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新能源汽车高压充电站消防安全防范措施研究

摘要：随着我国经济水平的不断提高，居民的出行需求逐步上升。新能源汽车大多以电为消耗能源，为满足消费者的能源需求，企业会配备各类充电站。其中，高压充电站以其充电所需时间短的优势受到消费者的广泛关注，但高压充电站内设备较多，存在一定的消防安全隐患。基于此，本文在简述新能源充电站现状的基础上，对新能源高压充电站火灾特点及产生原因进行分析，并为防范高压充电站消防安全事故提出具体举措。

关键词：消防安全；新能源汽车；充电站

新能源汽车将电能作为出行消耗能源，新能源汽车商家会在与当地政府协商沟通后，设立相应的充电站以确保汽车能源充足。相较于加油站、加气站而言，新能源汽车充电站更具综合性，提供能源为电能，服务内容包括更换电池、自动充电、储存汽车原有电池等，配套设施较为完善，能够满足车主的需求。然而，部分高壓充电站存在一定的安全隐患，目前尚未针对高压充电站消防安全问题设立完备的消防安全标准及规范，其安全问题日趋严重亟待解决。

一、新能源充电站的现状分析

（一）新能源汽车基础设施现状

新能源汽车行业发展趋势较好，但与其配套的充电站基础设施建设仍存在一定短板。首先，我国新能源充电站的建立普及程度不足，新能源充电站发展速度较快，但其充电设施分布较为集中，东部沿海及中部地区充电设施较多，其余地区充电设施相对较少，部分地区甚至尚未建立新能源充电设施。其次，针对废旧电池，由于新能源汽车所用电池寿命有限，相关企业制定了废旧电池回收体系，废旧电池回收能够进一步降低环境污染，提高企业收益，但废旧电池回收系统并未在新能源汽车行业内形成统一模式，缺乏系统性与完整性[1]。最后，在氢燃料电池发展方面，我国部分新能源汽车企业采用氢燃料电池以代替锂电池，但氢燃料电池的发展时间较短，部分企业难以实现氢燃料电池的商业化运营，氢燃料电池尚未在我国普及，其未来发展具有较强的不确定性。

（二）新能源汽车充电设施类型分析

新能源汽车充电系统较为复杂，包括电力提供系统、充电系统、监督控制与管理系统与充电自动计费系统。部分地区依据本地新能源汽车实际发展情况，对充电站内各项设施提出了具体要求，设置了一系列不同类型的充电设施，在确保充电安全的前提下，充分满足车主需求[2]。部分地区在小区内部设立单向交流充电桩，相较于其他充电设施而言，其充电所需时间较长，但其安全性及充电稳定性可以得到保证，具有用电高峰期同样能够稳定充电的优势，较好满足了车主充电需求。针对车主急需充电的情况，部分地区依据自身情况选取设立了非车载式充电桩、充电堆等充电设施。部分地区因交通环境复杂，充电设施需求量大，故将电池更换作为补充汽车能源的主要方式。

（三）新能源高压充电站发展现状

新能源汽车存在电池续航能力差、充电所需时间长等问题，严重阻碍新能源汽车行业发展。在此背景下，部分新能源汽车企业将发展重心转移至高压快充技术发展，以高压充电站为充电工具的新能源汽车快充技术引起行业内广泛关注。目前主流新能源汽车高压电气系统电压范围一般为230V-450V，统称为400V系统；快充应用下，高压电气系统电压范围提升到550-930V，可统称为800V系统[3]。2019年，保时捷推出全球首款搭载800V高压平台的量产车型，直至2023年，具备高压充电能力的新能源汽车大规模上市，新能源高压充电站虽面临一定的技术挑战，但发展规模较大、发展空间广阔。

二、新能源高压充电站引发火灾的特点及原因

（一）新能源高压充电站火灾特点

新能源汽车消耗的主要能量为电能，大部分企业以锂电池作为供能工具，确保新能源汽车正常驾驶。锂电池中所含锂金属较多，而锂金属不稳定性较强，易因外界刺激而发生化学反应，加之部分锂电池制作工艺较差，导致锂电池在部分情况下易产生爆炸，从而引发火灾。

由于锂电池具有可燃性，新能源充电站火灾将会因锂电池燃烧而提高火焰温度，增加场内其他可燃易燃物质被点燃的风险，导致火灾具有燃烧速度快、燃烧持续时间长的特点。锂电池在燃烧过程中会产生大量喷射状化学液体，化学液体燃烧将提高火焰强度，导致火灾具有火焰强度高的特点[4]。锂电池燃烧会产生大量有毒有害气体，如醚、烃类化合物等，火灾熄灭后仍有气体排出，导致火灾具有有毒有害气体排放量大的特点。新能源充电站发生火灾的主要原因之一是锂电池热失控，灭火过程中易出现爆炸、人员触电、复燃等突发问题，导致火灾具有救援难度大的特点。

（二）引发新能源高压充电站火灾的原因

大部分新能源汽车均配备锂电池，锂电池极易引发火灾，是新能源高压充电站发生火灾的主要原因之一。大部分锂电池选取的负极材料为碳材料，碳材料在通常情况下稳定性较高，但温度较高时，碳材料易与新能源汽车内部电解液产生化学反应，引发火灾。部分新能源汽车未及时更换锂电池，导致电池内部出现老化甚至破损，造成锂电池热失控现象