浅谈新能源汽车（锂电池火灾） 灭火救援技术

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摘 要：随着国家提出2030年碳达峰，2060年碳综合大战略，宁德时代、比亚迪等企业新能源产业链的形成，搭载着三元锂电池、磷酸铁锂电池等各种电池的新能源车已走进千家万户，融入人们的日常出行。因此，针对新能源汽车（锂电池火灾）灭火救援技术的研究很有意义。

关键词：消防；新能源汽车；锂电池;火灾；救援技术。

2021年纯电动汽车销量273.4万辆，截止目前，我国新能源汽车累计推广1033万辆，纯电动汽车在中国新能源汽车市场的渗透率已达80％。不可否认的是，虽然续航焦虑、补能焦虑一直围绕着新能源汽车，但在各种新能源车事故问题中，新能源汽车起火显得尤为严峻。据统计2021年全国新能源汽车火灾共发生约3000余起，新能源车的火灾风险总体高于传统汽车。

一、新能源汽车电池燃烧机理及火灾特点

动力电池体系内部的放热现象是一种由电化学反应引发的热现象。温度上升的结果，可造成以下两种极端情况。一是反应物质的温度达到其着火温度而发生火灾；二是由于动力电池形成的是一个封闭体系，当体系内部温度上升，使体系内部的反应速度进一步加快，温度进一步升高，反应物蒸气压急剧上升，活性物质分解，活性物质和电解液的反应都会产生一定量可燃气体，遇到明火或电火花会引发气体爆炸。锂离子电池处于短路、过热、挤压等滥用条件下，电池可能产生大量的热，从而引发内部电解液和电极材料的链式反应，进而发生热失控，并可能发展为大规模的爆炸、火灾事故。锂电池火灾对于我们消防救援人员来说，有着与其他火灾不尽相同的特点。

（一）事故突发性强，火势发展迅猛。动力电池有多种起火诱因，起火时间和地点无法预测，在充电站充电时、驾驶时、静置停车时都有起火风险，事故突发性强，难以编制预案。锂离子电池本身一旦发生热失控，火势发展速度迅猛，而汽车内饰多是易燃物，火势在几分钟内就进入迅速发展阶段，难以控制。尤其是在车流量大的路口、街道、高速公路等，一旦发生火灾，可能引燃周边其他车辆，造成连锁反应，后果不堪设想。

（二）潜在危险性大，易导致中毒和爆炸。相比传统汽车，电动汽车动力电池受到外部刺激短路后，并不会立刻起火，而是当内部的热量积累到一定的程度时才会引起火灾，这就造成了潜在的危险性。动力电池发生热失控后升温速度快，中心区域温度可达800℃以上，而常规汽油燃烧的温度在400℃左右。因此，电动汽车的燃烧温度远高于一般的燃料汽车。锂离子电池燃烧时，含钴的正极材料会受热分解产生有毒的含钴氧化物，负极材料受热会产生一氧化碳等有毒物质，电解质等材料在高温下会产生大量的烯烃、烷烃、醚等化合物，这些物质都具有一定程度的毒性。

（三）火灾扑救困难，灭火技术要求高。电池中的一些成分在高温下会生成氧化物，即使在缺氧环境下也能继续燃烧，通过窒息来灭火无济于事，而动力电池的电芯外部由外壳材料包裹，灭火剂一般很难作用于电芯内部。因此，干粉、气凝胶等灭火剂对锂离子电池的灭火效果并不理想。电池燃烧时电解液挥发、分解产生可燃的气液混合物冲开安全泄压装置发生喷溅，最远距离可达5m，对救援人员的安全造成严重威胁。此外，电动汽车的高压线路一旦处置不当，很可能对救援人员造成电击危险。

（四）容易复燃，持续时间长。锂离子电池明火扑灭后内部仍然处于热失控的状态，存在升温复燃的风险。对于电动汽车而言，为防止复燃，需要在火火后对动力电池进行长时间的监护。

二、新能源电动车火灾处置

如果发生新能源电动车（锂电池）火灾，通常来说按照如下的步骤进行应急处理。

（一）接警调度

1.接警后，应当询问知情人事故车辆型号，必要时应联系生产厂商或当地经销商、调阅新能源汽车资料库、汽车服务手册等资料，将救援注意事项通知指挥员。

2.以水罐消防车、抢险救援车作为第一出动力量，携带绝缘破拆工具、漏电探测仪、红外测温仪以及固定、支撑、破拆、警戒、救生等器材到场处置，必要时调集社会联动力量协助处置。

（二）警戒

1.根据事故严重程度划分警戒范围，疏散围观群众，协调交警部门疏导附近交通。

2.对于单辆电动汽车起火事故，应在15m范围设置工作区，禁止无关车辆、人员进入；在10m范围设置作业区，只允许救援人员进入，在高速公路上应当适当扩大警戒范围。

3.为防止电池突然爆炸，应专门设置安全员持续监测动力电池的温度，当温度异常升高、电池产生白烟时，应及时扩大警戒范围保护救援人员安全。

（三）侦察

1.周边情况侦查，是否有被困人员、被困人员数量、伤情情况、车辆受损情况，是否有漏液、有无燃烧爆炸危险、对周围车辆、建筑和人员的威胁情况等。

2.辨识车辆，通过车辆号牌、车身标识等确定事故车辆是否为电动汽车。例如，电动汽车在车身、车尾部有“EV”、“Hybrid”、“电动汽车”等字样。若为电动汽车应查明事故车辆类型、动力电池种类、高压线走向、电气系统受损情况，查明车辆主开关位置及其状态。

（四）固定

1.根据现场环境、火势发展情况和车体变形程度，判断是否对事故车辆实施稳固操作。

2.由于电池处于热失控的情况下，侧翻车辆有可能造成电池热失控的加剧，因而严禁盲目对车辆进行侧翻等操作。

3.对于车体未变形的车辆，原则上不需要对车体进行固定；对于车体变形的车辆，应当在到场后的第一时间对车体进行固定，防止射水对车体造成晃动，加剧电池反应。

（五）断电

1.事故车辆在确保自动断电后，仍应对其进行手动断电，确保高压线路处于断电状态。

2.自动断电：关闭车辆启动开关，将具有启动功能的车辆钥匙装入信号屏蔽袋或置于距离事故车辆10m外。

3.手动断电：根据随车配备的汽车服务手册、《救援指南》及张贴的危险警告，明确高压部件及断电开关位置，通过将汽车置于关闭状态、切断动力电池的供电系统、拔掉动力电池的保险丝等措施，确保汽车电路系统充分放电。

4.如有必要，应当使用绝缘器材手动却段高压线路。在电动汽车电路排线中，高压线束通常采用醒目的红色或橙色，沿车底贯穿整个车身，低压线路通常黄色标记，可以用绝缘胶带进行缠绕，达到断电效果。

（六）灭火救援

1.当有人员被困时，救援人员应当根据被困人员伤情及火势大小确定不同的战术措施。

2.在火势无法迅速控制时，可以采用灭火毯对被困人员实施保护，避免被困人员受到伤害，并迅速使用喷雾水压制火势，对车辆进行破拆，起重，展开救援。

3.对切断电源车辆，应当利用无齿锯、剪切器、扩张器等工具对车辆进行破拆，救援被困人员。破拆时，严禁直接接触电池系统，严禁使用工具切割高压线路或刺穿引擎盖、电池包等部件，防止切割机切割时出现的火花引燃电池释放的可燃气体。

4.当没有人员被困、电池发生燃烧时，消防员应在距离起火车辆10~15m外出水灭火，周围没有足够水源时，指挥员可以选择监护事故车辆燃尽。当事故车辆电池未着火或电池未见明火时，可以选择将电池从事故车上破拆出来，用大量的水冷却，防止电池起火后依然其他部位，造成火势蔓延扩大。

5.油电混合动力汽车发生起火时，应当特别注意油箱、电池等关键部位的冷却灭火；当燃油泄漏时，应当喷射泡沫覆盖泄漏区域，防止油蒸气燃烧爆炸。

（七）监测

对事故车辆进行灭火救援时，安全员应利用红外测温仪等器材对电池温度进行实时监测，一旦发现内部温度急剧升高或电池产生大量白色烟雾，应立即停止灭火和救援行动，采用喷雾水枪迅速降温，防止电池突然爆炸威胁被困人员和救援人员安全。锂离子电池灭火后很容易复燃。因此在明火熄灭后应对电池进行持续冷却，直至电池温度降至160℃以下且没有升温迹象时，可以认为没有复燃风险。

三、灭火剂的选择

电动汽车一般采用锂电池，所以扑救难度大，火灾程度高。灭火剂的选择十分重要，我们总认为想要灭火，水是最主要的，但是面对锂电池起火，单单凭借水去灭，不仅要消耗大量的水，并且耗费时间长。研究结果表明，对于单体动力电池火灾，ABC干粉、七氟丙烷（HFC）、水、全氟己酮和二氧化碳灭火剂均能快速熄灭电池明火，但CO2灭火剂灭火后电池出现了复燃；电池灭火过程中，不同的灭火剂在抑制电池温度上升表现出明显差异，其中，抑制温升效果优劣依次为水、全氟己酮、HFC、ABC干粉和二氧化碳。

针对锂电池的灭火研究，已经在国内引起了重视。但具体灭火手段研究方面，走在前面的是德国，美国和英国。德国，针对电动汽车火灾的扑救，进行过对比实验。结果发现，电动汽车火灾可以用水扑灭，但是耗水量大。添加F-500和Firesorb添加剂后，灭火效果大为改观。美国的研究发现，锂电池火灾本质上是热失控引起的，灭火手段中降温是一个重点。针对便携式设备的锂电池起火，筛选实验结果显示，水基灭火剂降温效果最好，气体及干粉类灭火剂效果不佳。英国主要是针对航空过程中的便携设备锂电池起火进行实验，筛选出的灭火剂类型为Halon和FE-36，并规定使用它们处置航班上发生的锂电池起火。

四、注意事项

（一）充电时引发火灾。电动汽车在充换电发生火灾时，救援人员应首先确定充换电站的电源位置并进行手动断电，迅速启动固定灭火设施；救援人员在做好个人防护后，宜用移动式水力排烟机进行主动送风，消除大量浓烟，拔出电动汽车的充电枪，并使用红外热像仪寻找着火点，使用大量的水进行灭火。

（二）个人防护。消防员在处置过程中必须佩戴头盔，头套和灭火防护服，如需处置高压电系统，必须佩戴绝缘手套，灭火时必须保持一定的安全距离，防止电池爆炸和电解液喷溅等危险，锂离子电池起火后产生氟化氢、氰化氢等大量有毒气体，因而必须在火场上风向实施灭火，消防员必须佩戴呼吸防护装备如综合防毒面具，空气呼吸器等。