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為生命護(hù)航,先談?wù)勲妱?dòng)汽車的消防與滅火

2016/07/11
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前端時(shí)間公安部下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)居民區(qū)電動(dòng)車火災(zāi)防范工作的通知》,這里的電動(dòng)車指(電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車和電動(dòng)三輪車),我們這次來(lái)談一談電動(dòng)汽車的消防安全。

電池汽車相比較與傳統(tǒng)汽車的安全性的問(wèn)題,主要是高壓和鋰電池的安全問(wèn)題。鋰電池的爆炸和燃燒是熱失控的一種表現(xiàn)現(xiàn)象,主要原因是三元電極材料熱分解的時(shí)候產(chǎn)生的熱量高于磷酸鐵鋰,并產(chǎn)生氧氣。

第一部分 電動(dòng)汽車消防配置
美國(guó) NFPA《電動(dòng)汽車應(yīng)急指南》參考文件 1、美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局《裝備高壓電池的電動(dòng)和混合動(dòng)力車暫行指南》推薦使用持續(xù)、大量的消防水作為滅火劑

這里的考慮點(diǎn)對(duì)于車來(lái)說(shuō)主要是:

  • 高壓電池有保護(hù)殼,滅火劑很難直接到達(dá)電池單元。
  • 大量的水可以將電池足夠冷卻并阻止火焰向臨近單元蔓延

 

備注:按照能接觸電池的辦法,探討下來(lái) Fire Fighter Safety and Emergency Response for Electric Drive and Hybrid Electric Drive Vehicles. Quincy, 認(rèn)為使用干粉、二氧化碳和泡沫滅火劑效果比較好。

電池 A(4.4Kwh)需要 275-1060 加侖的水
電池 B(16.5kwh)需要 1165-2639 加侖的水

一些基本結(jié)論

  • 水的流速比預(yù)期滅傳統(tǒng)汽車火災(zāi)所需要大(用水量明顯比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車火大)
  • 持續(xù)水流作用于電池上可以降溫并縮短滅火時(shí)間,但是總的水量會(huì)增加

備注:如果沒(méi)有水

  • 現(xiàn)場(chǎng)無(wú)水源且對(duì)(人的生命安全,建筑物、車輛)沒(méi)有威脅的情況下,允許電池燃燒至自我熄滅可能是滅火的一種有效的選擇
  • 需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)監(jiān)視和觀察任何的復(fù)燃,自由燃燒試驗(yàn)中,電池持續(xù)有可見(jiàn)火焰大約 90 分鐘
  • 滅火劑撲滅的電池卻可能會(huì)復(fù)燃
  • 用水滅高壓電池時(shí),應(yīng)使用大量的水
  • 使用小量的水會(huì)使危險(xiǎn)的有毒氣體釋放

 

第二部分 消防場(chǎng)景配置    

我們需要考慮以下的場(chǎng)景:


A. 正常使用
1)電動(dòng)汽車充電:總的來(lái)說(shuō),我們可以分交流和直流充電這兩種,特別要注意在高速公路附近的直流充電站,這里明天會(huì)單獨(dú)進(jìn)行分析。設(shè)想一下,未來(lái)會(huì)不會(huì)在充電站引起群發(fā)的事故,如果出現(xiàn)電動(dòng)汽車點(diǎn)燃附近的車輛,而充電站本身也在燃燒,這事就大了

正常來(lái)說(shuō),直流充電機(jī)在斷電之前不能用水。

  • 確定并定位充電站中的能量源然后將其關(guān)閉
  • 電動(dòng)車于充電站相連,一旦安全就應(yīng)該拔掉充電器(目前直流充電樁都有電子鎖,不容易斷開(kāi)?。?/li>


   - 如果可能,首先關(guān)閉充電站。
   - 直到將充電站的能力切斷后,像對(duì)待其他帶電火災(zāi)一樣來(lái)滅火

 

2)電動(dòng)汽車行駛:主要是在各種工況下的分析,這塊主要是考慮車輛系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)。


B)交通事故
3)碰撞之后的電動(dòng)汽車處理

  • 如果檢測(cè)下來(lái)車輛的高壓系統(tǒng)被損壞,

   - 車輛應(yīng)該隔離存放
   - 遠(yuǎn)離建筑物、其他車輛或可燃物

  • 不能放在建筑物內(nèi)
  • 車門、車窗全部打開(kāi),通風(fēng)以避免可燃?xì)怏w累積
  • 用障礙物隔離,用鋼、混凝土結(jié)構(gòu),四面障礙物
  • 盡量考慮放電

 

C)維修范圍
4)電動(dòng)汽車進(jìn)入維修區(qū):進(jìn)入維修區(qū)的電動(dòng)汽車,等于和待替換電池、損壞的電池還有 4S 店的維修區(qū)整體變成一個(gè)消防敏感區(qū)。

5)電動(dòng)汽車維修站內(nèi)的替換電池


這里放在一起說(shuō),其實(shí)對(duì)于汽車廠家來(lái)說(shuō),維護(hù)一輛電動(dòng)汽車的售后是很要命的。你考慮一下電池如何處理?

D)運(yùn)輸
6)電動(dòng)汽車在運(yùn)輸過(guò)程中:某車在運(yùn)輸過(guò)程中燒過(guò)一次,總體而言,這方面的需要考慮一定的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避。此類車都裝在一起,即使是掛車起然,這滅火怎么滅?

7)電池包在運(yùn)輸過(guò)程中的問(wèn)題:分空運(yùn)、陸運(yùn)等方式,其實(shí)前者已經(jīng)有很完善的辦法,后續(xù)通過(guò)陸地運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程,存在很多的探討空間。

10kg 的小電池?fù)Q電,這個(gè)概念在電動(dòng)自行車上和未來(lái)的交通工具上可能是個(gè)選擇,但是風(fēng)險(xiǎn)一下子擴(kuò)展到辦公區(qū)域和家庭區(qū)間。消費(fèi)者更難認(rèn)知這個(gè)問(wèn)題,這么做潛在的風(fēng)險(xiǎn)面實(shí)在太大了些。


小結(jié):
1)夏天、第一批電動(dòng)汽車?yán)匣囍鲗?duì)于電動(dòng)汽車的認(rèn)知,都會(huì)增大問(wèn)題的暴露記錄,當(dāng)我們的保有量達(dá)到 60W+的時(shí)候,肯定問(wèn)題不斷的。


2)從系統(tǒng)的藍(lán)圖來(lái)看,我們需要一點(diǎn)點(diǎn)來(lái)看怎么樣發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,怎么樣解決問(wèn)題。開(kāi)個(gè)頭,丟個(gè)磚頭出來(lái)


參考資料
1.Best Practices for Emergency Response to Incidents Involving Electric Vehicles Battery Hazards: A Report on Full-Scale Testing Results

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學(xué)的是測(cè)試和電路,從汽車電子硬件開(kāi)始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè),不過(guò)我相信未來(lái)衣食住行中的行,汽車仍是實(shí)現(xiàn)個(gè)人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見(jiàn)解。