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浅聊新能源汽车火灾原因及对策研究

安科瑞电子商务(上海)有限公司

2024/9/30 9:07:18>> 进入商铺

张继冬

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:随着全球对环境保护的日益重视和能源危机的不断加剧,新能源汽车作为一种绿色、环保的交通工具,正逐渐成为未来汽车发展的主流方向。然而,近年来新能源汽车火灾事故频发,给人们的生命财产安全带来了严重威胁。本文通过对新能源汽车火灾原因的分析,提出了相应的对策建议,旨在为新能源汽车的安全发展提供参考。

关键词:新能源汽车;火灾原因;对策研究
一、引言
新能源汽车以其节能环保、低噪音等优势,受到了政府和消费者的广泛关注和青睐。然而,随着新能源汽车保有量的不断增加,火灾事故也时有发生。新能源汽车火灾不仅会造成车辆的严重损毁,还可能危及人员生命安全,给社会带来不良影响。因此,深入研究新能源汽车火灾原因,并提出有效的对策措施,对于保障新能源汽车的安全运行具有重要意义。
二、新能源汽车火灾原因分析
(一)电池故障
  1. 电池热失控
    新能源汽车主要采用锂离子电池,在充放电过程中会产生热量。如果电池散热不良或内部出现短路、过充等异常情况,就可能导致电池温度急剧升高,引发热失控。热失控会使电池内部发生化学反应,释放出大量的热量和可燃气体,从而引发火灾。

  2. 电池老化
    随着使用时间的延长,电池的性能会逐渐下降,出现老化现象。老化的电池可能会出现内阻增大、容量衰减等问题,在充放电过程中容易产生过多的热量,增加火灾风险。

(二)电气系统故障
  1. 高压线路短路
    新能源汽车的电气系统中存在大量的高压线路,如果高压线路绝缘破损或受到外力挤压等原因导致短路,就会产生瞬间大电流,引发火灾。

  2. 电气设备故障
    新能源汽车中的电机、电控等电气设备在运行过程中如果出现故障,可能会产生过热、火花等现象,从而引发火灾。

(三)充电设施故障
  1. 充电桩故障
    充电桩在使用过程中如果出现电气故障、散热不良等问题,可能会导致充电过程中发生火灾。

  2. 充电操作不当
    用户在充电过程中如果不按照规范操作,如使用不合格的充电设备、过度充电等,也可能引发火灾。

(四)碰撞事故
新能源汽车在发生碰撞事故时,可能会导致电池包受损、高压线路短路等情况,从而引发火灾。此外,碰撞事故还可能引起燃油泄漏,如果与电气系统接触,也会增加火灾的风险。
(五)其他因素
  1. 高温环境
    在高温环境下,新能源汽车的电池和电气系统更容易出现故障,增加火灾风险。

  2. 车辆改装
    部分用户对新能源汽车进行非法改装,如加装大功率电器设备等,可能会导致电气系统负荷过大,引发火灾。

三、新能源汽车火灾对策研究
(一)提高电池安全性
  1. 优化电池设计
    电池生产企业应加强对电池的设计研发,提高电池的安全性和可靠性。例如,采用更安全的电池材料、优化电池结构设计、增加电池的散热性能等。

  2. 加强电池管理系统
    电池管理系统(BMS)是保障电池安全运行的关键。应不断完善 BMS 的功能,提高其对电池状态的监测精度和控制能力,及时发现并处理电池的异常情况,防止热失控的发生。

  3. 定期检测维护电池
    用户应按照车辆使用手册的要求,定期对电池进行检测维护,及时发现并处理电池的老化、损坏等问题。同时,汽车生产企业和售后服务机构也应加强对电池的检测和维护服务,确保电池的安全性能。

(二)加强电气系统安全管理
  1. 提高电气系统的绝缘性能
    加强对新能源汽车电气系统的绝缘设计和检测,确保高压线路和电气设备的绝缘性能良好,防止短路等故障的发生。

  2. 优化电气系统布局
    合理布局电气系统,减少高压线路的长度和交叉,降低电气系统的故障风险。同时,应加强对电气设备的散热设计,确保其在运行过程中不会过热。

  3. 加强电气系统的故障监测和诊断
    安装先进的电气系统故障监测和诊断设备,及时发现并处理电气系统的故障,防止火灾的发生。

(三)规范充电设施建设和使用
  1. 加强充电桩的质量监管
    政府相关部门应加强对充电桩生产企业的质量监管,确保充电桩的质量符合国家标准和安全要求。同时,应建立充电桩的定期检测和维护制度,及时发现并处理充电桩的故障。

  2. 规范充电操作
    用户应严格按照充电操作规范进行充电,使用合格的充电设备,避免过度充电、长时间充电等不当操作。同时,应加强对充电过程的监控,及时发现并处理异常情况。

  3. 推广智能充电技术
    推广智能充电技术,如智能充电桩、无线充电等,可以实现对充电过程的智能化管理,提高充电的安全性和效率。

(四)提高车辆碰撞安全性
  1. 加强车身结构设计
    汽车生产企业应加强新能源汽车的车身结构设计,提高车辆的碰撞安全性。例如,采用高强度材料、优化车身结构等,减少碰撞事故对电池和电气系统的损害。

  2. 安装碰撞安全装置
    安装碰撞安全装置,如碰撞传感器、自动断电装置等,可以在车辆发生碰撞事故时及时切断电源,防止火灾的发生。

(五)加强宣传教育和监管力度
  1. 加强宣传教育
    政府相关部门和汽车生产企业应加强对新能源汽车用户的宣传教育,提高用户的安全意识和操作技能。例如,通过宣传手册、网络媒体等方式,向用户普及新能源汽车的安全知识和操作规范。

  2. 加强监管力度
    政府相关部门应加强对新能源汽车生产、销售、使用等环节的监管力度,严厉打击非法改装、违规充电等行为,确保新能源汽车的安全运行。

四、安科瑞AcrelCloud-9000充电站运营平台

(一)平台概述

安科瑞充电站运营平台依托物联网、云计算、互联网、大数据、AI等技术,对充电站配电系统的运行、电能消耗、电能质量、充电安全和行为安全进行实时监控和预警,为充电站的可靠、安全、经济运行提供保障,并及时切除安全隐患、避免电气火灾发生,从而保障人员的生命财产安全,打造“安全、高效、舒适、绿色”的“人—车—桩—电网—互联网—多种增值业务”的智慧充电站,提升充电站的社会和经济价值。

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(二)适用场合

可广泛应用于医院、学校、酒店、体育场等公共建筑;商业广场、产业园等综合园区;企业、住宅小区等场所。

(三)系统结构

平台采用分层分布式结构,主要由感知层、网络层和平台层三个部分组成,详细拓扑结构如下:

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现场设备层:连接于网络中的各类传感器,包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。

网络通讯层:包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据,并可进行规约转换,数据存储,并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器,智能网关可在网络故障时将数据存储在本地,待网络恢复时从中断的位置继续上传数据,保证服务器端数据不丢失。

平台管理层:包含应用服务器和数据服务器,完成对现场所有智能设备的数据交换,可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为,并完成微信、支付宝在线支付等应用。

多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电气火灾探测器、限流式保护器、智能插座可通过全网通4G通讯模组与平台直接通讯。

电能质量分析仪表、烟雾传感器和测温装置通过RS485,摄像头通过RJ45与智能网关通讯,再由智能网关通讯通过4G统一与平台通讯。

限流式保护器既可以通过4G连接平台,也可以通过RS485连接网关。

平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后,客户可以在任意能联网的地方,通过有权限的账号登陆网页以及手机APP查看各处的运行情况

(四)相关产品介绍

1、1.7KW交流充电桩AEV-AC007D

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2、直流充电桩系列

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3、电气火灾探测器ARCM300-Z

 

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4、限流式保护器ASCP200

 

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产品功能:

(1)短路保护:保护器实时监测用电线路电流,当线路发生短路故障时,能在150微秒内实现快速限流保护,并发出声光报警信号;

(2)过载保护:当线路电流过载且持续时间超过动作时间(3~60秒可设)时,保护器启动限流保护,并发出声光报警信号;

(3)表内超温保护:当保护器内部器件工作温度过高时,保护器实施超温限流保护,并发出声光报警信号;

(4)组网通讯:保护器具有1路RS485接口,可以将数据发送到后台监控系统,实现远程监控。

(五)平台功能

1、首页

平台首页显示充电站的位置及在线情况,统计充电站的充电数据

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2、实时监控

2.1充电站监控

可以按站点名称进行筛选,显示站点详情、充电枪列表、统计订单信息、故障记录,点击某个充电枪编号后在进入充电枪监控页面实时监测变压器负荷(搭配ACM300T、ADW300),当负荷超过50%时,系统会限制新增开始充电的充电桩的功率,降为50%,当变压器负荷超过80%时,系统将不允许新增充电桩开始充电,直到负荷下降为止。如图所示:

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统计当前充电站各充电桩回路的数据;通过卡片的形式展现充电桩的数据;显示故障列表;如图所示:

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2.2充电桩监控

显示充电桩充电数据;显示各回路的充电状态;可以对充电中的回路进行手动终止;显示订单信息、故障信息;如图所示:

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2.3设备监控

显示限流式保护器的状态,包括线路中的剩余电流、温度及异常报警,如图所示:

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3、故障管理

3.1故障查询

故障查询中记录了登录用户相关联的所有故障信息。如图所示:

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3.2故障派发

故障派发中记录了当前待派发的故障信息。如图所示:

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3.3故障处理

故障处理中记录了当前待处理的故障信息。如图所示:

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3.4能耗分析

在能耗分析中,可查看关联站点和关联桩的能耗信息并显示对应的能耗趋势图。如图所示:

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3.5财务报表

在财务报表中,可根据时间查看关联站点的财务数据。如图所示:

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3.6收益查询

在收益查询中,可查看总的收益统计、收益变化曲线图、支付占比饼图以及实际收益报表。如图所示:

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五、结语

新能源汽车作为一种新兴的交通工具,具有广阔的发展前景。然而,新能源汽车火灾事故的频发也给其发展带来了一定的挑战。通过对新能源汽车火灾原因的分析,我们可以看出,电池故障、电气系统故障、充电设施故障、碰撞事故等是引发新能源汽车火灾的主要原因。为了有效预防和减少新能源汽车火灾事故的发生,我们应从提高电池安全性、加强电气系统安全管理、规范充电设施建设和使用、提高车辆碰撞安全性、加强宣传教育和监管力度等方面入手,采取有效的对策措施。只有这样,才能确保新能源汽车的安全运行,推动新能源汽车产业的健康发展。

参考文献:

[1]胡超.新能源汽车电池热失控火灾原因和防控措施[J].价值工程,2021,40(1)

[2]郑文君.新能源汽车火灾危险性分析[J].安防科技,2021(5)[3]邰锋.新能源汽车火灾原因分析及对策研究[J].安防科技2021(11).

[3]徐松宝.浅析新能源汽车火灾原因及其灭火救援对策研究[J].

[7]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.

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