电动汽车充电站事故风险与处置要点评析

电动汽车充电站事故风险与处置要点评析

金磊 韩乙旻 朱嘉宁

上海市质量监督检验技术研究院  上海市普陀区  200333

摘要：充、换电站即为以“充电”或“快速更换电池”的形式向纯电动或混合动力汽车、电动自行车及时补充电能的能源站。随着新能源汽车行业的快速发展，全国充、换电站的数量也随之日益剧增，目前我国电动汽车和充电桩的数量都跃居世界第一，随着充电站的日益发展，全国由充电站充电设施、电动汽车动力电池，线路引发的触电、火灾、爆炸事故案例也迅速攀升。现场救援人员充分了解充电站充电基础设施工作原理及掌握灭火救援处置技术是成功安全处置的关键所在。

关键词：电动汽车；充电站；事故风险

引言

建设充电设施是推广电动汽车的一个重要先决条件，同时也是电动汽车商业化和产业化过程中的重要基石，据中国电动汽车充电基础设施促进联盟统计，截至2022年上半年，我国已累计建成充电基础设施392万台，到2025年将满足超过2000万辆电动汽车的充电需求。充电设施网络如此庞大，特别是利用率较高的直流充电设施是以高电压、大电流的形态面向使用者，因此加强对其安全隐患的辨识，创造安全的使用环境尤为重要。

1相关概念

1.1电动汽车

（1）纯电动汽车纯电动汽车同燃油汽车的主要区别在于驱动电机、调速控制器、动力电池、车载充电器四个部分，其通过专用的充电设备进行能源补充。驱动电机的功率和性能决定了车辆的马力。电池的容量决定了车辆的续航里程，而电池又分为铅酸、锂电等。（2）混合动力汽车.混合动力汽车一般指油电混合动力，以电动机帮助发动机共同驱动汽车。根据动力系统结构形式可分为串联式混合动力汽车（SHEV）、并联式混合动力汽车（PHEV）、混联式混合动力汽车（CHEV）三类。（3）燃料电池电动汽车。以燃料电池为动力的电动汽车，主要为氢氧混合燃料电池，可以在短时间内补充能源，和一般的化学电池作对比，通常以氢气为补充。目前燃料电池汽车的开发仍面临许多技术难题，其商业化的程度也在持续开发中。燃料电池汽车的优点主要集中在排放、经济性等方面。电动机的驱动电能来源于电池组储存的电能，其主要难点在于电池技术的发展瓶颈。电能驱动本身不会排放污染和有害气体，即便是按照发电厂的能耗计算排放，它的污染物的排放也显著减少，而且电动汽车还可以充分利用电力的峰谷效应，在晚间用电低谷时进行充电，提高能源利用率，大幅增加经济效益。

1.2电动汽车充电站

与我国相对落后的燃油车底盘、发动机、变速箱等核心技术不同的是，在新能源的核心“三电”技术我国企业技术扎实、部分领域处于世界领先，而针对不同的用户群体和使用场景来说，充电方便与否、充电效率的高低都是直接影响用车便利性的制约因素，目前新能源汽车的充电设施主要有公共充电桩、家用充电设施和换电等几种方式。电动汽车充电站是指为电动汽车提供公共充电服务的场所。从其定义可以看出，充电站的核心功能在于为电动汽车充电。在充电站内电动汽车通过接受外部电源给予的电能来实现充电，充电后电动汽车可以继续进行行驶，充电所需要的电能来自外部电源，而充电站需要对这些电能进行转化和管理，以确保供电的可靠性和稳定性。电动汽车充电站根据建设规模和使用场景可分为主体、辅助及补充三大类，主体包含大型建筑配建停车场、大型公共设施配建停车场、公共停车场、临时停车场，辅助包含内部停车场、住宅区停车场、公交及出租车专用停车场，补充包含集中式城市公用快充站与高速公路服务区配建城际快充站。

2电动汽车充电站事故风险与处置要点

2.1充电设备漏电

充电设备发生漏电，应立即停止充电，并告知工作人员迅速断开上一级配电箱，拔出充电枪或充电插头，并对现场进行紧急临时管控，设置警戒范围不少于100m，禁止无关人员进入现场危险区域，紧急疏散无关人员退出并距充电设备15m以外。救援人员到场立即展开侦察研判漏电设备是否已断电，同时了解带电设备情况，通过仪器检测再次确认，提醒其他充电人员禁止充电并疏散到警戒线以外，做好个人安全防护，进入漏电危险区域必须穿戴绝缘服、绝缘手套、绝缘胶靴，避免与带电体接触。

2.2 充电过程中漏电且起火

若充电过程中不仅发生故障漏电且伴随电气设备起火，现场工作人员第一时间断开上一级配电箱，除了按以上漏电事故处置实施外，还需谨慎处置带电火※灾，穿戴好安全防护绝缘装备，合理选择灭火剂及灭火方式。

起火初期，现场人员可就近取干粉灭火器对准起火部位火焰根部进行精准压制火势，或可迅速使用灭火毯遮盖窒息灭火。火势发展阶段，尽量使用二氧化碳、干粉等灭火剂进行灭火，火势较大需用水扑救时，与带电体保持10m以上安全距离。避免使用密集射流的直流水枪，应尽量采用雾状射流的喷雾水枪进行处置，为了保证枪口较好雾状程度，有效降低导电性能，喷雾水枪工作压力应保持在0.7MPa以上，水枪手应与带电体保持10m以上安全距离，向火势上方或上风风向射水，必要时采取水枪接地保护。加强周围环境、设备、车辆的冷却保护，防止发生爆炸伤害。当发现有人员触电时，应用绝缘体，如干燥的木棍、竹竿等将触电者与电源分离，并对触电人员及时采取不间断CPR心肺复苏等急救措施。带电灭火时，不得靠近电线或接头脱落的区域，尤其是给水区域，误入带电区域，为防止产生跨步电压，应双脚合拢或单脚跳离。明火熄灭后，为防止锂电池复燃，用水枪继续对火场环境及车身进行持续冷却降温1小时以上，并使用有毒、可燃、漏电探测仪对电池及事故车辆进行实时监测，严禁将直流射流直接射向未着火的电池模块，避免处置不当造成电池模块短路发生热失控。

2.3充电过程中电池异常

充电过程中，如果发现电池温度超过45℃，则需立即停止充电查看电池，如有焦糊刺鼻的异味、异常声响、异常升温或者电池舱内有烟雾冒出，应迅速拔出电动汽车充电枪或剪断充电线，使车辆断开与充电桩的连接，将事故车辆驶离充电区域。如果事故车辆已出现明火或无法启动，应立即通知周围车辆将车辆驶离危险区域，并按以下程序处理：在保持身体干燥及卸下随身金属物品的前提下，迅速断开上一级配电箱，将电池箱的锁扣开关打开，将电池箱拉出车体，尽量将电池与车体隔离10m以上距离，并立即通知专业人员前往现场处理。

2.4锂电池充电理化反应风险因素

锂电池是电动汽车的主要动力源。锂电池在正常充电时，电池内部发生一系列放热、氧化分解反应，缓慢释放出氢气、一氧化碳、二氧化碳和烃类气体。锂电池过充情况下可能会释放少量氧气，可燃气体在密闭空间内不断聚集，当与空气混合达到一定浓度（即氢气爆炸极限为4%～75%）时，充电产生的电火花就有可能引发爆炸燃烧，而缓慢释放的氧气的助燃作用，会使爆炸威力极大且难控制。从近年电动汽车火灾事故数据分析，绝大多数事故原因均为锂电池过充电、线路老化短路。电动汽车锂电池在长时间充电时，大量电流不仅会引起相关电气部件及输电导线持续发热，若电池散热功能达不到标准，还会加速导线绝缘层老化甚至融化，造成相关电气部件失效及短路，电池内部的放热、氧化分解反应会增加电池内部的温度和压力，极易引发锂电池热失控，导致自燃爆炸。

结束语

充电站点是个多系统的整体，若想安全运行就需要确保各个子系统协同一致。本文分析的电动汽车充电站事故风险与处置要点，消除充电站点的安全隐患，避免人民生命和财产损失，确保电动汽车充电站点安全，服务电动汽车行业发展。

参考文献

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[3]刘洪,许毅,王婷婷.电动汽车交流充电桩安全风险解析与关键试验研究[J].环境技术,2021,39(01):187-191.