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锂电池电动汽车火灾灭火救援技术探究

2023-09-08尹群飞

今日消防 2023年7期
关键词:新能源汽车

尹群飞

摘要:探究锂电池电动汽车火灾灭火救援技术,需要了解锂电池电动汽车火灾基本特征,结合火灾发生后可能会出现的情况,制定针对性的灭火救援方案,并结合火灾现场实际情况进行现场警戒、选择灭火剂、确定作战流程,实现各项灭火救援技术的灵活应用,最大程度地降低车辆损失,保障人员安全,缩减波及范围,并就可能会出现的新能源汽车火灾事故状况进行推演,总结经验,提升消防救援队伍实力,达到提升救援效果、保障社会安全稳定的目的。

关键词:新能源汽车;锂电池电动汽车;灭火救援技术

国家环保政策的提出与落实、油价上涨等因素的综合作用下,新能源汽车获得了更多的发展机会,但是时有发生的新能源汽车火灾事故,给使用者带来很大安全风险,并在一定程度上影响了很多人对新能源汽车的选择,间接地阻碍了行业的发展。针对此情况,有必要研究锂电池电动汽车的整体发展状况,分析可能出现的火灾事故,优化对应的灭火救援技术,保障人员安全。

1 锂电池电动汽车火灾特征分析

1.1  突发性强且蔓延速度快

锂电池电动汽车在充电、行驶时会小幅度损害电池,机械滥用、高温冲击、涉水等情况会大幅度损害电池,对比普通耗油汽车,火灾发生概率更大,且一般表现出突发性,短时间内蔓延到各个零部件,如2019年四川宜宾发生的电动汽车自燃事件,无外力干预的情况下,仅3s火势蔓延到整个车辆,危险性较大。

1.2  危险程度高

就锂电池电动汽车而言,在出现火灾事故时,会因剧烈燃烧生成大量的烷烃、醚、烯烃、氟化物等,挥发后对四周环境、人体造成恶劣影响,且锂电池电解液本身易挥发、腐蚀性强,若是不慎吸入,可能造成生命危险。此外锂电池燃烧时会生成大量的热量、气体,由于存放锂电池的空间狭小、密闭,车上装载的安全阀难以第一时间发挥疏导作用,出现能量被不断挤压的情况,容易引发爆炸问题[1]。

1.3  扑救难度大

锂电池若是发生热失控问题,会释放各种可燃气体,即便能迅速扑灭明火,也难以有效控制电动汽车内部不断进行的放热反应,故而很多电动汽车在火灾扑灭后又会复燃,且为了保持续航,车辆多会装载远高人体可承载电压的大容量电池,这使得火灾发生时可能会出现电击、漏电等次生危害。

2 锂电池电动汽车火灾灭火救援技术

2.1  火情探测

部分电动汽车可能会在夜晚充电时自燃,若未能及时发现,就会造成火灾形势短时间内迅速发展,难以控制,故而有必要做好火情探测工作,关注以下要点:①搭建新能源车辆易燃空间火情信息数据采集体系,通过量子探测器、火焰探测器、二级K型探测器等火情探测设备对锂电池电动汽车易燃空间展开点式火情探测,建设全方位、全天候火情探测系统,实现控制单元实时火情分析。②建设易燃空间火情数据分析平台,解决火情信息实时处理问题,建设信号管理平台,进行火情数据整合分析,为车辆灭火装置提质增效奠定数据基础,且能将得到的火灾数据以信息的方式发送给车主、火灾救援机构,达到控制火灾蔓延的目的[2]。

2.2  掌握火灾现场情况

为更好地实施灭火救援,有必要掌握火灾现场实际情况,可从以下几点出发:①了解与询问。消防救援机构在接到报警时,需要询问锂电池电动汽车的型号、品牌,调阅新能源汽车资料库,提取随车《救援指南》、汽车服务手册等资料,以此来了解火灾车辆的电池容量、性能,确定车辆最高电压、高压线路走向等关键信息,必要时还需向当地经销商询问系列信息[3]。②火情侦查。在消防救援人员抵达现场后,需组织人员展开全方位侦查,确定新能源汽车电池型号、过火面积、实际着火位置、有无人员被困等关键信息,重点查看行李箱、前翼子板、车门、发动机室等位置特殊标识。此外要求消防指挥员联系厂家了解锂电池容量、电压、位置、隔离断电方式等,结合地形、交通、水源等状况,再针对火灾现场实际状况展开细致核查,确定最终战术方案,以此为基础进行火灾救援力量的科学部署。

2.3  现场警戒

现场警戒包括以下重点:①锂电池电动汽车最高燃烧温度超过800℃,现场烟雾弥漫,会对其他车辆和行人造成严重影响,为避免火灾蔓延范围进一步扩大,需要灭火救援人员抵达现场后关注火灾现场安全指数,评估现场安全形势,采取对应警戒处理措施,划出警戒区域。②确定警戒范围后,及时疏散围观群众,协调交警部门疏导交通,将火灾事故现场划分为火灾扑救区、人员待命区、伤员转运区;对警戒范围严格封控,对进出人员安全防护情况展开核查;通过可燃气体探测仪不间断侦查事故现场,调整各阶段警戒范围;通过测温仪实时监测事故车辆电池位置温度,调整警戒范围。

2.4  选择适宜灭火剂

在進行锂电池电动汽车灭火救援时,灭火剂的适用性、有效性可能直接影响到救援结果,需参考以下要点进行灭火剂的正确选取:①分析火灾类型,以三元锂电池为例,其起火原因多是内部高温高压气体喷射,内部高温小颗粒被点燃后形成火焰,是典型的气体着火,结合德国机动车监督协会(DEKRA)相关研究成果,诸多灭火剂中,水在扑救锂电池电动汽车方面有着最好的效果,但是缺点是扑救时间长、耗水量大,当前阶段消防救援机构配备的灭火药剂多是水、干粉、泡沫等,比如二氧化碳灭火剂、ABC干粉等,虽然能够扑灭明火,但是会出现复燃问题,故而仍建议选择水来主导灭火过程[4]。②可在水中添加多功能环保灭火剂,如F-500泡沫灭火剂,或者是灭火助剂Firesorb,可有效减少用水量、灭火时间。

2.5  制定基本作战流程

制定基本作战流程,快速展开灭火救援工作,要关注以下要点:①力量调集。结合《火警和应急救援分级规定(试行)》要求进行救援力量调派,根据火灾事故等级调派抢险救援车、泡沫消防车、水罐消防车等车辆,携带测温仪、漏电探测仪、绝缘剪断钳、电绝缘装具、可燃气体探测仪,还包括用于救生、警戒、牵引、起重、破拆、支撑、固定的装备器材,再调集其他联动力量抵达现场协助处置。②风险评估。根据以上火情探测情况,确定电动汽车火灾事故中可能存在的风险,包括爆炸风险、触电风险、有毒气体风险、高温燃烧风险、电池复燃风险等,结合风险来确定如何开展后续作战工作。③在上风向规划布设进攻阵地,听从指挥人员协调,确定指挥架构、任务分工,通过红外热像仪进行不间断地检测温度,明确战术优先事项,比如解救、火灾、受伤人员护理等[5]。④固定作业。结合电动汽车着火时间、现场地形、火势发展情形等状况,判断是否进行车辆加固,若是锂电池已经发生热失控,在救援时侧翻可能导致意外情况,需要加固处理;若是车辆车体未变形,通常不需进行车体固定,若是变形严重,需结合现场整体情况出具加固方案,保证不会影响到后续的灭火救援过程。⑤下达作战命令,在做好周围警戒、疏散围观市民的同时,使用水枪进行火势控制,由于电动汽车电瓶位于车辆内部,指挥员安排2名队员在水枪掩护下对车辆车门破拆。⑥完成车门破拆后,需要及时切断电源,将车钥匙拧到“off”键位,通过电池组分离阀门切断电源控制线,借助事先搜集的资料确定各条控制线、分离阀门等布设情况,正确操作,为避免出现相关操作时被电击,需要佩绝缘手套,事前进行带电测试,分析电池起火原因,观察渗漏情况,及时报告给指挥人员,在汇总多项信息的情况下,制定可行性灭火救援对策,且需注意的是,在车辆固定、断电、保障人员安全的情况下,等待车辆熄火5min左右时再展开救援工作。⑦在扑救时,除了正确穿戴各种防护设备外,在未确定电动汽车是否断电前,应将所有导电表面视为通电状态,避免意外事故发生,扑救后仍应对车辆进行监控,避免复燃。

2.6  确定灭火方式

锂电池电动汽车火灾的特殊危险性决定了依靠当前灭火救援技术需遵循“救人第一”的原则,结合分区着火部位、救援力量分布、水源充足与否等参数,确定对应灭火方式:①水冷灭火。确定高压电池状态,若是未着火,参考普通车辆起火处理方式加以处理;若是起火,再选择水冷灭火,除了消防车携带水源外,还需通过现场信息汇总,确定其他水源来源,因这种灭火方式需要用到大量的水,在水冷灭火时,保持足够的安全距离;为尽可能地减少经济损失,在电池未着火的情况下,可在保证安全的前提下拆卸车辆上的其他电池,然后再通过水冷方式灭火[6]。②稀释送风。若是高压电池未着火、车辆中有人员被困,选择稀释送风灭火,在持续、大量水不停冲击火势的情况下,设计水幕保护机制,再通过送风机与其他辅助设施驱逐烟雾,如果高压电池已经起火,应当进行电池温度不间断监控,避免后续再次扩散、复燃。③灌注灭火。分析锂电池电动汽车火灾特征,若是前期干预不及时、水冷效果不明显,车内无人员时,可引入灌注灭火,即通过挡板、沙土等材料直接覆盖车辆来灭火,这种灭火形式简单直接,但是车主会蒙受较大的损失,需在车主同意的情况下再展开灭火。④转移灭火。若是电动汽车火灾发生在人员密集、对周围影响较大的区域(如地下车库、停车场、繁华闹市区等),转移车辆到其他位置处理。⑤控制检测。如果依靠上述手段皆不能达到灭火目的,需要在严控火势的情况下通过各项监测装置来掌握火灾情况,根据后续发展采取对应灭火方式,以避免火势继续蔓延为第一要务。

2.7  做好安全防护

安全防护主要涉及以下要点:①结合锂电池电动汽车火灾事故现场地形、现场车辆行驶方向,选定消防车辆车头朝向、停靠位置。②将事故作战区分为作业区、干净区、碎片堆放区,进行分区管控,通过各项监测仪器监察现场火灾变化情况,调整警戒范围。③进行灭火作战时,要求所有人员佩戴好绝缘手套、绝缘鞋、绝缘服,佩戴空气呼吸器,断电稳固人员佩戴专业电绝缘载具。④若是锂电池组电解液泄漏,接近事故车辆的消防人员需要佩戴空气呼吸器,控制火源[7]。⑤设立安全观察哨,若是出现锂电池组温度迅速上升并伴有烟雾产生的情况,需要立即下令撤离,再通过雾状射流掩护,避免酿成更大事故。

2.8  科学救人

电动汽车灭火救援作战中,救人永远是第一要素,须关注以下要点:①先尝试开门救人,若是门无法打开,引入多点进攻战术,砸破玻璃门窗,通过开花水枪冲击火焰,阻截火势蔓延,确定人员数量与位置,再通过消防斧、千斤顶、切割器、扩张器等工具救人。②根据火灾现场情况,提供消防过滤式综合防毒面具或者空气呼吸器实施呼吸保护。③为避免火势反复造成的人员受损,需要保证持续、不间断的供水能力,确定火灾事故周围消火栓位置、大型水源位置,集中调水,通过大流量射水装备来抑制火灾蔓延。

2.9  提高车主自我救援能力

消防救援机构可通过各种途径进行新能源汽车火灾预防、处理方法的宣传,借助各个媒体平台提醒广大车主定期进行车辆检查、保养、维护,尤其是电气线路、蓄电池等关键节点,避免引发火灾;按照国家相关条例要求配备灭火器材,保证灭火器材处于可用状态,在面临车辆突然起火的状况时,需冷静应对,判断火势是否可控,若是不可控需尽快撤离,若是可控需在用灭火器灭火的同时,拨打火灾报警电话,以此来实现自我救援。

2.10  火灾事故推演

为进一步提升消防救援机构的锂电池电动汽车火灾消防救援技术,在面对实际火灾事故时做出最正确的指挥决策,有必要进行火灾事故推演,确定可能出现的情况,提前制定应对措施,以此来提升救援效率,分3步进行:①业务学习。组织消防救援人员分批次深入工厂生产一线、电池储存上装车间、喷涂车间点等高危风险点,并积极询问技术人员相关技术理论和新能源电池火灾特性,开展锂电池电动汽车类型、动力电池分类、锂电池热失控原理、火灾特征、扑救对策、人员救援等各个方面的专业化、系统化学习,更新消防人员救援理念,使其能结合实际情况开展对应的救援工作。②进行情景推演。设定具体的情境,组织消防救援人员进行电动汽车火灾事故演练,比如设定本市某处充电桩一辆新能源汽车因过充热失控引发火灾。接警后,支队指挥中心立即调派XX路特勤站X车X人赶赴现场处置,到达现场后,根据现场情况成立攻坚行动组、紧急救援组、供水辅助组、作战指挥组。攻坚行动组使用可燃气体探测仪、漏电探测仪对现场进行不间断侦测,适时调整警戒范围;救援组出动2支水枪对起火车辆进行不间断灭火与持续冷却降温;供水辅助组出动2支水枪进攻,对电池包进行全面细致降温,直到无复燃风险;作战指挥组实时监测,确保无复燃爆炸风险。③总结讲评。由消防救援机构領导、专家负责对事故演练过程进行评价,比如各参演人员、战斗小组是否各司其职,有序应对,合理规范地展开灭火救援行动,以“演”带“练”,充分检验参演人员的业务水平并指出其中存在的问题与不足,后续加以纠正、完善,以此来保证推演效果,提升消防救援机构的实际救援能力。

3 结语

综上,文章就锂电池电动汽车灭火救援技术展开了综合论述与分析,以上提出的诸多灭火救援技术中,作战流程、灭火方式等均有可取之处,但是也有不足之处,比如在火灾事故推演方面可能很多情况与事实不完全相符,需要进行进一步优化,以此来保障消防救援效果。

参考文献:

[1]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.

[2]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):70-80.

[3]刘子华.电动汽车锂电池火灾特性及灭火技术[J].电子技术与软件工程,2020(1):68-69.

[4]吴志强,廖承林,李勇.新能源电动汽车消防安全现状与思考[J].今日消防,2018,3(2):51-54.

[5]顧磊.锂离子电池在新能源汽车中的应用与发展探讨[J].时代汽车,2021(8):105-106.

[6]王晓文,李雪,梁姣利.新能源汽车锂动力电池安全性能及防护技术研究[J].明日风尚,2018(23):369.

[7]李瑞宝,陈志强.破拆技术在新能源电动汽车事故救援中的应用探究[J].时代汽车,2022(19):190-192.

Research on fire fighting and rescue technology of lithium battery electric vehicle

Yin Qunfei

(Haixi Prefecture Fire and Rescue Brigade of Qinghai, Qinghai Haixi Prefecture 817099)

Abstract: In order to explore the fire fighting and rescue technology of lithium battery electric vehicles, it is necessary to understand the basic characteristics of lithium battery electric vehicle fires. It is necessary to formulate a targeted fire fighting and rescue plan based on the situation that may occur after a fire occurs. It is necessary to conduct on-site vigilance, select fire extinguishing agents, and determine the combat process based on the actual situation of the fire scene. To realize the flexible application of various fire fighting and rescue technologies, minimize vehicle losses, ensure personnel safety, and reduce the scope of impact. The possible new energy vehicle fire accident situation is deduced, experience is summed up, and the strength of the fire and rescue team is improved to achieve the purpose of improving the rescue effect and ensuring social security and stability.

Keywords: new energy vehicle; lithium battery electric vehicle; fire fighting and rescue technology

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