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浅谈电动车充电安全事故原因分析与解决方案

更新时间:2024-06-27 浏览次数:134

摘要:随着环保意识的增强和技术的进步,新能源汽车逐渐成为未来出行的主流选择。然而,随之而来的充电安全问题也日益凸显,尤其是电气火灾风险,给人们的生命和财产安全带来了严重威胁。本文从电池技术、充电设备、安装维护、外部环境和应急响应等方面,深入分析了新能源汽车充电引发电气火灾的原因,并提出了相应的防范措施。文章强调,防范新能源汽车充电引发的电气火灾需要全社会的共同努力,包括企业、科研机构和公众等各方,通过加强技术创新、标准化、教育培训、监管执法和应急体系建设等方面的工作,共同推动新能源汽车产业的健康、安全、可持续发展。

关键词:新能源,电气火灾,充电

1、引言

在当今社会,随着环境问题的日益严重,新能源汽车作为绿色、低碳的出行方式,受到了越来越多的关注。各国纷纷出台政策扶持新能源汽车产业的发展,推动新能源汽车在道路交通中的普及。然而,随着新能源汽车数量的激增,与之相关的安全问题也逐渐凸显出来,其中为引人瞩目的就是电气火灾问题。因此,对新能源汽车充电引发的电气火灾进行深入分析,探讨其产生的原因,可能带来的影响,以及我们应如何有效防范,具有十分重要的现实意义。

2、新能源汽车充电技术概述

新能源汽车的充电技术是新能源汽车的核心技术之一,直接关系到新能源汽车的安全性和续航能力。目前,新能源汽车主要采用的是电动充电方式,包括交流充电和直流充电两种。交流充电一般指的是通过交流充电桩对新能源汽车进行充电,这种方式的充电速度相对较慢,适用于家庭慢充和小型公共场所的慢充;直流充电则是通过直流充电桩对新能源汽车进行充电,这种方式的充电速度较快,适用于高速公路服务区、大型商业等公共场所的快充。

除了以上两种常见的充电方式外,还有一种名为无线充电的技术正在逐步发展和完善中。无线充电技术通过电磁场的传递,实现了新能源汽车与充电桩之间的无接触充电,具有便捷、安全等优点。然而,无线充电技术目前仍处于初级阶段,存在着充电效率低、成本高等问题,需要进一步的研究和改进。

3、新能源汽车充电引发电气火灾的原因分析

3.1电池问题

电池是新能源汽车的“心脏",其安全性直接关系到整车的安全性。然而,由于目前电池技术仍存在一些局限性,如电池材料的热稳定性较差、电池管理系统的不完善等,都给电池带来了一定的安全隐患。例如,当电池温度过高时,若没有及时采取散热措施,就可能导致电池热失控现象的发生,从而引发火灾。此外,电池内部的短路、过充、过放等也是引发电池火灾的重要原因。

为了提高电池的安全性,除了需要在电池设计和制造过程中加强严格的质量控制和安全测试外,还需要建立完善的电池管理系统。该系统应能够实时监测电池的工作状态,包括电池的电压、电流、温度等参数,并对异常情况进行及时报警和处理。同时,电池管理系统还应具备与车辆其他控制系统的通信功能,能够在必要时对车辆的行驶状态进行干预和调整,以确保车辆的安全行驶。

3.2充电设备问题

充电设备是连接电池和外部电源的重要桥梁,其质量的好坏直接关系到充电过程的安全性。目前市场上存在着各种各样的充电设备,其质量参差不齐。一些低质量的充电设备在设计和制造过程中可能存在着偷工减料、电路设计不合理等问题,这些问题都可能给充电过程带来安全隐患。例如,如果充电设备的保护电路设计不合理,就可能导致在充电过程中发生过压、过流等异常情况,从而引发火灾。

为了保障充电设备的安全性,首先需要制定和完善充电设备的生产标准和质量检测制度。对生产企业进行严格的资质审查和产品质量抽查,确保其生产的充电设备符合和行业的相关标准。其次,需要加强对充电设备的日常维护和保养工作。定期对充电设备进行检查和维护,及时发现并处理存在的安全隐患。例如,对于发现外壳破损、线路老化等问题的充电设备,应立即停止使用并进行维修或更换。

3.3安装和维护问题

充电设施的安装和维护环节也是影响充电安全的重要因素之一。如果充电设施的安装位置选择不当、安装环境不符合要求或者维护不及时等,都可能给充电过程带来安全隐患。例如,如果充电设施安装在通风不良的环境中,就可能导致充电设备在长时间使用过程中温度过高,从而加速设备老化、降低设备性能甚至引发火灾。

为了保障充电设施的安装和维护安全,首先需要制定完善的充电设施规划和建设标准。根据城市规划和交通流量等因素合理布局充电设施的建设地点和数量,确保充电设施的便捷性和实用性。同时,要明确充电设施的安装环境和要求,如通风、排水、防火等方面的规定,确保充电设施在良好的环境中运行。其次,需要加强对充电设施安装和维护人员的培训和管理。提高他们的专业技能和安全意识,确保他们能够按照规范进行充电设施的安装和维护工作。对于违反操作规程、造成安全事故的人员,应依法追究其责任。

3.4外部因素

除了上述内部因素外,外部因素也是影响新能源汽车充电安全的重要因素之一。例如,恶劣的天气条件(如暴雨、雷电等)可能导致充电设施损坏或者短路引发火灾;不规范的停车行为可能导致充电设备受损或者误用引发火灾;恶意破坏或者违法行为也可能导致充电设施损坏或者引发火灾。

为了应对这些外部因素对新能源汽车充电安全的影响,我们需要采取一系列措施。首先,要加强对天气等自然环境的监测和预警能力,及时发现并应对恶劣天气对充电设施的影响。例如,在雷雨天气来临前暂停户外充电设施的使用并进行检查加固等工作。其次,要加强对公共停车场等场所的管理和监督力度,确保充电设施的安全使用和规范管理。例如,可以设置专门的新能源汽车停车位并配备相应的充电设施;对于违规停车或者损坏充电设施的行为要及时制止并进行处罚等。后,要加强社会治安综合治理工作力度营造良好的社会氛围保障新能源汽车充电设施的安全运行。例如可以加大对盗窃、破坏等违法行为的打击力度提高违法成本起到震慑作用;同时也可以通过宣传教育等方式提高公众对新能源汽车充电设施的认知度和保护意识形成全社会共同关注和支持新能源汽车产业发展的良好氛围。

4、新能源汽车充电引发电气火灾的影响

人员安全:新能源汽车充电引发的电气火灾可能导致人员伤亡事故。火灾产生的浓烟和有毒气体可能导致人员窒息身亡;火焰可能直接灼伤人员或者引发爆炸等次生灾害对人员造成更严重的伤害。因此保障人员安全是新能源汽车充电设施建设和使用过程中始终放在重要位置的原则之一。

财产安全:除了对人员安全构成威胁外新能源汽车充电引发的电气火灾还会对财产安全造成严重损失。火灾可能烧毁新能源汽车本身造成巨大的经济损失;同时火势可能蔓延至周围的建筑物和设施对其造成不同程度的损坏甚至损毁;此外火灾还可能造成电力系统的瘫痪影响周边地区的正常供电秩序等等。因此加强对财产安全的保护也是防范新能源汽车充电引发的电气火灾需要重点考虑的方面之一。

环境安全:新能源汽车的电池中含有大量的重金属和有害物质如锂、钴、镍等这些物质在火灾中可能被释放到大气中对环境造成污染。此外火灾还会产生大量的二氧化碳等温室气体加剧全球气候变暖问题。因此防范新能源汽车充电引发的电气火灾对于保护环境安全也具有重要意义。

5、组网架构

平台采用分层分布式结构,主要由终端感知设备、边缘计算网关和能效管理平台层三个部分组成,详细拓扑结构如下:

6、参考选型

序号

名称

单位

1

智慧用电云平台

EIOT

2

电气火灾探测器

ARCM300系列

3

限流式保护器

ASCP系列

4

汽车充电桩

AEV200系列

7、相关产品介绍

7.1 7KW交流充电桩AEV-AC007D

7.2产品功能

(1)智能监测:充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能,如运行状态监测、故障状态监测、充电计量与计费以及充电过程的联动控制等。

(2)智能计量:输出配置智能电能表,进行充电计量,具备完善的通信功能,可将计量信息通过RS485分别上传给充电桩智能控制器和网络运营平台。

(3)云平台:具备连接云平台的功能,可以实现实时监控,财务报表分析等等。

(4)保护功能:具备防雷保护、过载保护、短路保护,漏电保护和接地保护等功能。

(5)材质可靠:保证长期使用并抵御复杂天气环境。

(6)适配车型:满足国标充电接口,适配所有符合GB/T 20234.2-2015国标的电动汽车,适应不同车型的不同功率。

(7)资产安全:产品全部由中国平安保险承保,充分保障设备、车辆、人员的安全。

7.3 直流充电桩系列

7.4电气火灾探测器ARCM300-Z

序号

名称

型号、规格

单位

数量

备注

1

电气火灾监控装置

三相(I、U、Kw、Kvar、Kwh、Kvarh、Hz、COSφ),视在电能、四象限电能计算,单回路剩余电流监测,4路温度监测,2路继电器输出,2路开关量输入,事件记录,内置时钟,点阵式LCD显示,1路独立RS485/Modbus通讯,支持4G/NB等多种无线上传方案,支持断电报警上传功能。

1

安科瑞

7.5限流式保护器ASCP200

IMG_263

7.6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。

8平台功能

8.1 登录

8.2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

8.3实时监控

(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1710933147874

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:

(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:

(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:

8.4 故障管理

(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:

(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:

(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:

8.5能耗分析

在能耗分析中,可查看时段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:

8.6故障分析

在故障分析中,可查看相关时间内的故障数、故障状态、故障类型、趋势分析以及故障列表。如图所示:

8.7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:

8.8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:

9案例实景

综上所述,防范新能源汽车充电引发的电气火灾是一项复杂而艰巨的任务需要、企业和社会各方面的共同努力才能实现。我们应该从提高技术水平、加强监管和标准制定、提升公众安全意识以及建立健全应急机制等多个方面入手全面加强防范工作确保新能源汽车产业的健康可持续发展为人们创造更加安全、环保、便捷的出行环境。

参考文献

[1]中国网.2022年我国机动车保有量达4.17亿辆[DB/OL]

[2]央视网.应急管理部消防救援局公布2021年全国消防接处警与火灾情况[DB/OL]

[3]吴志强,廖承林,李勇.新能源电动汽车消防安全现状与思考[J].消防科学与技术,2019,38(1):148-150.

[4]朱小彤.新能源电动汽车消防安全现状与思考[J].新型工业化,2021,11(7):203-204.9.

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.


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