淺談電動車充電安全事故原因分析與解決方案

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著環保意識的增強和技術的進步，新能源汽車逐漸成為未來出行的主流選擇。然而，隨之而來的充電安全問題也日益凸顯，尤其是電氣火災風險，給人們的生命和財產安全帶來了嚴重威脅。本文從電池技術、充電設備、安裝維護、外部環境和應急響應等方面，深入分析了新能源汽車充電引發電氣火災的原因，并提出了相應的防范措施。文章強調，防范新能源汽車充電引發的電氣火災需要全社會的共同努力，包括企業、科研機構和公眾等各方，通過加強技術創新、標準化、教育培訓、監管執法和應急體系建設等方面的工作，共同推動新能源汽車產業的健康、安全、可持續發展。

關鍵詞：新能源，電氣火災，充電

1、引言

在當今社會，隨著環境問題的日益嚴重，新能源汽車作為綠色、低碳的出行方式，受到了越來越多的關注。各國紛紛出臺政策扶持新能源汽車產業的發展，推動新能源汽車在道路交通中的普及。然而，隨著新能源汽車數量的激增，與之相關的安全問題也逐漸凸顯出來，其中為引人矚目的就是電氣火災問題。因此，對新能源汽車充電引發的電氣火災進行深入分析，探討其產生的原因，可能帶來的影響，以及我們應如何有效防范，具有十分重要的現實意義。

2、新能源汽車充電技術概述

新能源汽車的充電技術是新能源汽車的核心技術之一，直接關系到新能源汽車的安全性和續航能力。目前，新能源汽車主要采用的是電動充電方式，包括交流充電和直流充電兩種。交流充電一般指的是通過交流充電樁對新能源汽車進行充電，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所的慢充；直流充電則是通過直流充電樁對新能源汽車進行充電，這種方式的充電速度較快，適用于高速公路服務區、大型商業等公共場所的快充。

除了以上兩種常見的充電方式外，還有一種名為無線充電的技術正在逐步發展和完善中。無線充電技術通過電磁場的傳遞，實現了新能源汽車與充電樁之間的無接觸充電，具有便捷、安全等優點。然而，無線充電技術目前仍處于初級階段，存在著充電效率低、成本高等問題，需要進一步的研究和改進。

3、新能源汽車充電引發電氣火災的原因分析

3.1電池問題

電池是新能源汽車的“心臟"，其安全性直接關系到整車的安全性。然而，由于目前電池技術仍存在一些局限性，如電池材料的熱穩定性較差、電池管理系統的不完善等，都給電池帶來了一定的安全隱患。例如，當電池溫度過高時，若沒有及時采取散熱措施，就可能導致電池熱失控現象的發生，從而引發火災。此外，電池內部的短路、過充、過放等也是引發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程中加強嚴格的質量控制和安全測試外，還需要建立完善的電池管理系統。該系統應能夠實時監測電池的工作狀態，包括電池的電壓、電流、溫度等參數，并對異常情況進行及時報警和處理。同時，電池管理系統還應具備與車輛其他控制系統的通信功能，能夠在必要時對車輛的行駛狀態進行干預和調整，以確保車輛的安全行駛。

3.2充電設備問題

充電設備是連接電池和外部電源的重要橋梁，其質量的好壞直接關系到充電過程的安全性。目前市場上存在著各種各樣的充電設備，其質量參差不齊。一些低質量的充電設備在設計和制造過程中可能存在著偷工減料、電路設計不合理等問題，這些問題都可能給充電過程帶來安全隱患。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程中發生過壓、過流等異常情況，從而引發火災。

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標準和質量檢測制度。對生產企業進行嚴格的資質審查和產品質量抽查，確保其生產的充電設備符合和行業的相關標準。其次，需要加強對充電設備的日常維護和保養工作。定期對充電設備進行檢查和維護，及時發現并處理存在的安全隱患。例如，對于發現外殼破損、線路老化等問題的充電設備，應立即停止使用并進行維修或更換。

3.3安裝和維護問題

充電設施的安裝和維護環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、安裝環境不符合要求或者維護不及時等，都可能給充電過程帶來安全隱患。例如，如果充電設施安裝在通風不良的環境中，就可能導致充電設備在長時間使用過程中溫度過高，從而加速設備老化、降低設備性能甚至引發火災。

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和數量，確保充電設施的便捷性和實用性。同時，要明確充電設施的安裝環境和要求，如通風、排水、防火等方面的規定，確保充電設施在良好的環境中運行。其次，需要加強對充電設施安裝和維護人員的培訓和管理。提高他們的專業技能和安全意識，確保他們能夠按照規范進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火災；不規范的停車行為可能導致充電設備受損或者誤用引發火災；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火災。

為了應對這些外部因素對新能源汽車充電安全的影響，我們需要采取一系列措施。首先，要加強對天氣等自然環境的監測和預警能力，及時發現并應對惡劣天氣對充電設施的影響。例如，在雷雨天氣來臨前暫停戶外充電設施的使用并進行檢查加固等工作。其次，要加強對公共停車場等場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，可以設置專門的新能源汽車停車位并配備相應的充電設施；對于違規停車或者損壞充電設施的行為要及時制止并進行處罰等。后，要加強社會治安綜合治理工作力度營造良好的社會氛圍保障新能源汽車充電設施的安全運行。例如可以加大對盜竊、破壞等違法犯zui行為的打擊力度提高違法成本起到震懾作用；同時也可以通過宣傳教育等方式提高公眾對新能源汽車充電設施的認知度和保護意識形成全社會共同關注和支持新能源汽車產業發展的良好氛圍。

4、新能源汽車充電引發電氣火災的影響

人員安全：新能源汽車充電引發的電氣火災可能導致人員傷亡事故。火災產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充電設施建設和使用過程中始終放在首wei的原則之一。

財產安全：除了對人員安全構成威脅外新能源汽車充電引發的電氣火災還會對財產安全造成嚴重損失。火災可能燒毀新能源汽車本身造成巨大的經濟損失；同時火勢可能蔓延至周圍的建筑物和設施對其造成不同程度的損壞甚至完quan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。因此加強對財產安全的保護也是防范新能源汽車充電引發的電氣火災需要重點考慮的方面之一。

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

5、組網架構

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

6、參考選型

7、相關產品介紹

7.1 7KW交流充電樁AEV-AC007D

7.2產品功能

（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，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與計費以及充電過程的聯動控制等。

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

（3）云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等。

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

（5）材質可靠：保證長期使用并抵御復雜天氣環境。

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

（7）資產安全：產品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、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產品功能：

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

（2）過載保護：當線路電流過載且持續時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，并發出聲光報警信號；

（3）表內超溫保護：當保護器內部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，并發出聲光報警信號；

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

8平臺功能

8.1 登錄

8.2首頁

平臺首頁顯示充電站的位置及在線情況，統計充電站的充電數據

8.3實時監控

（1）充電站監控

可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點擊某個充電槍編號后在進入充電槍監控頁面實時監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為50%，當變壓器負荷超過80%時，系統將不允許新增充電樁開始充電，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；可以對充電中的回路進行手動終止；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，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報警，如圖所示：

8.4 故障管理

（1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關聯的所有故障信息。如圖所示：

（2）故障派發

故障派發中記錄了當前待派發的故障信息。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，可查看指ding時段關聯站點和關聯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，可查看相關時間內的故障數、故障狀態、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

8.7財務報表

在財務報表中，可根據時間查看關聯站點的財務數據。如圖所示：

8.8收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示：

9案例實景

綜上所述，防范新能源汽車充電引發的電氣火災是一項復雜而艱巨的任務需要、企業和社會各方面的共同努力才能實現。我們應該從提高技術水平、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方面入手全面加強防范工作確保新能源汽車產業的健康可持續發展為人們創造更加安全、環保、便捷的出行環境。

參考文獻

[1]中國網.2022年我國機動車保有量達4.17億輛[DB/OL]./2023-01/11/content_5736176.htm

[2]央視網.應急管理部消防救援局公布2021年全國消防接處警與火災情況[DB/OL]

[3]吳志強,廖承林,李勇.新能源電動汽車消防安全現狀與思考[J].消防科學與技術,2019,38(1):148-150.

[4]朱小彤.新能源電動汽車消防安全現狀與思考[J].新型工業化,2021,11(7):203-204.9．

[5]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.

作者簡介：

任運業，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。