安科瑞智慧消防云平台在地下车库电动汽车充电桩项目的研究和应用

摘要：地下车库作为城市建设中不可或缺的重要设施，承载着大量车辆和人员。当前，新能源电动汽车持续发展，逐渐成为主流，同时新能源电动汽车火灾事故的发生给地下车库安全管理带来了新的挑战。为有效防范和扑救地下车库新能源电动汽车火灾，需要采取科学的策略和应对技术。基于此，本文简要讨论了新能源电动汽车起火的主要原因和火灾特点，深入探讨新能源电动汽车火灾扑救策略与技术，以供参考。

关键词：地下车库；新能源电动汽车火灾；扑救策略

引言

地下车库的特殊环境使得火灾扑救变得更加困难和复杂，加之新能源电动汽车的电池特性和安全隐患，火灾一旦发生往往具有较大的危害性和风险性。因此，研究新能源电动汽车火灾扑救策略与技术显得尤为迫切。通过制定科学、合理的火灾预防计划、建立完善的监测系统和应急预案以及引入灭火装备和技术手段，能够有效提升地下车库新能源电动汽车火灾扑救的应对能力和效率，程度降低人员伤亡和财产损失。

一、新能源电动汽车起火的主要原因

1.电池老化

随着电池使用时间的延长和充放电循环次数的增多，电池内部的化学反应会逐渐失活，导致电池容量、能量密度降低，电阻增加，电压波动加剧，从而影响电池的性能表现。失活的电池在充电、放电过程中易出现异常，增加了电池发生问题的风险，一旦出现过充、过放或短路等情况，就有可能引发火灾。在电池老化过程中，电池内部的隔膜、电解质等关键部件会逐渐受损，随着时间的推移，出现内部短路的可能性也在增加。一旦电池内部短路，会导致电池内部能量迅速释放，产生大量高温烟气和热量，进而引发电池着火或爆炸，造成严重的安全事故。随着电池老化，电池内部的自放电率会增加，电池内部的热量产生速度也会加快。当电池在充电、放电或高温环境下工作时，由于老化引起的内部电阻增加，会导致电池发生过热现象，过度的高温会导致电池结构及电解质破坏，进而引发电池着火，甚至爆炸，威胁乘车人员和车辆安全。

2.物理破坏

地下车库环境对电池系统的温度和湿度有一定要求，但地下车库内的通风和温湿度控制不如地面环境稳定。当电池系统遭受外部冲击或压力、电池包内部某些单体短路、发生极性反应或者过度充放电时，可能导致电池过热甚至起火。电池单体老化、损坏、绝缘性能下降等问题也可能导致电池系统性能下降，增加了起火风险概率。地下车库环境存在各种不确定因素，如地震、洪涝、积水等，这些灾害可能导致车库内电气设备受到损坏，如电线短路、电气设备损坏等，进而引发电气系统故障和火灾。地下车库中灰尘、水汽等环境因素对电气设备的影响也需要引起关注。车库环境中可能存在地面不平、墙壁缺陷等问题，可能导致电动汽车的机械部件产生异常磨损、摩擦等，间接导致电动汽车起火事故。例如，车轮、制动系统、传动系统等机械部分如果存在损伤、磨损、润滑不良等问题，也可能引发电动汽车起火风险。

二、新能源电动汽车火灾特点

1.复燃风险高

新能源电动汽车常常在发生火灾后由于电动系统的特殊性，很难及时切断电源，进一步增加了复燃风险。电池组和控制系统设计使得一旦发生火灾，可能导致电池组无法有效断电，电池继续提供能量支撑火势，从而增加了火灾扑灭后复燃的可能性。在这种情况下，即使表面上已经控制住了火势，但内部的电池仍可能继续危及安全。由于电动车辆结构的特殊性，一旦发生火灾，火势往往会迅速扩散到车辆整体，导致综合燃烧，难以完全扑灭，进而增加了复燃风险。新能源电动汽车多数采用大量复合材料和轻质材料，这些材料在火灾中易燃且难以扑灭。当这些材料发生燃烧时，火势难以控制，复燃风险因此大大增加。锂离子电池是新能源电动汽车主要采用的动力电池，其中包含的锂金属或者锂化合物具有极强的还原性和燃烧性。一旦电池发生火灾，其中所含的锂材料在燃烧释放的氧化剂和热能的作用下，容易引发连续性的化学反应，导致火灾复燃。电池内部的隔膜破损或者电极材料被过度加热也会导致火灾难以迅速扑灭和易复燃。

2.风险系数大

新能源电动汽车涉及复杂电池系统、高压电源、电气系统等多种部件，一旦其中任何一个环节出现故障，都有可能引发火灾。电池系统是新能源电动汽车的重要组成部分，一旦电池起火，由于电池具有大容量、高能量密度特点，火势蔓延迅速，极易引发爆炸，增加了灭火难度。由于新能源电动汽车内部多采用大容量的锂电池，一旦发生火灾，火势往往迅速蔓延，锂电池燃烧释放的火焰温度高，容易引发周围车辆和可燃物体的燃烧。新能源电动汽车车身结构较为封闭，灭火剂不能有效进入着火车辆内部，导致火势更难控制。新能源电动汽车搭载的锂电池等高能量密度电池一旦起火，火势难以被快速控制，锂电池在燃烧过程中会释放出大量的有毒气体，加剧了火灾燃烧速度，使灭火工作更为困难。新能源电动汽车火灾释放的有毒烟雾、有害气体和化学物质可能对周边环境和人员健康造成危害，尤其在封闭空间如地下车库等场所，一旦发生新能源电动汽车火灾，高温烟雾难以排除，对逃生和灭火工作都带来挑战。

三、地下车库新能源电动汽车火灾扑救策略

1.风险评估

地下车库是一个可能发生新能源电动汽车火灾的重要场所，制定有效的火灾扑救策略至关重要。在制定火灾扑救策略前，需要进行全面的风险评估，根据车辆类型、动力来源、储存条件和灾情形势，综合研判现场灾害等级、发展态势和安全风险，制定相应的应对措施。地下车库的布局、通风系统、防火设施等直接影响火灾扑救的难易程度，需要详细分析车库的结构特点、建筑材料、通风情况、疏散通道、消防设施等情况，确定可能存在的风险点和薄弱环节，以便针对性制定相应的火灾扑救策略。新能源电动汽车的大容量电池、高压系统等特点可能会增加火灾发生概率和扑救难度，需要对新能源电动汽车的充电设施、电池管理系统、电池材料等进行详细评估，以识别潜在的火灾风险，并根据评估结果采取相应的防范措施和扑救策略。地下车库通常会有大量行人，需要评估车库内人员密集度、疏散通道、紧急疏散设施等，确定火灾发生时可能出现的人员疏散困难情况，以便调整火灾扑救策略和应急方案。地下车库的封闭性和通风情况可能会导致火灾烟气排放困难，也可能对地下空间的环境造成影响，需要评估地下车库的环境因素、空气流通情况、防排烟系统设置等，确定火灾扑救过程中可能出现的环境污染，并制定相应的防范措施和扑救策略。地下车库的消防设施包括灭火器、室内消火栓系统、火灾自动喷淋系统、应急照明、疏散指示标识等，需要评估消防水源、消防救援通道等情况，确定可用的救援资源和应急响应方案以及可能存在的不足之处，以便加以改进和补充。

2.现场管控

地下车库作为新能源电动汽车停放和充电的重要场所，一旦发生火灾将会对现场人员和设施造成重大危害，制定科学有效的火灾扑救策略及现场管控至关重要。

（1）一旦发现地下车库内有火情，首要任务是迅速启动火灾报警系统并进行紧急通知，警报信号能够迅速传达给所有现场人员，包括车库内的车主、管理人员以及消防救援人员，以便他们做出应对。

（2），要做好对车辆的疏散工作，确保车辆不会阻碍疏散通道和消防车辆的进出。

（3）针对火灾发生的具体位置，及时封闭相邻区域，避免火势蔓延和烟雾进入其他区域。应关闭通风系统以阻止烟气扩散，防止对人员造成更大伤害。

（4）对于电动车辆，应立即停止充电和启动状态，以防止电池过载引发更大火灾。要及时切断相关区域的电力供应，避免电力系统成为火灾的助燃源。

（5）在火灾扑救过程中，要设置警戒线和封锁区域，确保现场周边安全。

3.火灾处置技术

在火灾发生时，首要任务是确保车库内的人员安全疏散。应设立疏散通道，确保通道畅通无阻。车库内应急照明设备应在电力故障时仍能提供照明，疏散人员时应有序、迅速，避免踩踏事件发生，应制定疏散计划，明确疏散路线和安全区域。在火灾处置过程中，应根据火灾发生位置和规模，判断新能源电动汽车数量和位置，以确定应对措施。对于起火的电动汽车，应切断其电力供应，避免火势蔓延，利用车库内部的消防设施器材，如灭火器、室内消火栓等，进行初期灭火作业，争取灭早灭小。当初期灭火无法控制时，应迅速疏散车库内人员，封闭相邻区域，防止火势扩散。消防救援人员到场展开新能源电动汽车灭火作战行动时，应科学采用排烟降毒、分隔保护、分区作业、冷却降温、破拆清障等处置措施，应尽可能避免直流水冲击电池组，以防止水与电池发生化学反应，加剧火势蔓延。如果火情无法迅速控制，应使用车辆底盘冷却套件、车辆围挡与高倍数泡沫配合，对起火车辆和受威胁车辆底盘以下部位进行覆盖，避免烟气析出，并加强现场排烟，防止高温烟气聚集。在无人员被困的情况下，还可以考虑使用液态氮灭火技术，通过向火灾区域喷射液态氮，使火灾现场降温，在缺氧环境下抑制火焰，以实现火灾扑救。在灭火过程中，应针对地下车库的特殊环境条件展开灭火作业。地下车库的通风条件较差，多为封闭空间，在灭火作业中，需要及时排除车库内的烟雾，确保通风系统畅通，以减少烟气对人员造成的影响，加速火灾扑灭过程。应确保紧急疏散通道畅通，以便在必要时迅速疏散被困人员，保障人员生命安全。针对大规模火灾，需加强与周边地区的联防联控，争取更多的应急救援力量，提高火灾处置效率。在火灾扑救过程中，应建立现场指挥部，对火灾情况进行实时监控和指挥调度。现场指挥部应具备通信设备、监控系统等，以协调各方应急救援力量，确保救援工作有序展开。

4.事故责任排查和认定

在地下车库发生新能源电动汽车火灾后，灾后事责任排查和认定是必不可少的一环，有助于查明事故原因、明确责任主体，提供依据进行后续处理和预防措施。

（1）在事故发生后，立即组织相关人员进行现场勘察。重点收集与火灾有关的物证和证据，包括火源位置、火势扩散情况、车辆残骸、火灾痕迹等，收集监控录像、事故报告、目击证人证言等相关资料，并对现场进行摄像记录以

备后续调查分析。

（2）完成上述操作后，邀请相关领域的专家对火灾原因进行技术鉴定和评估。专家将根据现场勘察结果、物证分析和相关资料，结合其专业知识和经验，对可能的事故原因进行推断和评估，为责任认定提供客观依据。

（3）对相关责任主体（如车辆所有者、停车场管理方、电动车生产商等）进行调查和核实，要求相关责任主体提供相关证据、资料和信息，配合调查人员进行核实，了解各方在事故中的责任程度和可能存在的失误或疏忽。

（4）完成上述操作后，结合相关法律法规和标准，对事故发生过程和责任主体的行为是否符合法律规定进行全面分析，对相关责任主体可能存在的违规行为或疏忽大意进行法律责任界定和评估。

（5）通过对现场情况的分析和证据的收集，尽可能还原事故发生整个过程。根据事故发展轨迹、火源形成的可能途径等信息，确认火灾起因和可能的扩散路径，为责任认定和事故原因查明提供重要线索。

（6）在各项调查和分析工作完成后，编制责任认定报告，包括事故起因、责任主体、责任程度评估等内容，并提出相应的处理建议和改进措施。根据责任认定报告，及时处理相关责任主体，明确责任追究程序和方式。

（7）对事故发生原因、责任主体的失误以及调查认定过程中存在的不足进行总结和反思，结合责任认定报告，提出预防类似事故的具体措施和建议，加强安全管理和监控，提高应急处置能力，以避免类似事故再次发生。

四、安科瑞智慧消防云平台

1平台概述

安科瑞智慧消防云平台依托物联网、云计算、互联网、大数据、AI等技术，对充电站配电系统的运行、电能消耗、电能质量、充电安全和行为安全进行实时监控和预警，为充电站的可靠、安全、经济运行提供保障，并及时切除安全隐患、避免电气火灾发生，从而保障人员的生命财产安全，打造“安全、高效、舒适、绿色”的“人—车—桩—电网—互联网—多种增值业务”的智慧充电站，提升充电站的社会和经济价值。

2适用场合

可广泛应用于医院、学校、酒店、体育场等公共建筑；商业广场、产业园等综合园区；企业、住宅小区等场所。

3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：

4参考选型

5相关产品介绍

5.1 7KW交流充电桩AEV-AC007D

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。

5.2 直流充电桩系列

5.3电气火灾探测器ARCM300-Z

5.4限流式保护器ASCP200

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。

6平台功能

6.1 登录

6.2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

6.3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。如图所示：

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：

6.4 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：

6.5能耗分析

在能耗分析中，可查看指定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：

6.6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：

6.7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：

6.8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：

7案例实景

五、结语

在地下车库新能源电动汽车火灾扑救策略与技术领域的持续探索与研究中，不断完善火灾应对措施，提高应对火灾风险的能力和效率。未来，随着新能源电动汽车的广泛应用和地下车库的增多，火灾安全问题将更加凸显，需要不断探索和创新技术，提升火灾扑救策略的科学性和实用性。