中国石油独山子石化分公司消防内保支队 新疆克拉玛依市833699
摘要:新能源汽车已经与人们的日常生活广泛应用,并成为非常关键的交通工具,而且目前市场保有量还在不断增加,同时新能源汽车的消防安全问题也在不断攀升,火灾事故的不断增加,引起了社会的极大关注,成为舆论关注的焦点。因此,本文着重对新能源汽车起火原因、燃烧危害性、消防应急处置程序及应对措施等内容进行分析。
关键词:新能源汽车;火灾原因;分析;对策;
随着新能源汽车产业的快速发展以及相关政策的有力支持,新能源汽车越发受到欢迎,市场应用车型种类和数量不断增长,并成为社会重要的交通工具,但其火灾发生率也日益增加,也成为舆论关注的焦点。对此,消防救援部门需要迅速分析新能源汽车起火的主要原因,制定科学合理的消防应急处置程序和应对措施,更加有力地保障人民群众的财产安全,确保新能源汽车的优质、可持续发展。
一、新能源汽车起火的主要原因
新能源汽车起火绝大多数是由于锂离子动力电池热失控(三元锂电池、磷酸铁锂电池)引发的。由于部分动力电池能量密度比大,高温稳定性差,或使用不当,或遭受外力碰撞等情况,造成动力电池变形、过充、内部短路及电池芯、隔膜损坏等问题,造成动力电池内部异常,出现一系列升温反应,产生大量热量,并引起一系列分解反应,破坏了电池的热平衡。当所释放的热量不能及时逸散时,就会加剧分解反应的进行,并引起一系列的放热反应,温度急剧上升,造成动力电池燃烧迅速,甚至爆炸。而且丰田汽车公司还总结分析了新能源汽车起火的原因,由于锂离子动力电池过充、内外短路和碰撞等原因,导致电池热失控导致车辆起火。常见的锂离子动力电池热失控有以下几个因素:
1.内部短路。由于电池的滥用,如坠落、挤压、撞击、过充过放等造成锂金属析出的枝晶和电池制造、生产过程中材料中的金属杂质恶化,产生刺穿隔膜,产生微短路,电能量的释放导致温升,温升带来的材料化学反应使短路路径扩大,形成更大的短路电流,这种相互积累、相互增强的破坏,造成热失控。
2.外部短路。最常见的外接短路是由于人为操作不当引起的,外接短路导致蓄电池放出电流过大,容易引起电芯发热,促使蓄电池内部温度不断升高,高温还会破坏电芯内部的隔膜,引起内部电路短路,继而起火燃烧。
3.外界高温。由于锂离子动力电池的结构特性和热稳定性较差,其内部构造在遇到高温时(200℃左右)会与电解液发生化学反应,并引起一连串化学放热反应,产生大量热量。让它的隔膜融化导致电池内部短路,释放出的众多能量又增加了电池内部产生的热量。这一系列的作用,最终导致防爆膜破裂,电解液喷出后起火燃烧。
4.蓄电池过充。蓄电池过充会使蓄电池内部产生化学变化,并长出树枝状结晶,穿透隔膜使正负极短路,从而引起一系列化学变化的产生而起火燃烧。
二、新能源汽车燃烧危害性
1.新能源汽车动力电池起火燃烧,如果不能迅速控制,燃烧温度可达1000摄氏度,并产生大量热辐射,造成消防救援人员无法靠近,对周围车辆、人员以及建筑物的安全造成严重威胁。
2.燃烧产生的氟化氢、氰化氢等有毒有害气体,对消防救援人员皮肤或呼吸道等粘膜组织危害严重,轻者皮肤灼伤,呼吸道损伤,重者中毒昏迷。
3.燃烧持续产生的醚、烷烃、烯烃等可燃性气体,会使燃烧发展到剧烈阶段,燃烧速度难以控制。比如,在封闭环境下燃烧时,消防救援人员在处置时不要轻易打开口子,由于内部环境闷烧已久,打开的口子会使氧气大量窜入,从而造成轰然或爆燃。
4.根据锂离子动力电池的形成结构和理化特性,火灾发生后,使用ABC干粉灭火器或二氧化碳灭火时,仅能扑灭其表面火焰,不能完全中断锂电池内部的化学反应,内部通常还存在大量的热量和极高的温度,并且由于锂电池特殊的热失控特性,可能会出现动力电池复燃、复爆的现象。
5.新能源汽车燃烧时可能处于充电状态或启动发电状态,消防救援人员在处置过程中有触电危险。
三、新能源汽车消防应急处置程序及对策
(一)风险评估
1.查明起火车辆基本情况及被困人数、受伤情况等基本情况。
2.查明起火车辆类型、型号、动力电池种类和容量、车辆最高电压和高压线路布置等详细信息。
3.查明起火车辆对周围其他车辆、人员及楼房的威胁程度。
4.弄清楚车辆的主电源开关或应急开关的位置和所处的状态。
5.对事故车辆动力电池、高压电系统的损坏情况进行判断,对动力电池燃烧、爆炸可能造成的危险因素及后果进行评估。
6.如果事故车辆是混合动力新能源汽车,则需要找出油箱、电瓶的位置和损坏情况。
(二)现场管控
1.按照事故严重程度和有毒有害气体检测情况划分警戒范围,疏散围观群众,协调交警部门对附近交通进行疏导,并将事故现场划分为火灾扑救处置区,伤员转运区,人员待命,安全地带。
2.对事故警戒范围进行严格封控和隔离,安排专人检查入场人员安全防护措施的落实情况,禁止无关人员和不符合规定的人员进入。
3.根据事故车辆燃烧情况,持续不断地对现场有毒有害气体浓度和范围进行检测,并结合风向适时调整警戒范围。
4.利用热成像仪、测温仪等测温设备,对事故车辆动力电池部位的温度进行实时监测,适时调整警戒范围。
(三)安全防护
1.救援人员应根据事故现场情况做好个人安全防护,穿戴全套PPE消防员灭火防护服装(消防头盔、口罩、正压式空气呼吸器、头套、灭火战斗服、手套、消防鞋),前沿阵地消防救援人员视情况穿戴隔热服。
2.火灾扑救处置区所有人员均应佩戴正压式空气呼吸器,消防救援人员应选择相对较高且处于上风处处置,并根据车辆电压特性佩戴个人防护装备,如绝缘手套等。
(四)处置措施
1.对火灾车辆有人员被困,一定要坚持“救人第一、科学施救”的指导思想,把救人作为灭火救援的首要任务,破拆、灭火、救人等行动也可同步进行,正确把握救人与灭火的关系。
2.当火势处于初起阶段,且现场符合断电条件时,应立即实施断电操作,并将车钥匙装入信号屏蔽袋或放置至离车10米以外区域。
3.无法实施断电操作事故车辆,且火势已对被困人员和消防救援人员造成威胁,应立即组织力量使用雾水或干粉灭火器压制火势,或保护被困人员及消防救援人员喷雾水灭火。
4.根据现场环境及火势发展判断是否对着火车辆进行稳固作业。
5.使用消防过滤式综合防毒面具或正压式空气呼吸器,根据现场气体检测情况,对被困人员实施呼吸保护。
6.在火势不能有效控制的情况下,可根据火势蔓延情况,利用灭火毯等器材对被困人员实施保护,最大限度避免其受到伤害,并利用破拆、起重等救生设备迅速展开救援行动。
7.对无人员被困的起火车辆,消防救援人员出水灭火,距离起火车辆10至15米。
8.高压供电的电池组周围通常有保护性构件,难以直接喷射到着火点时,高压供电源电池组外部应采用大量水对其进行充分冷却,以防止火势向相邻的电池单元蔓延。
(五)注意事项
1.接警时询问新能源车的品牌和型号,提示消防救援人员迅速了解该车的动力电池种类、容量,以及车辆的最高电压、高压线路走向等信息。
2.扑救火灾时,在可以断电的情况下,应立即断电,并将车钥匙装入信号屏蔽袋,离车10米外放置;车载系统断电后,锂离子电池本身也会有余电存在,所以要随时注意处置,以免发生触电事故,造成不必要的次生危害。
3.严禁使用破拆工具盲目穿透护罩或对车辆的任何结构进行穿刺、切割、撬开、拆卸,防止造成高压系统与外界隔绝失效,造成电击危险。
4.注意人员安全保护。在处置过程中,消防救援人员一定要严格落实个人安全防护措施,严防触电、中毒、电瓶电解液喷溅、爆炸等伤人事件的发生。在密闭空间实施救援的,要保证排烟通道畅通有效,不能贸然破门而入。当发现起火车辆电瓶部位温度急剧升高,放出大量烟气时,应立即组织人员向安全地带疏散。
5.有充足的水源供消防使用。如果火势较小,又未蔓延至蓄电池仓,可使用二氧化碳或农行干粉灭火器。如果火势扩大导致动力电池开始燃烧,则需要用更多的水进行扑救,因为灭火器只能扑灭表面的火,电池内部还是有风险的,容易导致复燃,因此一定要用水,水不仅可以浇灭明火,还可以冷却电池。
6.密切观察动力电池的情况。由于锂离子电池具有持续放电的特性,当电池表面明火熄灭后,动力电池应继续出水或其他灭火药剂持续冷却,并使用测温仪和热显像仪进行现场监测,直至电池内部温度降至160摄氏度以下,且不会产生冒烟现象,以防止动力电池复燃。
(六)现场移交
1.在确认火势已被彻底扑灭,火灾现场已无复燃、复爆可能的情况下,组织人员对现场进行全面细致的清查,并将现场移交车主和相关部门。
2.提醒车主及相关部门妥善安置处理事故车辆及其动力电池,采用科学合理的方式进行采区转运,防止事故车辆及其动力电池在转运或静置过程中再次发生火灾。
3.撤离现场时清点人员,收集整理设备和器材。归队后,迅速对装备器材、器材器材进行检查保养,补充消防车油料、灭火药剂等消耗品,恢复执勤战备状态,并上报消防指挥中心。
四、结语
综上所述,新能源汽车已经成为当代交通工具的重要组成部分,市场份额越来越大,这类汽车消防安全问题也同样突出,备受社会瞩目。因此,消防救援人员应积极做好此类汽车消防应急准备工作,掌握其火灾发生的主要原因、燃烧的危害性、消防应急处置程序及应对措施等,将火灾控制科学有效,将经济损失降到最低程度,有利于助力新能源汽车健康可持续发展。
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[3]徐权.新能源汽车火灾处置对策研究.《中国应急救援》,2022.
[4]杨帆.铜加工企业设备火灾事故处置技术分析.《中国设备工程》,2021.第一作者简介:姓名:孔飞(1989.11--), 性别:男,民族:汉,籍贯:四川南部 ,学历:本科,现有职称:初级,研究方向:消防安全管理
第二作者简介:姓名:陆佳(1974.10--), 性别:男,民族:壮族,籍贯:广西武鸣 ,学历:大专,现有职称:初级,研究方向:消防安全管理