淺談電動(dòng)汽車(chē)火災預防研究?jì)热菁皯�注意的�?wèn)題論文

　　新能源汽車(chē)在未來(lái)10 年面臨飛速發(fā)展的戰略機遇。我國高度重視電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，在2011 年3 月出臺的“十二五”規劃綱要中，把新能源汽車(chē)列為戰略性新興產(chǎn)業(yè)之一，提出要重點(diǎn)發(fā)展插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)技術(shù)，開(kāi)展插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)研發(fā)及大規模商業(yè)化示范工程，推進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化應用。

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

　　1 電動(dòng)汽車(chē)工作原理及火災預防研究簡(jiǎn)介

　　近年來(lái)，城市的汽車(chē)數量逐年攀升，隨之而來(lái)的汽車(chē)尾氣污染、交通擁堵、交通事故等一系列問(wèn)題尤為突出。同時(shí)，隨著(zhù)石油資源的緊張、油價(jià)上升和社會(huì )對環(huán)境污染的關(guān)注，零排放、無(wú)噪聲、行駛成本低廉的電動(dòng)汽車(chē)日益受到關(guān)注。

　　1. 1 工作原理

　　電動(dòng)汽車(chē)是全部或部分由電機驅動(dòng)、并配置大容量電能儲存裝置的汽車(chē)，它分為純電動(dòng)汽車(chē)( BEV) 、混合動(dòng)力汽車(chē)( HEV) 、燃料電池汽車(chē)( FCEV) 。電動(dòng)汽車(chē)中的主要器件有控制器、充電器、充電電池和電機等�；�本的工作原理: 蓄電池→電流→電力調節器→電動(dòng)機→動(dòng)力傳動(dòng)系統→驅動(dòng)汽車(chē)行駛。它具有突出的優(yōu)點(diǎn): 環(huán)境污染小; 噪聲低; 高效率; 結構簡(jiǎn)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(chē)的能源效率超過(guò)汽油機汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)的應用可有效地減少對石油資源的依賴(lài)。

　　1. 2 火災預防研究簡(jiǎn)介

　　近年來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)火災頻發(fā)也引起了國內外消防人員和其他科研人們的關(guān)注。例如: 參考文獻中，賈廣華等對一起電動(dòng)公交車(chē)的自燃進(jìn)行了調查，調查結果是電動(dòng)汽車(chē)的一組電池箱內部電池發(fā)生故障產(chǎn)生高溫自燃起火，引燃車(chē)廂內可燃裝飾材料蔓延成災，他認為在加強消防力量的同時(shí)，應該對新研發(fā)的節能電動(dòng)車(chē)輛的安全技術(shù)性能，特別是電池供電系統的安全防護措施作進(jìn)一步改進(jìn)。我國已經(jīng)出臺了一些電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)摩托車(chē)方面的技術(shù)標準，但是由于國內外動(dòng)力電池生產(chǎn)的自動(dòng)化程度、控制精度、系統設計上存在差異，企業(yè)生產(chǎn)的每一個(gè)單體電池的內阻和容量有差異，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)源頭仍有火災隱患存在。由于近幾年全國各地都有電動(dòng)自行車(chē)火災發(fā)生，人們對電動(dòng)自行車(chē)的火災危險性進(jìn)行了初步的研究，取得了一些有價(jià)值的結論，但是這些研究集中在對較小的電動(dòng)自行車(chē)起火原因方面，對電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有系統深入的研究。電動(dòng)汽車(chē)的電池容量遠遠大于普通的小型電動(dòng)自行車(chē)，其電池重量甚至高達400 ～ 500 kg 以上，而電池的容量越大，其火災危險性也就越大，另外，它們的蓄電池的類(lèi)型也有區別，故不能機械地把由電動(dòng)自行車(chē)得來(lái)的經(jīng)驗用于電動(dòng)汽車(chē)。此外，電動(dòng)汽車(chē)還有較電動(dòng)自行車(chē)更為復雜的控制系統和附屬裝置。至今人們對電動(dòng)汽車(chē)的研究較少，也有學(xué)者對鋰離子電池的危險性進(jìn)行了初步的研究，得出了一些基礎的數據，但是還缺乏電動(dòng)汽車(chē)在不同行駛狀態(tài)和充放電過(guò)程中的大量數據。由于電動(dòng)汽車(chē)的特殊性，在全球都在關(guān)注和推廣電動(dòng)汽車(chē)之際，對電動(dòng)汽車(chē)的安全性和火災隱患進(jìn)行系統深入的研究已經(jīng)提上日程。

　　2 電動(dòng)汽車(chē)火災預防研究?jì)热?/strong>

　　針對電動(dòng)汽車(chē)的三個(gè)主要部分: 儲能裝置、傳輸路線(xiàn)、控制和附屬裝置進(jìn)行火災預防的研究。首先對電動(dòng)汽車(chē)的儲能裝置進(jìn)行研究，然后對傳輸線(xiàn)路、控制和附屬裝置進(jìn)行研究，最后對整車(chē)運行時(shí)的數據進(jìn)行測量，結合案例和實(shí)驗做綜合評判，對所得數據進(jìn)行驗證，并形成結論。

　　2. 1 研究?jì)δ苎b置的性能

　　對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)行對比，得出不同使用時(shí)期電池的性能對比，特別是電壓與儲能的關(guān)系、電池內部的壓力、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，外層保護受損后，檢測出現電解液泄露和氣體泄露的情況。

　　2. 2 研究輸送線(xiàn)路的性能

　　對傳輸線(xiàn)路進(jìn)行研究，研究車(chē)輛在不同加速情況下，傳輸線(xiàn)路所承受的電流大小，所需要的線(xiàn)徑規格和絕緣級別，長(cháng)時(shí)間使用時(shí)線(xiàn)路的發(fā)熱、過(guò)負荷的情況、絕緣外層的老化情況; 線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí)，對其周?chē)�裝置的引燃情況。

　　2. 3 研究控制和附屬裝置的性能

　　對控制裝置和附屬裝置的研究，電動(dòng)機、控制裝置和安全保護裝置的可靠性、反應靈敏度，在不同天氣條件下，是否出現短路情況; 附屬裝置自身是否具有火災危險性。

　　2. 4 測量整車(chē)運行時(shí)的數據

　　對電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)運行時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行研究，得出在實(shí)際運行時(shí)的數據，并與以上三個(gè)方面的數據進(jìn)行對比; 結合最近幾年的電動(dòng)車(chē)火災案例和火災物證鑒定中遇到的實(shí)際案例進(jìn)行反復對比，得出電動(dòng)汽車(chē)的不同部位、在不同狀態(tài)下的火災危險性，并提出改進(jìn)意見(jiàn)和防范措施，用于規范電動(dòng)汽車(chē)的制造、使用和管理。

　　3 電動(dòng)汽車(chē)火災原因分析及應注意的問(wèn)題

　　3. 1 火災原因

　　( 1) 通過(guò)多起汽車(chē)和電動(dòng)車(chē)火災的調查研究發(fā)現，蓄電池、發(fā)電機、電氣控制裝置、附屬電氣裝置和輸電線(xiàn)路在實(shí)際運行中都可能引發(fā)火災，對于它們的火災危險性和防范措施，成為當今迫切需要深入系統研究的問(wèn)題。

　　( 2) 電動(dòng)車(chē)行駛中發(fā)生火災的主要原因是車(chē)輛電氣線(xiàn)路過(guò)負荷、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。充電過(guò)程中發(fā)生火災的主要原因是電動(dòng)車(chē)自身電氣線(xiàn)路短路、充電器線(xiàn)路過(guò)負荷、電動(dòng)車(chē)電池故障引起。

　　3. 2 應注意的問(wèn)題

　　( 1) 因不同類(lèi)型和容量的電池在充放電時(shí)的發(fā)熱量和電池內壓力等情況; 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，釋放氣體的多少，內部電極的狀況，以及內部電解液的可燃性能等。

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

　　( 3) 電源輸送線(xiàn)路通過(guò)不同電流時(shí)的火災危險性，如何選用合格電氣線(xiàn)路，并規范敷設，電源控制系統和附屬系統引發(fā)火災的可能性等。

　　( 4) 如何在電動(dòng)汽車(chē)上設置欠壓、過(guò)流和短路保護裝置，控制和減少易燃材料使用，提高電動(dòng)車(chē)安全系數。

　　4 結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)電動(dòng)車(chē)保有量的持續增長(cháng)，電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)和使用過(guò)程帶來(lái)的問(wèn)題也越來(lái)越多，技術(shù)標準不健全、生產(chǎn)維修質(zhì)量控制不嚴格、沒(méi)有針對電動(dòng)汽車(chē)操作人消防安全方面的行為規范，這都為引發(fā)火災埋下大量先天性隱患。從國家能源的戰略角度和人民生命財產(chǎn)方面，需要對電動(dòng)汽車(chē)的火災隱患進(jìn)行深入系統地研究，從而為普及推廣電動(dòng)汽車(chē)鋪平道路。建議盡快制定出一個(gè)《電動(dòng)汽車(chē)防火安全技術(shù)規范》，用于規范和指導電動(dòng)汽車(chē)的生產(chǎn)和操作使用，規范管理，提高電動(dòng)汽車(chē)的可靠性，將該類(lèi)火災風(fēng)險降低到最小。