电动汽车火灾危险性探讨及其对策研究

摘 要：电动汽车作为我国战略性新兴产业，受到消费者的广泛关注和青睐，电动汽车得到了迅速发展。笔者从电动汽车的工作原理及构造分析了电动汽车的火灾危险性及火灾隐患，指出动力电池是导致电动汽车起火的主要原因，进而提出电动汽车的火灾防控措施及灭火对策。

关键词：消防；动力电池；电动汽车；火灾防控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.263

0 引言

近年来，国家能源战略、节能减排政策一经推出后，我国电动汽车生产得到了迅速发展。因其环境污染小、高效率、成本低廉等诸多优点，国家已于2011年将电动汽车列为战略性新兴产业之一。然而近几年电动车引发的火灾和造成的人员伤亡都呈现高速增长的趋势，引起了消防部门和全社会的强烈关注。

1 电动汽车的构造及工作原理

电动汽车是全部或部分由电机驱动、并配置大容量电能储存装置的汽车，其关键部件主要包括动力电池、电池管理系统、动力系统、车身底盘等。它分为纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池汽车（FCEV）以及外接充电式混合动力汽车（PHEV）。

电动汽车中的主要器件有控制器、充电器、充电电池和电机等。基本的工作原理：蓄电池→电流→电力调节器→电动机→动力传动系统→驱动汽车行驶。研究表明，电动汽车的能源效率超过汽油机汽车，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖[1]。

2 电动汽车的火灾危险性

2.1 典型案例

2010年1月7日，乌鲁木齐一辆电动公交车被烧毁。经调查，系内部电池故障产生高温自燃起火。

2011年4月11日，杭州市一辆众泰电动出租车发生自燃。经调查，事故原因为电池箱内局部短路。

2016年1月1日，挪威耶尔斯塔一辆特斯拉在充电时突然燃烧，整车被烧毁。起火原因是配电箱发生短路。

从国内外案例不难看出，电动汽车安全隐患的主要部件是动力电源系统，即动力电池系统、充电系统及高压动力总线。动力电池作为动力电源系统的核心部件，必须具备足够大的容量。容量的增加将导致电池的尺寸加倍，尺寸的增大将增加电池的散热热阻，使电池的温度急剧上升进而影响电池的循环使用寿命和使用安全性。且易受外界环境刺激和自身缺陷的影响发生热失控，引发火灾。在失火后燃烧速度快、温度高，易引发连锁反应，具有爆炸的可能[2]。

2.2 电动汽车燃烧爆炸原因分析

电动汽车由于充电以及出现意外事故，造成系统挤压、窜动、开裂、短路、热冲击、漏电、爆炸、燃烧等，从而引起的电池短路，进而引发火灾。究其原因，总体上来说分为外部原因和内部原因。

2.2.1 外部原因

（1）热冲击。包括直接火烧或热烘烤。热冲击可使电池直接暴露在高温环境下，进而影响电池的循环使用寿命和使用安全性，电池可能发生内短路。

（2）碰撞。如挤压、振动、穿刺、跌落等，电动汽车在碰撞后，动力电池会受到很大的冲击力，由于电池内部压力过高，如果电池本身设计缺陷，一旦电池外壳损坏，导致电解液与空气接触，会发生剧烈氧化甚至燃烧爆炸。

（3）浸水。当电动汽车遇到暴雨或其他涉水情况时，电池间的接线或者电动控制系统就可能会由于水或者水汽的侵蚀，造成短路。一旦短路，电池温度迅速升高，引起爆炸或者燃烧的可能性就很大[3-4]。目前还没有发现电池本身未受外界作用着火的现象。

2.2.2 内部原因

主要包括高压、低压。其中，低压故障与传统内燃机车区别不大，包括保险丝、继电器、整车控制器等；高压故障与传统内燃机车区别较大，主要包括零部件的故障：电池系统、驱动电机、逆变器、DC/DC、BOX故障，PTC，车载充电机，快充等，这些高压部件，因为由很多的线束连接起来，一旦连接不可靠，就可能会发生短路导致部件失效，进而引发火灾。

3 电动汽车的火灾防控措施

（1）提高对电池的火灾危险性认识。要认识到电动汽车中的动力电池组是像汽油箱一样含高能物质的部件，具有燃烧甚至爆炸的危险可能性。

（2）加快动力电池的技术革新。电池生产厂家应选择合格原材料，改善生产工艺，制造出更安全的动力电池，从源头上把好火灾防控关口。

（3）深入开展电动汽车火灾监控装置的研究。针对传统火灾监控装置或自动灭火装置，因预警较为滞后、误报率较高、启动方式较为单一等诸多因素，无法满足电动汽车火灾防控的需要，应采用主动式、高精度传感器等专业火情判断模型，开发新型自动灭火装置。

（4）做好日常维护保养工作。充电时，应选择与电动汽车相匹配的充电器等配件，最好是到专营店进行日常维修保养，杜绝劣质配件；不要在烈日下充电，不要在雨中充电，不要长时间充电；且应在通风良好的专用区域充电，以防长时间充电导致充电器过热引发火灾。

4 结束语

目前，电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，不同体系的电池由于正极材料的不同，其动力电池具有不同的电化学反应和电池电压和容量，因此，发生火灾的表现也不尽相同。

动力电池的电芯外部由外壳材料包裹，动力电池的燃烧反应发生在电池内部，灭火剂一般不能直接作用在电池内部。目前，动力电池的火灾扑救是世界性的难题，建议消防部门和相关科研机构从应急救援的角度出发，研究动力电池的灭火救援方案。

参考文献：

[1]胡小亮.电动汽车火灾预防研究内容及应注意的问题[J].消防技术与产品信息，2015（06）：6-8.

[2]田宏.电动汽车电池危险：用于应急救援的火灾实测数据[J].消防技术与产品信息，2015（01）：76-79.

[3]孙义虎，樊晓辉.浅谈电动汽车的火灾原因及对策[J].学术争鸣，2013（09）：128-129.

[4]吴忠华.电动汽车的火灾危险性探讨[J].消防科学与技术，2014（11）：1340-1343.

作者简介：李元梅（1987-），女，硕士，助理工程师，主要从事防火监督、建设工程消防设计审核工作。