淺聊關于新能源汽車火災原因及對策分析

1. 電池熱失控
   新能源汽車主要采用鋰離子電池，在充放電過程中，電池內部會產生熱量。如果電池散熱不良或發生內部短路等故障，熱量無法及時散發，就會導致電池溫度升高，引發熱失控。熱失控會使電池內部發生劇烈的化學反應，產生大量的熱量和氣體，最終導致電池起火甚至爆炸。

2. 電池過充過放
   在充電過程中，如果充電設備故障或操作人員失誤，導致電池過充，會使電池內部的鋰離子過度嵌入負極，造成負極析鋰，形成鋰枝晶。鋰枝晶容易刺破電池隔膜，引發內部短路，從而導致火災事故。同樣，在放電過程中，如果電池過度放電，也會使電池內部結構受損，增加火災風險。

3. 電池老化
   隨著使用時間的增加，電池會逐漸老化，其性能會逐漸下降。老化的電池可能會出現內阻增大、容量衰減等問題，容易引發熱失控等故障。此外，電池在長期使用過程中，可能會受到外部沖擊、振動等因素的影響，導致電池內部結構受損，也會增加火災風險。

1. 高壓線路短路
   新能源汽車的電氣系統中存在大量的高壓線路，如動力電池與電機之間的連接線路、充電線路等。如果這些高壓線路發生短路，會產生巨大的電流，瞬間釋放大量的熱量，可能引發火災事故。高壓線路短路的原因主要有線路老化、絕緣破損、受到外力擠壓等。

2. 電氣設備故障
   新能源汽車中的電氣設備，如電機、電控系統、充電器等，如果出現故障，也可能引發火災事故。例如，電機在運行過程中如果發生堵轉、過載等情況，會使電機溫度升高，可能引發火災；電控系統如果出現故障，可能導致電池過充過放、電機失控等問題，增加火災風險；充電器如果質量不合格或使用不當，也可能引發火災。

1. 充電設施故障
   充電樁、充電槍等充電設施如果存在質量問題或故障，可能會導致充電過程中出現過壓、過流、過熱等情況，從而引發火災事故。此外，充電設施的安裝和維護不當，也可能導致電氣線路短路、接地不良等問題，增加火災風險。

2. 充電操作不規范
   在充電過程中，如果操作人員不按照規范操作，如使用不匹配的充電設備、在高溫、潮濕等環境下充電、充電時間過長等，也可能引發火災事故。例如，使用非原裝充電器或劣質充電器，可能會導致充電電壓、電流不穩定，損壞電池；在高溫環境下充電，會使電池溫度升高，增加熱失控的風險；充電時間過長，可能會導致電池過充，引發火災。

1. 碰撞事故
   新能源汽車在發生碰撞事故時，可能會導致電池、高壓線路等部件受損，引發火災事故。例如，碰撞可能會使電池外殼破裂、內部結構受損，導致電池短路、熱失控；碰撞也可能會使高壓線路斷裂、絕緣破損，引發短路火災。

2. 高溫環境
   在高溫環境下，新能源汽車的電池、電氣系統等部件的工作溫度會升高，容易引發火災事故。此外，高溫環境還可能會加速電池老化、降低電池性能，增加火災風險。

3. 浸水
   如果新能源汽車浸水，可能會導致電池、電氣系統等部件短路，引發火災事故。特別是在暴雨、洪水等自然災害中，新能源汽車浸水的風險較大。

三、安科瑞AcrelCloud-9000充電站運營平臺

（一）平臺概述

安科瑞充電站運營平臺依托物聯網、云計算、互聯網、大數據、AI等技術，對充電站配電系統的運行、電能消耗、電能質量、充電安全和行為安全進行實時監控和預警，為充電站的可靠、安全、經濟運行提供保障，并及時切除安全隱患、避免電氣火災發生，從而保障人員的生命財產安全，打造“安全、高效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網—互聯網—多種增值業務”的智慧充電站，提升充電站的社會和經濟價值。

（二）適用場合

可廣泛應用于醫院、學校、酒店、體育場等公共建筑；商業廣場、產業園等綜合園區；企業、住宅小區等場所。

（三）系統結構

平臺采用分層分布式結構，主要由感知層、網絡層和平臺層三個部分組成，詳細拓撲結構如下：

現場設備層：連接于網絡中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質量分析儀表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網絡通訊層：包含現場智能網關、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據上傳至搭建好的數據庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

平臺管理層：包含應用服務器和數據服務器，完成對現場所有智能設備的數據交換，可在PC端或移動端實現實時監測充電站配電系統運行狀態、充電樁的工作狀態、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應用。

多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災探測器、限流式保護器、智能插座可通過全網通4G通訊模組與平臺直接通訊。

電能質量分析儀表、煙霧傳感器和測溫裝置通過RS485，攝像頭通過RJ45與智能網關通訊，再由智能網關通訊通過4G統一與平臺通訊。

限流式保護器既可以通過4G連接平臺，也可以通過RS485連接網關。

平臺搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之后，客戶可以在任意能聯網的地方，通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看各處的運行情況。

（四）相關產品介紹

1. 7KW交流充電樁AEV-AC007D

產品功能

（1）智能監測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與計費以及充電過程的聯動控制等。

（2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳給充電樁智能控制器和網絡運營平臺。

（3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等。

（4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能。

（5）材質可靠：保證長期使用并抵御復雜天氣環境。

（6）適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合GB/T20234.2-2015國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。

（7）資產安全：產品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、人員的安全。

2.直流充電樁系列

3.電氣火災探測器ARCM300T-Z-4G

產品功能：

（1）電表由獨立的計量芯片進行電壓、電流、電能的計量；

（2）LCD字段顯示，支持四按鍵編程；

（3）支持470Mhz~510MhzLora無線通訊，頻道和擴頻因數可設置、支持RS485通訊，波特率1200bps-9600bps可設，奇偶校驗位可設、支持紅外通訊；

（4）支持2G、NB、4G通過直接上傳平臺；

（5）支持監測設備主動上報停上電信息；

（6）支持穿刺夾取電、磁鋼取電等，滿足不斷電施工的技術要求；

（7）支持標準的DIN35導軌安裝、安裝完成后可加裝鉛封蓋，防止私自拆卸；

（8）支持全電力參數測量（U、I、P、Q、S、PF、F），電壓及電流不平衡度，電壓電流相

4.限流式保護器ASCP200

產品功能：

（1）短路保護：保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內實現快速限流保護，并發出聲光報警信號；

（2）過載保護：當線路電流過載且持續時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發出聲光報警信號；

（3）表內超溫保護：當保護器內部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發出聲光報警信號；

（4）組網通訊：保護器具有1路RS485接口，可以將數據發送到后臺監控系統，實現遠程監控。

（五）平臺功能

1.首頁

平臺首頁顯示充電站的位置及在線情況，統計充電站的充電數據

2.實時監控

（1）充電站監控

可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監控頁面實時監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當變壓器負荷超過80%時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。如圖所示：

統計當前充電站各充電樁回路的數據；通過卡片的形式展現充電樁的數據；顯示故障列表；如圖所示：

（2）充電樁監控

顯示充電樁充電數據；顯示各回路的充電狀態；可以對充電中的回路進行手動終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

（3）設備監控

顯示限流式保護器的狀態，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報警，如圖所示：

3.故障管理

（1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關聯的所有故障信息。如圖所示：

（2）故障派發

故障派發中記錄了當前待派發的故障信息。如圖所示：

（3）故障處理

故障處理中記錄了當前待處理的故障信息。如圖所示：

4.能耗分析

在能耗分析中，對應時段關聯站點和關聯樁的能耗信息并顯示對應的能耗趨勢圖。如圖所示：

5.故障分析

在故障分析中，可查看相關時間內的故障數、故障狀態、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

6.財務報表

在財務報表中，可根據時間查看關聯站點的財務數據。如圖所示：

7.收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示：

四、結語

目前，我國新能源汽車的產量和銷量迅速增長，其適用范圍也在不斷擴大。新能源汽車在成為社會大眾重點關注的同時，其相關技術也在不斷發展。但是隨著越來越多新能源汽車被投入到使用中，由其引發的火災事故風險也在不斷增加。為了有效保障人民的生命財產安全，維護好社會的穩定，需要深入研究和分析新能源汽車火災的原因，并找到具有針對性的應對措施，才能有效解決新能源汽車火災問題，推動我國新能源汽車可持續發展。

參考文獻

[1]李明.電動汽車火災預防研究內容及應注意的問題[J].中文科技期刊數據庫(文摘版)經濟管理，2016（4）:282.

[2]唐博,王立華,康進軍.汽車火災特性及“油電一體化”事故成因調查技術路線研究[J].寧夏工程技術.

[3]任建運.汽車電氣火災原因及對策分析[J].

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.

作者簡介：

張繼冬，男，安科瑞電氣股份有限公司