新能源电动客车灾害事故救援技术研究.pdf

智 慧 交 通 新 业 态Maritime Safety 水上安全7作者简介：李志刚，男，本科，消防救援站站长，研究方向为消防灭火救援。新能源电动客车灾害事故救援技术研究李志刚（江西省鹰潭市消防救援支队高石路消防救援站，江西鹰潭 335400）摘要：在新能源汽车快速发展的同时，新能源汽车的安全性也日益受到人们的关注。纯电动新能源客车发生的火灾具有高风险，其中以动力电池为主要的可燃物，且其燃烧特性及灭火方式与常规汽车相比存在较大差异，若处理不当极易导致救援者死亡。为进一步规范电动新能源客车灾害事故处置行动程序，加强现场安全管控，着力提升队伍安全施救水平，本文聚焦新能源电动客车灾害事故，对其救援技术进行探索，希望可以助力事故的预防和治理工作开展。关键词：新能源；电动客车；灾害事故；救援技术0 引言新能源电动客车的出现是社会进步的特色，在人们日常生活和环保方面有着突出的贡献。但是如何提高其安全系数也备受关注，尤其是近几年新能源电动客车灾害事故案例攀升更引发了相关工作人员的深度思考，本文也将以此为切入点，尝试从该类客车的构成入手，分析其风险点和处置对策，希望可以提供一些有用建议。1 新能源电动客车主要结构组成1.1 工作原理以宇通新能源纯电动客车为例，其主要部件包括：电池系统、控制器、电机控制系统、高压电系统、悬挂式干粉灭火装置等。其基本的工作原理为：动力电池电能控制器电机动力传动系统驱动汽车行驶。1.2 动力电池组电动汽车的关键技术是动力电池，宇通新能源客车采用的是锂离子电池。该锂离子电池主要由正极和负极材料、隔膜、电解液以及外部连接、包装构成1。若干个电池组成一个电池模组，数个电池模组经串联后，组成电池系统，其电池电压最高可达 600V 高压。宇通新能源客车锂离子电池的正极材料使用的是磷酸铁锂离子电池。磷酸铁锂电池是一种高能量密度，高寿命，高热稳定性，无毒无害，价格低廉的新型储能电池。2 风险点分析2.1 事故突发性强，火灾蔓延迅速，持续时间长新能源客车灾害事故一般由电力驱动系统或电池引发，新能源客车往往在正常充放电、正常行驶、发生碰撞、涉水等情况下均可能引发火灾2。当锂电池的隔板破裂时，正、负极会在部分地方出现短路，造成部分地方的温度升高，局部的升温会使隔膜受热分解，从而引起更大范围的正、负极短路，短时间内将蓄电池中的电能释放出来，使其内部升温，引起快速扩散。2.2 具有较高的安全隐患，并伴有有毒气体泄漏及爆炸的危险锂离子电池中，六氟磷酸锂（Lithiumhexafluoro-phosphate，LiPF6）是电解液中的主要成分，六氟磷酸锂在空气中易被水蒸气快速降解，生成白烟，形成五氟化磷，严重影响人体的身体健康3。另外，加热后的电解液从电池中喷射出来，一遇氧气就猛烈地燃烧起来。其中一节蓄电池的加热和燃烧将引起其他蓄电池的隔膜因加热而发生裂变，从而引起蓄电池着火，并引起连锁效应而引起火灾、爆炸等事故。2.3 灭火需要较高的技术，有二次起火的危险，容易造成次生灾难锂电池结构组成复杂且理化性质活跃，目前在电动汽车上应用较广的锂离子电池主要由正极和负极材料、隔膜、电解液以及外部连接、包装构成。锂电池除了一般的充放电的电池基本性质之外，还存在的一智 慧 交 通 新 业 态水上安全 2023 年 第 7 期8些其他副反应大多会产生热量，即当产生的热速率超过了散热速度以后，电池温度上升，形成了更多的热量和气体产生，此时电池进入不可调控的自加温态，这个现象就叫做热失控，易引起电池产生自燃，甚至自爆，在明火作业打灭之后又重易复燃。3 处置对策3.1 火灾事故3.1.1风险评估1）了解火灾发生时的车辆状况、被困人数、受伤程度等。2）了解发生火灾车辆对周边交通工具，建筑及人员的威胁状况。3）详细说明失火汽车的类型、动力电池的类型及容量、汽车的最高电压及高压线的方向，如有必要，要与厂家及当地经销商进一步详细说明，以便获得失火车辆的更多细节和信息。4）对发生故障时，所需高压电系统及电源的损坏程度进行判定，并对发生故障时电池的爆炸和起火危险系数等进行评价。5）查明车辆开关、应急开关、高压电维修开关的位置及状态。在驾驶室设置电源开关，车辆左后方位置设置紧急切断装置，尾部设置高压电维修开关 MSD。3.1.2现场管控1）按照事件的严重性，划定一个警戒区，对周围的人群进行疏散和撤离，与交警进行联系，对周围的车辆进行分流，并把这个地区分成了扑救区、伤员转运区和待命区。2）对发生意外时的区域实行严密控制，并由安员对出入人员进行严格的安保工作。3）用易燃易爆气体探测器连续探测，并视实际状况随时调节警戒区域。4）在发生事故的时候，要用一个测温计对充电站的位置进行监控，并视具体的环境条件来调节安全距离。3.1.3安全防护1）施救人员必须按照火灾发生时的环境条件，穿戴完整的消防装备。2）在接近着火的汽车时，所有的工作人员都要带上空气呼吸器，并且要带上绝缘手套，并且要带上耐受电压在 1000V 以上的防护设备4。3.1.4处理方法1）对于起火且有人员被困的汽车，要本着“救人第一，科学施救”的方针，同时进行破拆（绝缘）、灭火和救人三项工作。2）当火灾发生时，如果是在火灾初期，并且在当时达到断电的情况下，要马上启动应急切断器和高压电维护开关，进行停电，并且要把汽车钥匙放进一个信号屏蔽袋里放在离汽车 10m 远的地方。3）在不能实现切断电源的情况下，当火灾危及被困者或营救者时，要根据需要，采用喷雾水或干粉灭火器灭火。4）在着火时，应依据现场的条件及火灾的发展状况，决定对着火的汽车进行稳定作业。必要时，可采用消防过滤式综合防毒面罩或氧气呼吸机等措施，对受困者进行防护。5）当火灾不能被有效地控制住的时候，可以根据具体的情况，使用灭火毯等设备来对被困者进行保护，尽量减少对被困者的伤害，并快速地利用破拆、起重等救生设备来进行救援。6）对于没有被困的着火汽车，消防队员必须在离着火汽车 10m 以外的地方进行灭火。3.1.5现场移交在事故处理完毕后，要对事故现场进行全面细致的检查和清除，并将其转交给相关单位。疏散撤离时，要进行人数的统计和设备的布置。归队时，要快速地检查维护设备，补充消耗物资，恢复战备状态，并且要及时地汇报指挥部。请相关人员及时处置损坏的蓄电池，并科学安排运输方法，避免在运输和停放期间发生火灾。3.2 碰撞事故3.2.1风险评估1）确定事故车辆，事故现场和周围环境，以及遇难者人数和受伤程度。2）了解起火车辆的种类和型号，动力电池的种类和容量，车辆的最高电压和高压线路的走向，并在需要的时候与制造商或者本地的代理商取得有关车辆的具体资料5。3）检查电池系统，高压电线，动力马达等关键零件的损坏状况。4）对发生意外的汽车进行漏电，自燃，电解液飞溅，燃烧等危险因素进行分析，确定火灾发生地点和周围的消防水源，并做好扑救工作。5）根据事故严重程度划分警戒范围，如果有汽车涉水，要确定汽车的牵引位置、牵引方式，并确定汽车停车的安全范围。3.2.2现场管控按照发生意外的现场条件，对危险区域进行了合理的划分，并在原则上提出了下列建议：1）以事故车辆为工作点，周围 5m 为工作点。仅应由负责被困人员负责的救护工作人员方可进出，并应确保现场清洁，以利于实施营救工作。智 慧 交 通 新 业 态Maritime Safety 水上安全92）以发生意外的交通工具为中心，以 10m 为半径，划定工作区域。参加营救工作的人员可以进场，其中有配备了液压工具的动力装置，提供了应急照明，以及持水枪进行警戒的人员，确定了设备的位置，确定了垃圾堆放的位置。3.2.3稳固及断电1）关闭引擎，将车钥匙放入到距离肇事车 10m 远的信号屏蔽袋中，将 12V 蓄电池的电线割断并取出。2）关掉汽车的起动开关，把汽车的钥匙放在一个有信号屏蔽的口袋里，放在 10m 以外的地方，然后把高压电系统控制器保险丝取下来。3）救援人员应佩戴全套电绝缘装具，保证绝缘的前提下，拔下高压电维修开关，断开高压供电电源。3.2.4生命支持要在被困者的状态、受伤部位等方面，与医护人员一起进行适当的治疗，维持住他们的生命体征，并且要将触电、漏电等危险因素排除在外。3.2.5创建通道按照清除车辆玻璃、清除挡风玻璃、处理安全气囊、创造内部空间、明确解救路线、创造破拆点、拆除车门、拆除侧边、推离仪表板、破拆车顶的顺序，创建救援通道。3.2.6转运伤员针对受伤人员的受伤部位，选择了相应的搬运方式。如伤员头部或背部有损伤，或出现大小腿部、胳膊和骨盆等骨折时，不应采取坐式搬运操作。3.2.7现场检查和清除在事故处理完毕后，要对事故现场进行全面细致的检查和清除，并将其转交给相关单位。请相关人员及时处置损坏的蓄电池，并科学安排运输方法，避免在运输和停放期间发生火灾。4 注意事项1）不能用破拆工具穿过保护层，也不能穿透，切开，撬开，拆卸车辆结构避免造成与外部隔离的高压系统失效，发生触电的状况。2）在处理时，应做好各种保护工作，防止触电，电解液飞溅，爆炸等事故的发生。3）在拆除时，不要与受损的电池进行任何触摸，不要用任何工具切断高压电线，也不要刺穿高压电源，以免造成潜在的电击。4）在电池箱的外面应用灭火毛毡，以确保救援人员和被困人员不会被飞溅的电解液所伤。必要时，可采用消防过滤式综合防毒面具或空气呼吸机，为受困者及营救者提供呼吸防护；在施工过程中，如果施工场地的空气质量较好，可以采用人工鼓风或采用排烟机送风的方法来排除现场中的有害烟气。5）一旦发生火灾，在发生火灾的汽车内，电瓶内的温度突然升高，并有大量的浓烟冒出，必须迅速疏散到安全的地方。6）锂离子电池具有持续放电的特征，在火焰被扑灭之后，应该持续出水来对电池堆进行不断的降温，并用测温计对其进行监控，直到电池的温度低于160，并且经过评估没有发生燃烧和爆炸的危险。5 其他在火灾事故救援中，当有人员被困时，应选择进行主动式灭火。分为两种情况：一是高压电池未起火时，一组及时扑灭起火区域并关闭总电源，对电池进行冷却防止电池起火，另一组通过破拆等方式进行救人；二是高压电池起火，且无法关闭总电源时，应使用高压喷雾或干粉进行火势压制，同时穿戴好绝缘防护装备进行救人。值得注意的是，不应为使灭火剂能够顺利喷射到电池内部，而对车辆的结构进行刺穿、切割、撬、拆除等操作。当无人员被困时，分为两种情况：一是有条件关闭总电源时，应首先切断电源，随后保持 10m 以上的灭火距离出水灭火；二是没有条件关闭总电源时，应采用防护式灭火，保证水源充足，保持 10m 以上的灭火距离出水灭火。在车辆落水事故救援中，要通过识别车辆，侦查检测，判断事故车辆动力电池和高压电系统的是否发生漏电情况才可进行救援操作。6 结束语综上可以看出，新能源电动客车灾害事故的发生有着特殊的原因，如何剖析原因，分析规律，从而更好地予以救援技术的更新十分关键，本文对此作出梳理和总结，提出了多种情况之下所采用的救援技术，希望可以助力新能源电动客车灾害事故出现的概率。7 参考文献1 邓子杰,曾传华,柴李,等.灾害情况下基于改进蚁群算法的救援车辆路径优化 J.公路与汽运,2022(4):33-38.2 郑建春.地铁车辆基地出入段线内涝灾害数据采集与模拟分析:以北京易涝地铁车辆基地为例 J.安全,2022,43(7):1-8,88.3 申航宇.灾害情况下无人机与车辆协同路径规划研究 D.南充:西华大学,2021.4 谭洁,李文莉,刘康康.考虑二次灾害的开放式应急物流车辆路径问题 J.系统工程,2021,39(2):61-71.5 王泽健.洪涝灾害应急物流车辆路径优化 D.长沙:长沙理工大学,2020.