淺聊關(guān)于新能源汽車火災(zāi)原因及對策分析

1. 電池?zé)崾Э?br class="container-PzX343 wrapper-NZ1vL1 undefined" style="-webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); color: initial; overflow-anchor: auto;" /> 新能源汽車主要采用鋰離子電池，在充放電過程中，電池內(nèi)部會產(chǎn)生熱量。如果電池散熱不良或發(fā)生內(nèi)部短路等故障，熱量無法及時散發(fā)，就會導(dǎo)致電池溫度升高，引發(fā)熱失控。熱失控會使電池內(nèi)部發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量和氣體，最終導(dǎo)致電池起火甚至爆炸。

2. 電池過充過放
   在充電過程中，如果充電設(shè)備故障或操作人員失誤，導(dǎo)致電池過充，會使電池內(nèi)部的鋰離子過度嵌入負(fù)極，造成負(fù)極析鋰，形成鋰枝晶。鋰枝晶容易刺破電池隔膜，引發(fā)內(nèi)部短路，從而導(dǎo)致火災(zāi)事故。同樣，在放電過程中，如果電池過度放電，也會使電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

3. 電池老化
   隨著使用時間的增加，電池會逐漸老化，其性能會逐漸下降。老化的電池可能會出現(xiàn)內(nèi)阻增大、容量衰減等問題，容易引發(fā)熱失控等故障。此外，電池在長期使用過程中，可能會受到外部沖擊、振動等因素的影響，導(dǎo)致電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，也會增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

1. 高壓線路短路
   新能源汽車的電氣系統(tǒng)中存在大量的高壓線路，如動力電池與電機(jī)之間的連接線路、充電線路等。如果這些高壓線路發(fā)生短路，會產(chǎn)生巨大的電流，瞬間釋放大量的熱量，可能引發(fā)火災(zāi)事故。高壓線路短路的原因主要有線路老化、絕緣破損、受到外力擠壓等。

2. 電氣設(shè)備故障
   新能源汽車中的電氣設(shè)備，如電機(jī)、電控系統(tǒng)、充電器等，如果出現(xiàn)故障，也可能引發(fā)火災(zāi)事故。例如，電機(jī)在運(yùn)行過程中如果發(fā)生堵轉(zhuǎn)、過載等情況，會使電機(jī)溫度升高，可能引發(fā)火災(zāi)；電控系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，可能導(dǎo)致電池過充過放、電機(jī)失控等問題，增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)；充電器如果質(zhì)量不合格或使用不當(dāng)，也可能引發(fā)火災(zāi)。

1. 充電設(shè)施故障
   充電樁、充電槍等充電設(shè)施如果存在質(zhì)量問題或故障，可能會導(dǎo)致充電過程中出現(xiàn)過壓、過流、過熱等情況，從而引發(fā)火災(zāi)事故。此外，充電設(shè)施的安裝和維護(hù)不當(dāng)，也可能導(dǎo)致電氣線路短路、接地不良等問題，增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

2. 充電操作不規(guī)范
   在充電過程中，如果操作人員不按照規(guī)范操作，如使用不匹配的充電設(shè)備、在高溫、潮濕等環(huán)境下充電、充電時間過長等，也可能引發(fā)火災(zāi)事故。例如，使用非原裝充電器或劣質(zhì)充電器，可能會導(dǎo)致充電電壓、電流不穩(wěn)定，損壞電池；在高溫環(huán)境下充電，會使電池溫度升高，增加熱失控的風(fēng)險(xiǎn)；充電時間過長，可能會導(dǎo)致電池過充，引發(fā)火災(zāi)。

1. 碰撞事故
   新能源汽車在發(fā)生碰撞事故時，可能會導(dǎo)致電池、高壓線路等部件受損，引發(fā)火災(zāi)事故。例如，碰撞可能會使電池外殼破裂、內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，導(dǎo)致電池短路、熱失控；碰撞也可能會使高壓線路斷裂、絕緣破損，引發(fā)短路火災(zāi)。

2. 高溫環(huán)境
   在高溫環(huán)境下，新能源汽車的電池、電氣系統(tǒng)等部件的工作溫度會升高，容易引發(fā)火災(zāi)事故。此外，高溫環(huán)境還可能會加速電池老化、降低電池性能，增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

3. 浸水
   如果新能源汽車浸水，可能會導(dǎo)致電池、電氣系統(tǒng)等部件短路，引發(fā)火災(zāi)事故。特別是在暴雨、洪水等自然災(zāi)害中，新能源汽車浸水的風(fēng)險(xiǎn)較大。

三、安科瑞AcrelCloud-9000充電站運(yùn)營平臺

（一）平臺概述

安科瑞充電站運(yùn)營平臺依托物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)，對充電站配電系統(tǒng)的運(yùn)行、電能消耗、電能質(zhì)量、充電安全和行為安全進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和預(yù)警，為充電站的可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障，并及時切除安全隱患、避免電氣火災(zāi)發(fā)生，從而保障人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，打造“安全、高效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網(wǎng)—互聯(lián)網(wǎng)—多種增值業(yè)務(wù)”的智慧充電站，提升充電站的社會和經(jīng)濟(jì)價值。

（二）適用場合

可廣泛應(yīng)用于醫(yī)院、學(xué)校、酒店、體育場等公共建筑；商業(yè)廣場、產(chǎn)業(yè)園等綜合園區(qū)；企業(yè)、住宅小區(qū)等場所。

（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)，主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和平臺層三個部分組成，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

現(xiàn)場設(shè)備層：連接于網(wǎng)絡(luò)中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測器、限流式保護(hù)器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網(wǎng)絡(luò)通訊層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動采集現(xiàn)場設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，智能網(wǎng)關(guān)可在網(wǎng)絡(luò)故障時將數(shù)據(jù)存儲在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。

平臺管理層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成對現(xiàn)場所有智能設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，可在PC端或移動端實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測充電站配電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應(yīng)用。

多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災(zāi)探測器、限流式保護(hù)器、智能插座可通過全網(wǎng)通4G通訊模組與平臺直接通訊。

電能質(zhì)量分析儀表、煙霧傳感器和測溫裝置通過RS485，攝像頭通過RJ45與智能網(wǎng)關(guān)通訊，再由智能網(wǎng)關(guān)通訊通過4G統(tǒng)一與平臺通訊。

限流式保護(hù)器既可以通過4G連接平臺，也可以通過RS485連接網(wǎng)關(guān)。

平臺搭建在客戶自己配置的服務(wù)器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能聯(lián)網(wǎng)的地方，通過有權(quán)限的賬號登陸網(wǎng)頁以及手機(jī)APP查看各處的運(yùn)行情況。

（四）相關(guān)產(chǎn)品介紹

1. 7KW交流充電樁AEV-AC007D

產(chǎn)品功能

（1）智能監(jiān)測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護(hù)的功能，如運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障狀態(tài)監(jiān)測、充電計(jì)量與計(jì)費(fèi)以及充電過程的聯(lián)動控制等。

（2）智能計(jì)量：輸出配置智能電能表，進(jìn)行充電計(jì)量，具備完善的通信功能，可將計(jì)量信息通過RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營平臺。

（3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控，財(cái)務(wù)報(bào)表分析等等。

（4）保護(hù)功能：具備防雷保護(hù)、過載保護(hù)、短路保護(hù)，漏電保護(hù)和接地保護(hù)等功能。

（5）材質(zhì)可靠：保證長期使用并抵御復(fù)雜天氣環(huán)境。

（6）適配車型：滿足國標(biāo)充電接口，適配所有符合GB/T20234.2-2015國標(biāo)的電動汽車，適應(yīng)不同車型的不同功率。

（7）資產(chǎn)安全：產(chǎn)品全部由中國平安保險(xiǎn)承保，充分保障設(shè)備、車輛、人員的安全。

2.直流充電樁系列

3.電氣火災(zāi)探測器ARCM300T-Z-4G

產(chǎn)品功能：

（1）電表由獨(dú)立的計(jì)量芯片進(jìn)行電壓、電流、電能的計(jì)量；

（2）LCD字段顯示，支持四按鍵編程；

（3）支持470Mhz~510MhzLora無線通訊，頻道和擴(kuò)頻因數(shù)可設(shè)置、支持RS485通訊，波特率1200bps-9600bps可設(shè)，奇偶校驗(yàn)位可設(shè)、支持紅外通訊；

（4）支持2G、NB、4G通過直接上傳平臺；

（5）支持監(jiān)測設(shè)備主動上報(bào)停上電信息；

（6）支持穿刺夾取電、磁鋼取電等，滿足不斷電施工的技術(shù)要求；

（7）支持標(biāo)準(zhǔn)的DIN35導(dǎo)軌安裝、安裝完成后可加裝鉛封蓋，防止私自拆卸；

（8）支持全電力參數(shù)測量（U、I、P、Q、S、PF、F），電壓及電流不平衡度，電壓電流相

4.限流式保護(hù)器ASCP200

產(chǎn)品功能：

（1）短路保護(hù)：保護(hù)器實(shí)時監(jiān)測用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號；

（2）過載保護(hù)：當(dāng)線路電流過載且持續(xù)時間超過動作時間（3~60秒可設(shè)）時，保護(hù)器啟動限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號；

（3）表內(nèi)超溫保護(hù)：當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時，保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號；

（4）組網(wǎng)通訊：保護(hù)器具有1路RS485接口，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（五）平臺功能

1.首頁

平臺首頁顯示充電站的位置及在線情況，統(tǒng)計(jì)充電站的充電數(shù)據(jù)

2.實(shí)時監(jiān)控

（1）充電站監(jiān)控

可以按站點(diǎn)名稱進(jìn)行篩選，顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統(tǒng)計(jì)訂單信息、故障記錄，點(diǎn)擊某個充電槍編號后在進(jìn)入充電槍監(jiān)控頁面實(shí)時監(jiān)測變壓器負(fù)荷（搭配ACM300T、ADW300），當(dāng)負(fù)荷超過50%時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過80%時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負(fù)荷下降為止。如圖所示：

統(tǒng)計(jì)當(dāng)前充電站各充電樁回路的數(shù)據(jù)；通過卡片的形式展現(xiàn)充電樁的數(shù)據(jù)；顯示故障列表；如圖所示：

（2）充電樁監(jiān)控

顯示充電樁充電數(shù)據(jù)；顯示各回路的充電狀態(tài)；可以對充電中的回路進(jìn)行手動終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

（3）設(shè)備監(jiān)控

顯示限流式保護(hù)器的狀態(tài)，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報(bào)警，如圖所示：

3.故障管理

（1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guān)聯(lián)的所有故障信息。如圖所示：

（2）故障派發(fā)

故障派發(fā)中記錄了當(dāng)前待派發(fā)的故障信息。如圖所示：

（3）故障處理

故障處理中記錄了當(dāng)前待處理的故障信息。如圖所示：

4.能耗分析

在能耗分析中，對應(yīng)時段關(guān)聯(lián)站點(diǎn)和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對應(yīng)的能耗趨勢圖。如圖所示：

5.故障分析

在故障分析中，可查看相關(guān)時間內(nèi)的故障數(shù)、故障狀態(tài)、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

6.財(cái)務(wù)報(bào)表

在財(cái)務(wù)報(bào)表中，可根據(jù)時間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。如圖所示：

7.收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統(tǒng)計(jì)、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實(shí)際收益報(bào)表。如圖所示：

四、結(jié)語

目前，我國新能源汽車的產(chǎn)量和銷量迅速增長，其適用范圍也在不斷擴(kuò)大。新能源汽車在成為社會大眾重點(diǎn)關(guān)注的同時，其相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展。但是隨著越來越多新能源汽車被投入到使用中，由其引發(fā)的火災(zāi)事故風(fēng)險(xiǎn)也在不斷增加。為了有效保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，維護(hù)好社會的穩(wěn)定，需要深入研究和分析新能源汽車火災(zāi)的原因，并找到具有針對性的應(yīng)對措施，才能有效解決新能源汽車火災(zāi)問題，推動我國新能源汽車可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版.

作者簡介：

張繼冬，男，安科瑞電氣股份有限公司