淺談電動(dòng)車(chē)充電安全事故原因分析與解決方案

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著(zhù)環(huán)保意識的增強和技術(shù)的進(jìn)步，新能源汽車(chē)逐漸成為未來(lái)出行的主流選擇。然而，隨之而來(lái)的充電安全問(wèn)題也日益凸顯，尤其是電氣火災風(fēng)險，給人們的生命和財產(chǎn)安全帶來(lái)了嚴重威脅。本文從電池技術(shù)、充電設備、安裝維護、外部環(huán)境和應急響應等方面，深入分析了新能源汽車(chē)充電引發(fā)電氣火災的原因，并提出了相應的防范措施。文章強調，防范新能源汽車(chē)充電引發(fā)的電氣火災需要全社會(huì )的共同努力，包括企業(yè)、科研機構和公眾等各方，通過(guò)加強技術(shù)創(chuàng )新、標準化、教育培訓、監管執法和應急體系建設等方面的工作，共同推動(dòng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康、安全、可持續發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源，電氣火災，充電

1、引言

在當今社會(huì )，隨著(zhù)環(huán)境問(wèn)題的日益嚴重，新能源汽車(chē)作為綠色、低碳的出行方式，受到了越來(lái)越多的關(guān)注。各國紛紛出臺政策扶持新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)新能源汽車(chē)在道路交通中的普及。然而，隨著(zhù)新能源汽車(chē)數量的激增，與之相關(guān)的安全問(wèn)題也逐漸凸顯出來(lái)，其中為引人矚目的就是電氣火災問(wèn)題。因此，對新能源汽車(chē)充電引發(fā)的電氣火災進(jìn)行深入分析，探討其產(chǎn)生的原因，可能帶來(lái)的影響，以及我們應如何有效防范，具有十分重要的現實(shí)意義。

2、新能源汽車(chē)充電技術(shù)概述

新能源汽車(chē)的充電技術(shù)是新能源汽車(chē)的核心技術(shù)之一，直接關(guān)系到新能源汽車(chē)的安全性和續航能力。目前，新能源汽車(chē)主要采用的是電動(dòng)充電方式，包括交流充電和直流充電兩種。交流充電一般指的是通過(guò)交流充電樁對新能源汽車(chē)進(jìn)行充電，這種方式的充電速度相對較慢，適用于家庭慢充和小型公共場(chǎng)所的慢充；直流充電則是通過(guò)直流充電樁對新能源汽車(chē)進(jìn)行充電，這種方式的充電速度較快，適用于高速公路服務(wù)區、大型商業(yè)等公共場(chǎng)所的快充。

除了以上兩種常見(jiàn)的充電方式外，還有一種名為無(wú)線(xiàn)充電的技術(shù)正在逐步發(fā)展和完善中。無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)通過(guò)電磁場(chǎng)的傳遞，實(shí)現了新能源汽車(chē)與充電樁之間的無(wú)接觸充電，具有便捷、安全等優(yōu)點(diǎn)。然而，無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)目前仍處于初級階段，存在著(zhù)充電效率低、成本高等問(wèn)題，需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。

3、新能源汽車(chē)充電引發(fā)電氣火災的原因分析

3.1電池問(wèn)題

電池是新能源汽車(chē)的“心臟"，其安全性直接關(guān)系到整車(chē)的安全性。然而，由于目前電池技術(shù)仍存在一些局限性，如電池材料的熱穩定性較差、電池管理系統的不完善等，都給電池帶來(lái)了一定的安全隱患。例如，當電池溫度過(guò)高時(shí)，若沒(méi)有及時(shí)采取散熱措施，就可能導致電池熱失控現象的發(fā)生，從而引發(fā)火災。此外，電池內部的短路、過(guò)充、過(guò)放等也是引發(fā)電池火災的重要原因。

為了提高電池的安全性，除了需要在電池設計和制造過(guò)程中加強嚴格的質(zhì)量控制和安全測試外，還需要建立完善的電池管理系統。該系統應能夠實(shí)時(shí)監測電池的工作狀態(tài)，包括電池的電壓、電流、溫度等參數，并對異常情況進(jìn)行及時(shí)報警和處理。同時(shí)，電池管理系統還應具備與車(chē)輛其他控制系統的通信功能，能夠在必要時(shí)對車(chē)輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行干預和調整，以確保車(chē)輛的安全行駛。

3.2充電設備問(wèn)題

充電設備是連接電池和外部電源的重要橋梁，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到充電過(guò)程的安全性。目前市場(chǎng)上存在著(zhù)各種各樣的充電設備，其質(zhì)量參差不齊。一些低質(zhì)量的充電設備在設計和制造過(guò)程中可能存在著(zhù)偷工減料、電路設計不合理等問(wèn)題，這些問(wèn)題都可能給充電過(guò)程帶來(lái)安全隱患。例如，如果充電設備的保護電路設計不合理，就可能導致在充電過(guò)程中發(fā)生過(guò)壓、過(guò)流等異常情況，從而引發(fā)火災。

為了保障充電設備的安全性，首先需要制定和完善充電設備的生產(chǎn)標準和質(zhì)量檢測制度。對生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行嚴格的資質(zhì)審查和產(chǎn)品質(zhì)量抽查，確保其生產(chǎn)的充電設備符合和行業(yè)的相關(guān)標準。其次，需要加強對充電設備的日常維護和保養工作。定期對充電設備進(jìn)行檢查和維護，及時(shí)發(fā)現并處理存在的安全隱患。例如，對于發(fā)現外殼破損、線(xiàn)路老化等問(wèn)題的充電設備，應立即停止使用并進(jìn)行維修或更換。

3.3安裝和維護問(wèn)題

充電設施的安裝和維護環(huán)節也是影響充電安全的重要因素之一。如果充電設施的安裝位置選擇不當、安裝環(huán)境不符合要求或者維護不及時(shí)等，都可能給充電過(guò)程帶來(lái)安全隱患。例如，如果充電設施安裝在通風(fēng)不良的環(huán)境中，就可能導致充電設備在長(cháng)時(shí)間使用過(guò)程中溫度過(guò)高，從而加速設備老化、降低設備性能甚至引發(fā)火災。

為了保障充電設施的安裝和維護安全，首先需要制定完善的充電設施規劃和建設標準。根據城市規劃和交通流量等因素合理布局充電設施的建設地點(diǎn)和數量，確保充電設施的便捷性和實(shí)用性。同時(shí)，要明確充電設施的安裝環(huán)境和要求，如通風(fēng)、排水、防火等方面的規定，確保充電設施在良好的環(huán)境中運行。其次，需要加強對充電設施安裝和維護人員的培訓和管理。提高他們的專(zhuān)業(yè)技能和安全意識，確保他們能夠按照規范進(jìn)行充電設施的安裝和維護工作。對于違反操作規程、造成安全事故的人員，應依法追究其責任。

3.4外部因素

除了上述內部因素外，外部因素也是影響新能源汽車(chē)充電安全的重要因素之一。例如，惡劣的天氣條件（如暴雨、雷電等）可能導致充電設施損壞或者短路引發(fā)火災；不規范的停車(chē)行為可能導致充電設備受損或者誤用引發(fā)火災；惡意破壞或者違法行為也可能導致充電設施損壞或者引發(fā)火災。

為了應對這些外部因素對新能源汽車(chē)充電安全的影響，我們需要采取一系列措施。首先，要加強對天氣等自然環(huán)境的監測和預警能力，及時(shí)發(fā)現并應對惡劣天氣對充電設施的影響。例如，在雷雨天氣來(lái)臨前暫停戶(hù)外充電設施的使用并進(jìn)行檢查加固等工作。其次，要加強對公共停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所的管理和監督力度，確保充電設施的安全使用和規范管理。例如，可以設置專(zhuān)門(mén)的新能源汽車(chē)停車(chē)位并配備相應的充電設施；對于違規停車(chē)或者損壞充電設施的行為要及時(shí)制止并進(jìn)行處罰等。后，要加強社會(huì )治安綜合治理工作力度營(yíng)造良好的社會(huì )氛圍保障新能源汽車(chē)充電設施的安全運行。例如可以加大對盜竊、破壞等違法行為的打擊力度提高違法成本起到震懾作用；同時(shí)也可以通過(guò)宣傳教育等方式提高公眾對新能源汽車(chē)充電設施的認知度和保護意識形成全社會(huì )共同關(guān)注和支持新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好氛圍。

4、新能源汽車(chē)充電引發(fā)電氣火災的影響

人員安全：新能源汽車(chē)充電引發(fā)的電氣火災可能導致人員傷亡事故?；馂漠a(chǎn)生的濃煙和有毒氣體可能導致人員窒息身亡；火焰可能直接灼傷人員或者引發(fā)爆炸等次生災害對人員造成更嚴重的傷害。因此保障人員安全是新能源汽車(chē)充電設施建設和使用過(guò)程中始終放在的原則之一。

財產(chǎn)安全：除了對人員安全構成威脅外新能源汽車(chē)充電引發(fā)的電氣火災還會(huì )對財產(chǎn)安全造成嚴重損失?；馂目赡軣龤履茉雌?chē)本身造成巨大的經(jīng)濟損失；同時(shí)火勢可能蔓延至周?chē)慕ㄖ锖驮O施對其造成不同程度的損壞甚至損毀；此外火災還可能造成電力系統的癱瘓影響周邊地區的正常供電秩序等等。因此加強對財產(chǎn)安全的保護也是防范新能源汽車(chē)充電引發(fā)的電氣火災需要重點(diǎn)考慮的方面之一。

環(huán)境安全：新能源汽車(chē)的電池中含有大量的重金屬和有害物質(zhì)如鋰、鈷、鎳等這些物質(zhì)在火災中可能被釋放到大氣中對環(huán)境造成污染。此外火災還會(huì )產(chǎn)生大量的二氧化碳等溫室氣體加劇全球氣候變暖問(wèn)題。因此防范新能源汽車(chē)充電引發(fā)的電氣火災對于保護環(huán)境安全也具有重要意義。

5、組網(wǎng)架構

平臺采用分層分布式結構，主要由終端感知設備、邊緣計算網(wǎng)關(guān)和能效管理平臺層三個(gè)部分組成，詳細拓撲結構如下：

6、參考選型

7、相關(guān)產(chǎn)品介紹

7.1 7KW交流充電樁AEV-AC007D

7.2產(chǎn)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(tài)監測、故障狀態(tài)監測、充電計量與計費以及充電過(guò)程的聯(lián)動(dòng)控制等。

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

（3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實(shí)現實(shí)時(shí)監控，財務(wù)報表分析等等。

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

（5）材質(zhì)可靠：保證長(cháng)期使用并抵御復雜天氣環(huán)境。

（6）適配車(chē)型：滿(mǎn)足國標充電接口，適配所有符合GB/T 20234.2-2015國標的電動(dòng)汽車(chē)，適應不同車(chē)型的不同功率。

（7）資產(chǎn)安全：產(chǎn)品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車(chē)輛、人員的安全。

7.3 直流充電樁系列

7.4電氣火災探測器ARCM300-Z

7.5限流式保護器ASCP200

7.6產(chǎn)品功能：

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

（2）過(guò)載保護：當線(xiàn)路電流過(guò)載且持續時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間（3~60秒可設）時(shí)，保護器啟動(dòng)限流保護，并發(fā)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(guò)高時(shí)，保護器實(shí)施超溫限流保護，并發(fā)出聲光報警信號；

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

8平臺功能

8.1 登錄

8.2首頁(yè)

平臺首頁(yè)顯示充電站的位置及在線(xiàn)情況，統計充電站的充電數據

8.3實(shí)時(shí)監控

（1）充電站監控

可以按站點(diǎn)名稱(chēng)進(jìn)行篩選，顯示站點(diǎn)詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點(diǎn)擊某個(gè)充電槍編號后在進(jìn)入充電槍監控頁(yè)面實(shí)時(shí)監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過(guò)50%時(shí)，系統會(huì )限制新增開(kāi)始充電的充電樁的功率，降為50%，當變壓器負荷超過(guò)80%時(shí)，系統將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負荷下降為止。如圖所

統計當前充電站各充電樁回路的數據；通過(guò)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(tài)；可以對充電中的回路進(jìn)行手動(dòng)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(tài)，包括線(xiàn)路中的剩余電流、溫度及異常報警，如圖所示：

8.4 故障管理

（1）故障查詢(xún)

故障查詢(xún)中記錄了登錄用戶(hù)相關(guān)聯(lián)的所有故障信息。如圖所示：

（2）故障派發(fā)

故障派發(fā)中記錄了當前待派發(fā)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：

8.5能耗分析

在能耗分析中，可查看時(shí)段關(guān)聯(lián)站點(diǎn)和關(guān)聯(lián)樁的能耗信息并顯示對應的能耗趨勢圖。如圖所示：

8.6故障分析

在故障分析中，可查看相關(guān)時(shí)間內的故障數、故障狀態(tài)、故障類(lèi)型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

8.7財務(wù)報表

在財務(wù)報表中，可根據時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財務(wù)數據。如圖所示：

8.8收益查詢(xún)

在收益查詢(xún)中，可查看總的收益統計、收益變化曲線(xiàn)圖、支付占比餅圖以及實(shí)際收益報表。如圖所示：

9案例實(shí)景

綜上所述，防范新能源汽車(chē)充電引發(fā)的電氣火災是一項復雜而艱巨的任務(wù)需要、企業(yè)和社會(huì )各方面的共同努力才能實(shí)現。我們應該從提高技術(shù)水平、加強監管和標準制定、提升公眾安全意識以及建立健全應急機制等多個(gè)方面入手全面加強防范工作確保新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康可持續發(fā)展為人們創(chuàng )造更加安全、環(huán)保、便捷的出行環(huán)境。

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