新能源汽车充电站（桩）消防安全监管的研究_莫少萍.pdf

与传统汽车造成环境污染、能源消耗等问题相比，新能源汽车不仅可以减少环境污染、降低能源消耗，还具有出行成本低、驾驶噪声小等优势，有利于保护环境，实现绿色低碳出行，因此得到国家的大力推广和支持。基于此，重点对新能源汽车充电站（桩）消防安全进行研究，保障新能源汽车的安全，促进新能源汽车的发展，同时为此类问题提供一定的参考和借鉴。【关键词】新能源汽车充电桩（站）；消防监管；安全【中图分类号】U469.72【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2023）06-0187-030引言随着我国电动汽车行业的发展，其配套的充电站（桩）及相关设施建设也迅速发展。充电站（桩）与加油站、加气站不同，是一种集自动更换电池、自动充电、电池储存于一体的综合性设施。当前国内有关此类设施的消防安全标准和规范尚未完全确立，这类新兴设施的消防安全监管对于消防部门来说是一项极具挑战、亟待研究解决的新课题。1新能源汽车充电设施现状1.1本地新能源汽车发展现状新能源汽车是我国汽车产业发展的必然趋势，也是环保的必然要求，当前南宁市积极响应落实党中央、国务院和自治区党委、政府关于加快新能源汽车发展、加快推进新型基础设施建设的决策部署，全面推广新能源汽车。截至 2020 年，南宁市新能源汽车保有量为 2.63 万辆，计划于 2025 年底前达到保有量为 10.41 万辆的目标。1.2本地充电站（桩）基础设施现状随着新能源汽车数量剧增，充换电设施场地成为新型城市基础设施的重要领域，其高质量建设安装和运营维护是推动新能源汽车快速、健康发展的重要保障。大力推进充换电基础设施建设，是全面贯彻党的十九大和十九届历次全会精神以及习近平总书记对广西工作系列重要指示要求、统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局、着力落实国家推广应用新能源汽车部署的重要举措，有力解决新能源汽车换电难题。据相关统计数据，截至 2020 年底，南宁市共有公共充电站 47 个，公共充电桩 0.72 万个，计划于 2025 年底实现公共充电桩1.94 万个的建设目标。1.3充电设施的类型充电设施包括电力系统、充电系统、监控管理系统和计费系统。充电设施的容量、电压等选择要符合本地的新能源汽车使用要求。住宅小区内的充电站一般以单相交流充电桩为主，其目的是鼓励私人新能源汽车车主在家里使用单相交流充电桩进行夜间充电，虽然需要较长的充电时间，但是可以达到削峰的效果。在需要快速充电的情况下，可以选用三相交流桩、直流一体充电桩、非车载式充电桩。对于具有大量充电终端的大型场地，可以采取灵活的充电堆；对于交通量大、运行周期短的应用场合，也可以采用更换电池的方式1。目前充电桩类有如壁挂式、落地式、立柱式等类型，如图 1 至图 3 所示，使用时均应视现场实际情况而定。设置在室内的充电设备防护级别要在 IP32 以上，设置在室外的充电设备防护级别要在 IP54 以上，且必须具有一定的防水防尘性能。居住区停车场、公共建筑附属停车场、园区停车场、校园停车场、路边停车场等均可使用单相交流充电。三相交流充电桩主要用于出租车公司、公共充电站、景区大型巴士停车场等经营场所。目前，各大电力公司均已装备三相交流 380 V/图1壁挂式充电桩综合论述187DOI:10.16844/10-1007/tk.2023.06.035LOW CARBON WORLD 2023/642 kW 的车载充电器，可快速充电，满足营运单位和公共快充的需求。而在太阳能、风能等可再生资源丰富的区域，应使用可再生能源进行充电。太阳能、风力发电等直接产生的电能是直流电，可以直接给新能源汽车的蓄电池充电，从而减少电力系统的交流和直流转换，节约能源，绿色环保。2火灾特点及火灾原因分析充电站的主要设施包括充电桩、辅助用房、综合监控室、变配电房等，但新能源汽车才是主要的灭火目标。目前国内外还没有关于新能源汽车火灾危险性的定论，也没有关于全尺寸新能源汽车火灾试验的相关文献记录，新能源汽车的火灾风险评估是一个重要的课题。2.1新能源汽车火灾特点目前大多数新能源汽车使用锂电池作为动力源，按照电池的正极材料，可以分为锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元锂电池等。锂电池是一种能量储存设备，锂属于活泼金属，很容易受到外部环境的刺激，加之本身的工艺问题，会导致电池发热、爆炸。我国相关部门做过有关电池热失控的模拟实验，并对其火灾特性进行分析，实验结果显示，三元锂电池和钴酸锂电池分别在 200 和 850 会出现热失控，主要原因均为电池内部短路。新能源汽车因使用锂电池造成的火灾具有以下特征：燃烧速度快、持续时间长。高温下着火。当燃料电池被点燃后，其火焰的温度将会达到 916。足够点燃周围的易燃物质。强烈的火焰。在实验中，电池的最大火焰可以达到 5 m，而且还会有大量的液体从火焰中喷涌而出。释放出大量的有毒、有害气体。从实验现象可以看出，在燃烧过程中，有大量的气体被排出，尤其是在燃烧之前和熄灭之后。经检测，这些气体存在烯烃、烷烃、醚等多种有毒化合物。2.2造成火灾的原因造成火灾的原因主要有以下 3 个：过充。持续地给电池充电，而又没有保护措施，会存在很大的安全隐患。电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法（GB/T 314852015）对过充电有明确的要求，即充电至额定电压的 1.5 倍，或电池充满电后继续充电1h，要求电池 1 h 内不爆炸、不起火。短路。电池内部短路可能是由于结构有损伤，造成内部的正极和负极直接接触，外部短路可能是部分铁丝、铜丝或者金属片具有导电性质，造成瞬间的大电流，进而引起发热和电池燃烧。加热。锂电池的工作温度范围一般在-2060。当环境温度超过 60 时，高温叠加电池工作热量，可能诱发热失控。天气炎热或者使用环境温度比较高，也会造成电池内部的一些有机物融化和收缩，导致电池正负极短接，最终引发电池燃烧和爆炸2。3消防安全监管措施3.1消防设施的设置换电站的消防设施设置配备应符合国家现行相关标准和施工图纸的要求，验收时应实地查看并对照设计、施工图纸和相关检验报告进行。建筑物构件的燃烧性能、耐火极限和建筑室内外的消防给水系统应符合现行国家标准建筑设计防火规范（GB500162014）的有关规定，室内装修设计应符合现行国家标准 建筑内部装修设计防火规范（GB502222017）的有关规定，灭火器的配置设计应符合现行国家标准建筑灭火器配置设计规范（GB501402005）的有关规定，火灾探测报警系统的设计应符合现行国家标准火灾自动报警系统设计规范（GB 501162013）的有关规定，室内换电站的火灾应急照明和安全疏散标识应符合消防应急照明和疏散指示系统（GB 179452010）和 消防应急照图2落地式充电桩图3立柱式充电桩综合论述188LOW CARBON WORLD 2023/6明和疏散指示系统技术标准（GB 513092018）的有关规定。具体而言，若充电装置的电流超过 32A，则不能将其置于地下；若充电装置的电流为 32A 或更低，如有需要安装在大楼内，则应设在一楼、二楼或更高楼层且外墙开放的停车场；对于新能源汽车的充电环境，要在柱间的空间内设置防火隔离墙，以减少火灾蔓延到其他交通工具的危险；若大楼内设有消防自动报警器，应在每一座充电停车场的上端配备一台以上的感烟检测器；若大楼内设有喷水自动灭火装置，应在各充电停车场的上端配备两台以上的 K115 喷嘴，喷水强度在 10 L/（min m2）以上，并连续喷洒 3 h 以上，同时设置相应的排烟装置和清洁排水系统；配电箱中应设有热解微粒型电气火灾监测探头，或在终端配置温度型电气火灾监测探头；配线应选用非燃烧或非燃烧的电缆3。3.2消防监督检查的实施消防救援机构应结合日常开展的“双随机、一公开”监督抽查工作，对被抽查的机关、团体、企业、事业单位及居民小区设有新能源汽车专用停车位、充电设施的情况实施监督抽查，并逐一登记造册。对群众举报投诉涉及的新能源汽车专用停车位、充电设施消防安全违法行为，按照 消防监督检查规定 的要求，进行实地核查。同时根据需要在辖区政府的统一领导下，联合相关部门对设有新能源汽车专用停车位、充电设施的单位或场所，按各自工作职责实施监督检查4。消防监督人员在实施监督检查过程中，应督促指导被检查单位场所做好以下工作：是否对其区域内新能源汽车专用停车位、充电设施定期开展防火检查、巡查，及时消除火灾隐患。是否结合新能源汽车专用停车位、充电设施制定灭火和应急疏散预案，并定期组织开展灭火和应急疏散预案演练。室外分散充电设施的布置是否占用建筑消防车道或消防车登高操作场地。既有建筑内配建的分散充电设施是否占用疏散通道或堵塞安全出口。地下、半地下和高层汽车库内配建分散充电设施时是否设置火灾自动报警系统、排烟设施、自动喷水灭火系统、消防应急照明及疏散指示标志。设置有充电设施区域是否配备相应消防设施、器材并保持完好有效。用于防火单元防火分隔的防火卷帘、防火分隔水幕是否完好有效。充电设施线路、管路敷设是否符合标准规定，重点检查交流充电桩是否具备过负荷保护、短路保护和漏电保护功能，充电设备及供电装置是否在明显位置设置电源切断装置。针对监督检查中发现的违反消防法律法规强制性规定的问题，属于消防部门管辖职责的，按照 中华人民共和国消防法 消防监督检查规定等相关规定，采取责令改正、临时查封、行政处罚等措施，督促其履行消防安全管理责任，整改火灾隐患；属于住建、城管、电力等部门管理职责范围内的，应及时函告相关部门依法处置。4工作建议建议各地消防救援机构加快对接当地发展和改革、工业和信息、能源等行业主管部门，掌握本地新能源汽车、储能站、锂离子电池生产及回收企业、充换电站、加氢加气站等新能源领域产业分布、产能规模、本质安全和发展规划等情况。针对辖区新能源领域产业发展情况，组织防火、灭火业务骨干实地调研摸排，熟悉掌握各类型新能源企业单位的基本情况、重点部位和安全风险，以及各类型新能源车辆的车型特征、工作原理、动力形式和风险部位等情况，研究制定针对性处置对策，完善灭火救援预案5。结合本地新能源产业分布特点，积极联合行业主管部门、研究机构和本地新能源企业等单位，围绕新能源灾害事故特点、处置难点、风险评估、安全防护、现场管控和技战术措施等方面进行专题研究，为新能源消防安全监管以及灾害事故处置提供技术支撑。建议有关部门尽快出台新能源汽车充电站（桩）建设相关的防火技术规范。5结语新能源汽车目前正逐步成为人们的购车首选，因此做好新能源汽车充电站（桩）的消防安全监管工作，不仅可以保障人们的安全，也是积极响应落实党中央、国务院和自治区党委、政府关于加快新能源汽车发展、加快推进新型基础设施建设决策部署的重要举措，有利于全面推进新能源汽车的发展。参考文献1 何志静，刘卯.电动汽车充电安全分析与解决方案研究J.山东工业技术，2017（13）：47.2 崔泓.电动汽车充电安全分析与研究J.内燃机与配件，2017（21）：113-114.3 后培民.电动汽车充电安全分析与解决方案J.时代汽车，2018（9）：71-72.4 杨浩，陈斌，尹潇.新能源汽车充电安全分析与解决方案研究J.汽车博览，2021（36）：74-75.5 杜航.电动汽车充电安全分析与解决方案J.科技展望，2017，27（26）：112.作者简介：莫少萍（1982），女，瑶族，广西钟山人，本科，中级专业技术职务，研究方向为防火监督。综合论述189