新能源汽车火灾预警系统解决方案有哪些？

简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：随着全球对环境保护的日益重视和能源危机的不断加剧，新能源汽车作为一种绿色、环保的交通工具，正逐渐成为未来汽车发展的主流方向。然而，近年来新能源汽车火灾事故频发，给人们的生命财产安全带来了严重威胁。本文通过对新能源汽车火灾原因的分析，提出了相应的对策建议，旨在为新能源汽车的安全发展提供参考。

1. 电池热失控
   新能源汽车主要采用锂离子电池，在充放电过程中会产生热量。如果电池散热不良或内部出现短路、过充等异常情况，就可能导致电池温度急剧升高，引发热失控。热失控会使电池内部发生化学反应，释放出大量的热量和可燃气体，从而引发火灾。

2. 电池老化
   随着使用时间的延长，电池的性能会逐渐下降，出现老化现象。老化的电池可能会出现内阻增大、容量衰减等问题，在充放电过程中容易产生过多的热量，增加火灾风险。

1. 高压线路短路
   新能源汽车的电气系统中存在大量的高压线路，如果高压线路绝缘破损或受到外力挤压等原因导致短路，就会产生瞬间大电流，引发火灾。

2. 电气设备故障
   新能源汽车中的电机、电控等电气设备在运行过程中如果出现故障，可能会产生过热、火花等现象，从而引发火灾。

1. 充电桩故障
   充电桩在使用过程中如果出现电气故障、散热不良等问题，可能会导致充电过程中发生火灾。

2. 充电操作不当
   用户在充电过程中如果不按照规范操作，如使用不合格的充电设备、过度充电等，也可能引发火灾。

1. 高温环境
   在高温环境下，新能源汽车的电池和电气系统更容易出现故障，增加火灾风险。

2. 车辆改装
   部分用户对新能源汽车进行非法改装，如加装大功率电器设备等，可能会导致电气系统负荷过大，引发火灾。

1. 优化电池设计
   电池生产企业应加强对电池的设计研发，提高电池的安全性和可靠性。例如，采用更安全的电池材料、优化电池结构设计、增加电池的散热性能等。

2. 加强电池管理系统
   电池管理系统（BMS）是保障电池安全运行的关键。应不断完善 BMS 的功能，提高其对电池状态的监测精度和控制能力，及时发现并处理电池的异常情况，防止热失控的发生。

3. 定期检测维护电池
   用户应按照车辆使用手册的要求，定期对电池进行检测维护，及时发现并处理电池的老化、损坏等问题。同时，汽车生产企业和售后服务机构也应加强对电池的检测和维护服务，确保电池的安全性能。

1. 提高电气系统的绝缘性能
   加强对新能源汽车电气系统的绝缘设计和检测，确保高压线路和电气设备的绝缘性能良好，防止短路等故障的发生。

2. 优化电气系统布局
   合理布局电气系统，减少高压线路的长度和交叉，降低电气系统的故障风险。同时，应加强对电气设备的散热设计，确保其在运行过程中不会过热。

3. 加强电气系统的故障监测和诊断
   安装先进的电气系统故障监测和诊断设备，及时发现并处理电气系统的故障，防止火灾的发生。

1. 加强充电桩的质量监管
   政府相关部门应加强对充电桩生产企业的质量监管，确保充电桩的质量符合国家标准和安全要求。同时，应建立充电桩的定期检测和维护制度，及时发现并处理充电桩的故障。

2. 规范充电操作
   用户应严格按照充电操作规范进行充电，使用合格的充电设备，避免过度充电、长时间充电等不当操作。同时，应加强对充电过程的监控，及时发现并处理异常情况。

3. 推广智能充电技术
   推广智能充电技术，如智能充电桩、无线充电等，可以实现对充电过程的智能化管理，提高充电的安全性和效率。

1. 加强车身结构设计
   汽车生产企业应加强新能源汽车的车身结构设计，提高车辆的碰撞安全性。例如，采用高强度材料、优化车身结构等，减少碰撞事故对电池和电气系统的损害。

2. 安装碰撞安全装置
   安装碰撞安全装置，如碰撞传感器、自动断电装置等，可以在车辆发生碰撞事故时及时切断电源，防止火灾的发生。

1. 加强宣传教育
   政府相关部门和汽车生产企业应加强对新能源汽车用户的宣传教育，提高用户的安全意识和操作技能。例如，通过宣传手册、网络媒体等方式，向用户普及新能源汽车的安全知识和操作规范。

2. 加强监管力度
   政府相关部门应加强对新能源汽车生产、销售、使用等环节的监管力度，严厉打击非法改装、违规充电等行为，确保新能源汽车的安全运行。

四、安科瑞AcrelCloud-9000充电站运营平台

（一）平台概述

安科瑞充电站运营平台依托物联网、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。

（二）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。

（三）系统结构

平台采用分层分布式结构，主要由感知层、网络层和平台层三个部分组成，详细拓扑结构如下：

现场设备层：连接于网络中的各类传感器，包括多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电能质量分析仪表、电气火灾探测器、限流式保护器、烟雾传感器、测温装置、智能插座、摄像头等。

网络通讯层：包含现场智能网关、网络交换机等设备。智能网关主动采集现场设备层设备的数据，并可进行规约转换，数据存储，并通过网络把数据上传至搭建好的数据库服务器，智能网关可在网络故障时将数据存储在本地，待网络恢复时从中断的位置继续上传数据，保证服务器端数据不丢失。

平台管理层：包含应用服务器和数据服务器，完成对现场所有智能设备的数据交换，可在PC端或移动端实现实时监测充电站配电系统运行状态、充电桩的工作状态、充电过程及人员行为，并完成微信、支付宝在线支付等应用。

多功能电力仪表、汽车充电桩、电瓶车充电桩、电气火灾探测器、限流式保护器、智能插座可通过全网通4G通讯模组与平台直接通讯。

电能质量分析仪表、烟雾传感器和测温装置通过RS485，摄像头通过RJ45与智能网关通讯，再由智能网关通讯通过4G统一与平台通讯。

限流式保护器既可以通过4G连接平台，也可以通过RS485连接网关。

平台搭建在客户自己配置的服务器上。搭建完成之后，客户可以在任意能联网的地方，通过有权限的账号登陆网页以及手机APP查看各处的运行情况

（四）相关产品介绍

1、1.7KW交流充电桩AEV-AC007D

2、直流充电桩系列

3、电气火灾探测器ARCM300-Z

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。

（五）平台功能

1、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

2、实时监控

2.1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：

2.2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：

2.3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：

3、故障管理

3.1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：

3.2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：

3.3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：

3.4能耗分析

在能耗分析中，可查看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：

3.5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：

3.6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：

五、结语

新能源汽车作为一种新兴的交通工具，具有广阔的发展前景。然而，新能源汽车火灾事故的频发也给其发展带来了一定的挑战。通过对新能源汽车火灾原因的分析，我们可以看出，电池故障、电气系统故障、充电设施故障、碰撞事故等是引发新能源汽车火灾的主要原因。为了有效预防和减少新能源汽车火灾事故的发生，我们应从提高电池安全性、加强电气系统安全管理、规范充电设施建设和使用、提高车辆碰撞安全性、加强宣传教育和监管力度等方面入手，采取有效的对策措施。只有这样，才能确保新能源汽车的安全运行，推动新能源汽车产业的健康发展。

参考文献:

[1]胡超.新能源汽车电池热失控火灾原因和防控措施[J].价值工程，2021，40(1)

[2]郑文君.新能源汽车火灾危险性分析[J].安防科技，2021(5)[3]邰锋.新能源汽车火灾原因分析及对策研究[J].安防科技2021(11).

[3]徐松宝.浅析新能源汽车火灾原因及其灭火救援对策研究[J].

[7]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.