新能源汽车火灾实战处置要点及相关注意事项

李柏成

摘要：新能源汽车在日常行驶、充电过程中极易出现热失控现象，并引发爆炸、燃烧、触电等突发事件，极大地增加了一线消防救援人员实战处置难度。因此，结合新能源汽车的类型、基本结构，对新能源汽车火灾实战处置过程中的主要危险特性、基本技战术措施以及事故处置过程中现场各级消防指战员的个人安全防护措施进行了逐一阐述，为队伍各级深入推进全员岗位大练兵，着力祛除灭火救援行动中的固态顽疾，有力应对灾多灾重灾频局面，精心锤炼“全灾种、大应急”实战能力提供参考。

关键词：新能源汽车；锂电池；穿刺水枪；冷却

中图分类号：X928.7      文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2023）12-0059-03

近年来，我国新能源汽车产业的发展已经逐渐呈现出从政策驱动转向市场拉动的全新发展阶段。在全球范围“减碳”和汽车智能化发展的大背景下，新能源汽车，特别是电动汽车，因能源利用效率高，运行维护成本低；不会排放尾气，有助于改善空气质量和缓解全球气候变暖问题；运行时产生的噪声相对较小，有助于解决城市环境噪声污染问题等优点，受到了市场青睐。然而，随着新能源汽车市场渗透率的不断提高，由该类车辆引发的火灾事故概率也显著增长。导致新能源汽车发生火灾事故的主要原因是电池热失控。电池热失控通常特指车载动力电池系统内部产生大量的热量无法扩散，当电池组内部温度达到临界值，便会引发电池包的整体性燃烧或爆炸，进而导致整车的起火、爆燃。除了电池本身极易产生故障，碰撞引发的电池故障也是新能源汽车火灾事故最主要的原因之一[1]。

1 新能源汽车的类型

新能源汽车的类型包括混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（EV/BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等相关种类。其中，混合动力电动汽车通常特指同时具备内燃机和电动机两种动力系统的汽车；纯电动汽车特指使用电池作为唯一或主要驱动力的汽车；燃料电池电动汽车特指使用燃料电池作为唯一或主要驱动力的汽车；其他种类的新能源汽车特指除上述三种之外的新能源汽车，如以超级电容器、飞轮等高效储能器为主要驱动力的汽车。

2 新能源汽车的基本结构

新能源汽车的基本结构包括电力驱动系统、电源系统和辅助系统。其中，电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮。电池是新能源汽车的核心部件，它通过将电能转化为机械能，驱动车辆前进。电子控制系统则对电机和电池进行管理和控制[2]。

以纯电动汽车为例，纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置组成。其中，电力驱动控制系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮。汽车底盘是纯电动汽车的基础，它是支撑整个车辆的重要部分，包括悬挂系统、制动系统、转向系统等。车身则是纯电动汽车的外壳，它不仅起着保护内部部件的作用，还决定了纯电动汽车的外观和风格。各种辅助装置包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机等。纯电动汽车的动力电池一般被放置在车辆的底盘下方，这是最不影响车内空间的形式。然而，纯电动汽车一旦发生火灾事故，由于动力电池的位置较为隐蔽，灭火剂喷射过程中射流无法直击火点，在一定程度上增加了一线消防救援人员的实战处置难度。

3 新能源汽车火灾的主要危险特性

以纯电动汽车为例，纯电动汽车的安全问题包括：自燃、动力回收過度、电池包热失控、电池包老化、电池包损坏等。其中，自燃是导致车辆起火的主要原因，还有可能引发爆炸。动力回收是指电动汽车在制动时，将部分能量反馈到电池中，以延长行驶里程。但是，如果控制系统出现问题，动力回收可能会过度，导致电池过充或过放，从而引发安全问题[3]。通过进一步分析研究，发现新能源汽车火灾的主要危险特性如下：

3.1  燃烧迅速、猛烈、温度高

新能源汽车电池热失控后，电池在短时间内就会出现火苗，并快速形成稳定燃烧，随即发展成猛烈燃烧状态。燃烧速度快，无需外部火源，通常由冒烟到起火仅需短短几秒。火苗为喷射状，灾情严重时喷射距离可以超过5m。车辆外围温度快速升高，大部分区域超过800℃，后侧轮胎、车窗玻璃快速爆裂，车内部的温度也快速上升且普遍超过800℃，最高温度甚至超过1100℃。车内人员逃生难度相比于普通的燃油车辆逃生难度明显加大。

3.2  对周边区域影响较大

纯电动汽车发生热失控引发的猛烈燃烧会严重威胁周边可燃物质。在上风方向0.6m处，着火约150s后，相邻车辆外围温度普遍达到200℃，随后快速上升至800℃，短时间内相邻车辆即可被引燃。在下风方向，起火车辆对周边车辆的影响更为明显。在泄压口方向，火焰温度普遍超过700℃，火苗喷射距离超过5m，在此范围内的可燃物基本会被引燃。

3.3  毒性较大、易造成人员伤亡事故的发生

新能源汽车所用锂离子电池在燃烧过程中会产生大量氟化物、烯烃、烷烃、醚等化合物，燃烧前和熄灭后尤为明显，这些物质均具有不同程度的毒性。锂离子电池的电解液为有机易挥发性液体，而且有明显的腐蚀性，对人体的危害极大。锂离子电池燃烧伴有大量的热量和气体产生，再加上锂离子电池狭小密闭空间的结构特点，在安全阀失效的情况下，能量的挤压足以引发爆炸。锂电池热失控产生的烟气中含有大量有毒有害气体，且烟气温度普遍较高，猛烈燃烧阶段车厢内部有毒气体浓度普遍超过成人致死浓度数倍。在面积相对较大的如仓库、隧道、地下车库等有限空间，若锂电池数量较多、燃烧时间较长，较大空间内有毒气体的浓度也会导致人员伤亡事故的出现。因此，在处置锂电池热失控火灾事故时，参战指战员必须预先做好个人安全防护，在救援过程中坚决杜绝不佩戴空气呼吸器的行为。同时，在排烟作业过程中需要及时疏散事故周边围观群众，必要时可以携带一次性防毒面具并提供给被困群众使用，最大限度防止人员伤亡事故的发生[4]。

3.4  易发生二次灾害，连锁爆炸危险性高

新能源汽车发生事故时，电池着火或爆炸的可能性是存在的。特别是当纯电动汽车由于热失控发生火灾后，极易引发爆炸事故，且事故处置结束后如果不能对车体进行充分冷却，极易导致复燃、复爆等二次灾害的出现[5]。新能源汽车发生爆炸燃烧的原因有很多，其中，电池内部温度持续升高造成的热失控是一个关键因素，这种温度上升可能是由于电池充电过度、低温大倍率充电、高温充电等电池系统的滥用引起的。同时，动力电池系统本身的故障也是引发火灾的原因。这些故障可以分为电气故障、BMS控制策略缺陷、电池包结构设计或工艺缺陷以及机械冲击四种情形。电气故障可能导致低压线束、高压线束破皮短路，继电器或电连接部件失效，从而引起过热起火。而BMS控制策略的缺陷，如硬件故障或软件缺陷，可能导致过充、高温充电等问题。新能源汽车电池包的结构设计或工艺缺陷，如电池包达不到IP67防水等级，长期使用可能会导致进水腐蚀电气部件形成微短路并逐步扩大。需要注意的是，新能源汽车发生事故时，电池着火或爆炸的可能性并不是绝对的。但如果新能源汽车在行驶过程中受到严重碰撞，可能会导致电池损坏并引发火灾。因此，在使用新能源汽车时，应该注意安全驾驶，避免发生交通事故。

4 新能源汽车常用断电措施

当新能源汽车出现电池组热失控或意外碰撞而存在潜在火灾可能时，为了保证车辆不因控制系统失控而造成车辆的移动，就需要将动力电池组同驱动系统断电隔离。同时，断电后可以避免因电池组的高压漏电造成人员触电的危险。在新能源汽车事故处置中，为了保障现场消防救援人员的人身安全并有效避免事故的进一步扩大，需要采取合理的断电措施对事故车辆实施断电作业。

4.1  切断电源开关

在新能源汽车事故发生后，现场指挥员首先要切断电源开关，以避免电池继续输出电能或产生电火花等危险情况的出现。

4.2  拆卸电池

如果事故造成新能源汽车起火或电池短路等情况的出现，为了避免火势扩大或电池热失控引发更严重的事故，现场参与处置人员应尽快拆卸电池，彻底切断电路。

4.3  切断高压电缆

新能源汽车的高压电缆是事故发生时最危险的部分之一，一旦高压电缆出现漏电或损坏，就会对现场参与事故救援工作的消防救援人员造成严重的安全威胁。因此，在事故处置过程中必须预先切断车体内部的高压电缆。

4.4  切断辅助电源

除了主要电源开关，新能源汽车通常还设置有如DC/DC变换器、充电器等类型的辅助电源。在事故处置现场，现场参与事故救援工作的消防救援人员还需要将这些辅助电源全部切断，以确保事故现场的绝对安全[5]。

需要特别注意的是，处置过程中需要预先设置导电引流装置，高压电源切断10～15min后，待剩余电量释放完毕，使用万用表检测电压低于36V人体安全电压方可实施车体破拆作业。总之，在新能源汽车事故处置中，断电措施十分重要，需要消防救援人员在保障自身安全的前提下，迅速、准确地切断电源，避免事故扩大。

5 新能源汽车火灾实战处置措施

在事故处置现场，现场参战人员必须时刻使用红外热成像仪对事故车体实施动态监测，当车体温度突然升高时，应当第一时间组织快速撤离。如果为新能源汽车电池组事故时，现场参战人员必须选择合理的区域设置水枪阵地，一般过一段时间电池组会持续失控导致模块起火，此时需要持续出水冷却，直到电池包的温度降低、散发烟气量减少。新能源汽车发生热失控引发的猛烈燃烧会严重威胁周边可燃物质，大部分区域温度会超过800℃，后侧轮胎、车窗玻璃快速爆裂，车内部的温度也快速上升且普遍超过800℃，最高温度甚至超过1100℃，条件允许情况下，可以利用铁铤预先击碎车窗。明火扑灭后，可以通过围挡、筑堤，转移到水渠、池塘等方法，来淹没起火动力电池，实现快速冷却。采取淹没式冷却法处置锂电池火灾是最有效的处置方法，既高效又能有效节约灭火剂。条件允许时，可以利用大型机械设备，依靠沙袋、铝合金板围堰实施冷却作业。由于泡沫密度低、黏度大，相比于水不易流失，冷却时间相对较长，所以，扑灭明火可以优先考虑压缩空气泡沫，当围堰效果不佳时，可以利用压缩空气泡沫射流代替水对围堰内进行填充。普通家用轿车火灾事故处置过程中可以使用挡板和高倍数泡沫配合，对事故车辆底盘以下部位进行覆盖，避免有毒烟气析出和电解液喷溅。

6 新能源汽车火灾处置过程中的注意事项

新能源汽车的锂电池在猛烈震动过程中容易发生爆炸事故，因此，实战处置过程中，各级消防指战员严禁使用液压、切割等破拆工具对电池组、保护罩、高压线缆及车辆结构实施拆卸、剪切、破拆、扩张、穿刺作业。锂电池热失控产生的高温烟气具有很强的遮光性，会给救援工作的开展带来极大阻碍。因此，在有限空间内部实施现场处置的过程中通常需要频繁更换空气呼吸器，救援初期阶段，现场指挥员必须第一时间调集装备保障车，以满足现场救援需要。在普通建筑火灾处置过程中，白色烟气是火灾基本得到控制的标志，而新能源汽车火灾处置过程中却是热失控的征兆。纯电动汽车车体内部没有发动机，但是实战处置过程中不要以为没有轰鸣声就没有危险。车辆贴有高压警示标签的部位和橙色线束均为高压器件，非专业人员切勿擅自触碰任何高压器件。如需对高压器件进行操作，必须由具备相应资质的工作人员完成，且操作过程中必须配备相应的绝缘防护装备，使用绝缘工具。从车下举升时，切勿破坏电池包和高压线路。

7 结语

新能源汽车由于电池仓独特的结构特点以及其所处的安装部位，火灾事故发生后极大地增加了一线消防救援人员的实际灭火处置难度，灭火时间长、火场用水總量高、事故过程中易产生有毒烟雾污染环境，稍有不慎就会导致社会面舆情事故的出现。通过对新能源汽车火灾事故处置过程中的危险特性进行逐一分析，通过针对性的技战术措施对各类可能发生的突发事件进行有效处置，能够切实提升消防救援队伍针对新能源汽车火灾的实战处置能力。

參考文献：

[1]刘海峰.新能源汽车火灾原因分析及处置对策研究[J].科技资讯，2020，18（21）：81-83.

[2]樊明明，郑伟.新能源汽车火灾原因分析及对策研究[J].消防技术与产品信息，2017（11）：77-78.

[3]张家瑜.提升新能源电动汽车火灾救援能力的研究[J].消防界（电子版），2022，8（17）：74-76.

[4]赵伟杰.新能源汽车灭火救援技术研究[J].今日消防，2022，7

（8）：26-28.

[5]王贤刚.新能源汽车火灾原因及其灭火救援对策[J].消防界（电子版），2022，8（11）：78-80.

Key points and related precautions for the actual disposal of new energy vehicle fires

Li Bocheng

（Huizhou Municipal Fire and Rescue Brigade， Guangdong Huizhou 516001）

AbstraCt： New energy vehicles are prone to thermal runaway during daily driving and charging， and cause explosions， burns， electric shocks and other emergencies， which greatly increases the difficulty of frontline fire rescue personnel in actual combat disposal. Therefore， combined with the type and basic structure of new energy vehicles， the main dangerous characteristics， basic technical and tactical measures， and personal safety protection measures for fire commanders and fighters at all levels in the field during the actual fire disposal process of new energy vehicles are expounded one by one. It strives to eliminate the stubborn diseases in fire fighting and rescue operations， effectively responds to the situation of multiple disasters and frequent disasters， and carefully refines the actual combat ability of "comprehensive disaster and coordinated emergency" to provide references.

Keywords： new energy vehicle; lithium battery; puncture water gun; cooling