淺談電動汽車火災預防研究內容及應注意的問題論文
新能源汽車在未來10 年面臨飛速發(fā)展的戰(zhàn)略機遇。我國高度重視電動汽車的發(fā)展，在2011 年3 月出臺的“十二五”規(guī)劃綱要中，把新能源汽車列為戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一，提出要重點發(fā)展插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車技術，開展插電式混合動力汽車、純電動汽車研發(fā)及大規(guī)模商業(yè)化示范工程，推進電動汽車的產業(yè)化應用。
然而最近幾年，因電動車引發(fā)的火災和造成的人員傷亡都呈現(xiàn)高速增長的勢頭，電動汽車由于使用大量易燃的高分子材料，一旦發(fā)生火災，火焰和濃煙極易造成人員傷亡甚至群死群傷火災事故，這引起了消防部門和全社會的關注。
1 電動汽車工作原理及火災預防研究簡介
近年來，城市的汽車數量逐年攀升，隨之而來的汽車尾氣污染、交通擁堵、交通事故等一系列問題尤為突出。同時，隨著石油資源的緊張、油價上升和社會對環(huán)境污染的關注，零排放、無噪聲、行駛成本低廉的電動汽車日益受到關注。
1. 1 工作原理
電動汽車是全部或部分由電機驅動、并配置大容量電能儲存裝置的汽車，它分為純電動汽車( BEV) 、混合動力汽車( HEV) 、燃料電池汽車( FCEV) 。電動汽車中的主要器件有控制器、充電器、充電電池和電機等�；镜墓ぷ髟�: 蓄電池→電流→電力調節(jié)器→電動機→動力傳動系統(tǒng)→驅動汽車行駛。它具有突出的優(yōu)點: 環(huán)境污染小; 噪聲低; 高效率; 結構簡單，易于操作，使用維修方便; 經久耐用，使用范圍廣，不受所處環(huán)境影響等。研究表明，電動汽車的能源效率超過汽油機汽車，電動汽車的應用可有效地減少對石油資源的依賴。
1. 2 火災預防研究簡介
近年來的電動汽車火災頻發(fā)也引起了國內外消防人員和其他科研人們的關注。例如: 參考文獻中，賈廣華等對一起電動公交車的自燃進行了調查，調查結果是電動汽車的一組電池箱內部電池發(fā)生故障產生高溫自燃起火，引燃車廂內可燃裝飾材料蔓延成災，他認為在加強消防力量的同時，應該對新研發(fā)的節(jié)能電動車輛的安全技術性能，特別是電池供電系統(tǒng)的安全防護措施作進一步改進。我國已經出臺了一些電動自行車和電動摩托車方面的技術標準，但是由于國內外動力電池生產的自動化程度、控制精度、系統(tǒng)設計上存在差異，企業(yè)生產的每一個單體電池的內阻和容量有差異，最終影響所有單體電池串聯(lián)在一起的效果，從而在生產源頭仍有火災隱患存在。由于近幾年全國各地都有電動自行車火災發(fā)生，人們對電動自行車的火災危險性進行了初步的研究，取得了一些有價值的結論，但是這些研究集中在對較小的電動自行車起火原因方面，對電動汽車沒有系統(tǒng)深入的研究。電動汽車的電池容量遠遠大于普通的小型電動自行車，其電池重量甚至高達400 ～ 500 kg 以上，而電池的容量越大，其火災危險性也就越大，另外，它們的蓄電池的類型也有區(qū)別，故不能機械地把由電動自行車得來的經驗用于電動汽車。此外，電動汽車還有較電動自行車更為復雜的控制系統(tǒng)和附屬裝置。至今人們對電動汽車的研究較少，也有學者對鋰離子電池的危險性進行了初步的研究，得出了一些基礎的數據，但是還缺乏電動汽車在不同行駛狀態(tài)和充放電過程中的大量數據。由于電動汽車的特殊性，在全球都在關注和推廣電動汽車之際，對電動汽車的安全性和火災隱患進行系統(tǒng)深入的研究已經提上日程。
2 電動汽車火災預防研究內容
針對電動汽車的三個主要部分: 儲能裝置、傳輸路線、控制和附屬裝置進行火災預防的研究。首先對電動汽車的儲能裝置進行研究，然后對傳輸線路、控制和附屬裝置進行研究，最后對整車運行時的數據進行測量，結合案例和實驗做綜合評判，對所得數據進行驗證，并形成結論。
2. 1 研究儲能裝置的性能
對不同的老舊蓄電池進行充放電研究，并將其與新電池進行對比，得出不同使用時期電池的性能對比，特別是電壓與儲能的關系、電池內部的壓力、電極和電解液情況，電極在不同時期的受損情況、升高溫度，電解液的可燃性能; 蓄電池受到外力作用，外層保護受損后，檢測出現(xiàn)電解液泄露和氣體泄露的情況。
2. 2 研究輸送線路的性能
對傳輸線路進行研究，研究車輛在不同加速情況下，傳輸線路所承受的電流大小，所需要的線徑規(guī)格和絕緣級別，長時間使用時線路的發(fā)熱、過負荷的情況、絕緣外層的老化情況; 線路發(fā)生短路時，對其周圍裝置的引燃情況。
2. 3 研究控制和附屬裝置的性能
對控制裝置和附屬裝置的研究，電動機、控制裝置和安全保護裝置的可靠性、反應靈敏度，在不同天氣條件下，是否出現(xiàn)短路情況; 附屬裝置自身是否具有火災危險性。
2. 4 測量整車運行時的數據
對電動汽車整車運行時的狀態(tài)進行研究，得出在實際運行時的數據，并與以上三個方面的數據進行對比; 結合最近幾年的電動車火災案例和火災物證鑒定中遇到的實際案例進行反復對比，得出電動汽車的不同部位、在不同狀態(tài)下的火災危險性，并提出改進意見和防范措施，用于規(guī)范電動汽車的制造、使用和管理。
3 電動汽車火災原因分析及應注意的問題
3. 1 火災原因
( 1) 通過多起汽車和電動車火災的調查研究發(fā)現(xiàn)，蓄電池、發(fā)電機、電氣控制裝置、附屬電氣裝置和輸電線路在實際運行中都可能引發(fā)火災，對于它們的火災危險性和防范措施，成為當今迫切需要深入系統(tǒng)研究的問題。
( 2) 電動車行駛中發(fā)生火災的主要原因是車輛電氣線路過負荷、短路，由于未安裝電氣安全裝置或電氣安全裝置不合格，不能及時有效切斷電源，大電流引燃絕緣或其他易燃、可燃材料而引發(fā)火災。充電過程中發(fā)生火災的主要原因是電動車自身電氣線路短路、充電器線路過負荷、電動車電池故障引起。
3. 2 應注意的問題
( 1) 因不同類型和容量的電池在充放電時的發(fā)熱量和電池內壓力等情況; 電池在不同溫度、不同使用條件和受到不同外部損壞時的表現(xiàn)，釋放氣體的多少，內部電極的狀況，以及內部電解液的可燃性能等。
( 2) 不同溫度下電池的工作性能，溫度的變化對電池的SOC、開路電壓、內阻和可用能量產生的影響。
( 3) 電源輸送線路通過不同電流時的火災危險性，如何選用合格電氣線路，并規(guī)范敷設，電源控制系統(tǒng)和附屬系統(tǒng)引發(fā)火災的可能性等。
( 4) 如何在電動汽車上設置欠壓、過流和短路保護裝置，控制和減少易燃材料使用，提高電動車安全系數。
4 結束語
隨著電動車保有量的持續(xù)增長，電動汽車生產和使用過程帶來的問題也越來越多，技術標準不健全、生產維修質量控制不嚴格、沒有針對電動汽車操作人消防安全方面的行為規(guī)范，這都為引發(fā)火災埋下大量先天性隱患。從國家能源的戰(zhàn)略角度和人民生命財產方面，需要對電動汽車的火災隱患進行深入系統(tǒng)地研究，從而為普及推廣電動汽車鋪平道路。建議盡快制定出一個《電動汽車防火安全技術規(guī)范》，用于規(guī)范和指導電動汽車的生產和操作使用，規(guī)范管理，提高電動汽車的可靠性，將該類火災風險降低到最小。
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