(yīng)和火勢擴(kuò)大。

4.5 開展現(xiàn)場管控與交通疏導(dǎo)并設(shè)置安全警戒線

各級消防指戰(zhàn)員抵達(dá)處置現(xiàn)場時，必須第一時間協(xié)調(diào)當(dāng)?shù)亟痪块T，對周邊道路進(jìn)行封鎖和交通疏導(dǎo)，確保救援車輛迅速到達(dá)，同時防止普通民眾接近危險區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，動態(tài)設(shè)立安全警戒區(qū)，并確保所有無關(guān)人員撤離火災(zāi)現(xiàn)場，防止氫氣泄漏范圍擴(kuò)大或火災(zāi)蔓延。

處置燃料電池電動汽車火災(zāi)需要高度的專業(yè)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，鑒于燃料電池電動汽車的特殊風(fēng)險，各級消防救援隊伍應(yīng)當(dāng)與環(huán)保、電力、交通等相關(guān)部門進(jìn)行聯(lián)合救援訓(xùn)練和實(shí)際響應(yīng)。提高所有相關(guān)人員對燃料電池技術(shù)特有風(fēng)險的認(rèn)識，包括氫氣的特性、電池的結(jié)構(gòu)以及緊急響應(yīng)的最佳時間。

5 結(jié)束語

隨著燃料電池電動汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，其在環(huán)保、能效方面的優(yōu)勢日益凸顯，成為未來汽車發(fā)展的重要方向。然而，燃料電池電動汽車所特有的火災(zāi)隱患也不容忽視。本文初步探討了燃料電池電動汽車的分類、火災(zāi)隱患以及相應(yīng)的處置措施，旨在提高公眾及應(yīng)急響應(yīng)人員對燃料電池電動汽車火災(zāi)的認(rèn)識和應(yīng)對能力。同時，鑒于燃料電池電動汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，未來還需要進(jìn)一步深入研究和完善相關(guān)救援技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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[2]李紹寧.微細(xì)結(jié)構(gòu)泡沫滅火系統(tǒng)對特高壓換流站火災(zāi)實(shí)戰(zhàn)處置效能的研究[J].中國人民警察大學(xué)學(xué)報，2023，39（8）：63-66+71．