電動汽車防火系統分析研究

朱玲玲

摘 要：伴隨著社會科技的進步，人們生活水平的不斷提高，以及人們對節能、環保認知的不斷提升，生活中的運輸工具正朝著污染少、能耗低的方向發展。而電動汽車就屬于這一類產品，因其具備環保、節能、重量輕、價格低廉等特點，深受大眾歡迎并得到廣泛普及。因此，采用新技術對電動汽車的消防安全進行研究顯得尤為重要。

關鍵詞：電動汽車 防火系統 傳感器 問題及措施

1 引言

隨著電動汽車的普及，人們對其安全性的關注也越來越高。電動汽車防火系統作為電動汽車設計中的重要組成部分之一，其作用是避免電動汽車在使用過程中發生火災事故。在這種情況下，電動汽車防火系統的可靠性和性能顯得尤為重要。為此，本文將從設計分析、停放監控與防火報警系統和問題與措施三個主要角度，對電動汽車防火系統進行深入研究。通過對此防火系統的全面研究，我們將為電動汽車的設計和使用提供有價值的參考和建議，以確保電動汽車使用過程中的安全性和可靠性。

2 研究背景及意義

2.1 研究背景

隨著全球能源問題和環境問題的日益突出，電動汽車作為一種新型交通工具，因其零排放、低噪音、高效率等優點，正逐漸取代傳統燃油車，成為人們出行的主要選擇。根據市場研究機構的數據顯示，2021年全球電動汽車銷量已達到400萬輛，同比增長了41.6%。然而，隨著電動汽車的普及，電動汽車火災事故也時有發生，嚴重威脅著人們的生命財產安全，給電動汽車的推廣帶來了巨大的挑戰。

2.2 研究意義

電動汽車火災的發生主要是由于電池、電機、電線等電氣元件發生短路、過載、過熱等異常情況導致。針對這種情況，電動汽車防火系統作為電動汽車設計中的重要組成部分之一，其作用是避免電動汽車在使用過程中發生火災事故。在這種情況下，電動汽車防火系統的可靠性和性能顯得尤為重要。電動汽車防火系統的設計需要綜合考慮電動汽車的整體設計，確定防火系統的位置和布局，選擇適合的防火器材和設備，建立完整的防火系統，保證電動汽車在使用過程中的安全性和可靠性。此外，電動汽車防火系統的設計還需要關注防火器材和設備的使用壽命、維護保養和更換等問題，以及整車系統與防火系統的協同設計問題[1]。

3 電動汽車停車場防火系統設計分析

電動車防火系統的設計是防止電動汽車在停放、充電、使用等過程中發生火情，能夠迅速采取措施，避免發生火災的關鍵。

3.1 防火系統設計的原則和要求

3.1.1 綜合考慮電動汽車停放區域的整體設計

防火系統的位置和布局需要綜合考慮電動汽車容納數量、小區地理位置的整體設計，確保防火系統與電動汽車的其它部分協調配合。

3.1.2 選擇適合的防火器材和設備

防火器材和設備是防火系統的重要組成部分，對于電動汽車的安全性和可靠性至關重要。一般來說，防火器材和設備需要具備以下特點：選擇適合電氣火災的滅火設備，具備較高的滅火效率和滅火速度，對電動汽車的損傷較小，使用壽命長，易于維護和更換。

3.1.3 建立完整的防火系統

防火系統需要建立完整的防火預警、監測、報警、滅火等環節。防火系統的主要作用是能夠及時發現火情，并發出警報，并聯動自噴系統進行滅火，同時警醒相關工作人員發現火情，采取滅火行動。防火系統包括煙霧傳感器、火焰傳感器、滅火器、自動噴水系統等多種設備。同時，防火系統還需要具備自動啟動、手動停止、手動控制等多種工作模式，確保在不同情況下能夠及時、有效地發揮作用。[2]

3.1.4 防火系統的組成及其功能

防火系統主要有監控顯示器、攝像頭、煙霧傳感器和火焰傳感器構成的火情監控系統，以及自動噴水滅火系統構成。攝像頭可以在停車場進行環境監控，并實時將停車場的畫面反饋給防火控制系統，然后顯示在監控顯示器上，以便值班人員可以隨時查看停車場的狀況；煙霧傳感器，可以在火災初期，還未產生火焰的時候，起到檢測的作用，可以盡早發現火情，并將檢查到的異常信號反饋給防火監控系統，防火監控系統并發出警報提醒工作人員注意異常，工作人員可以第一時間采取行動，降低火災的發生；火焰傳感器可以在一些由電動汽車蓄電池故障引起的快速燃燒的火情中，迅速檢測到火情，并將火情反饋給監控系統，監控系統根據煙霧傳感器和火焰傳感器共同反饋的信號，打開自噴系統進行滅火，同時監控系統發出警報，工作人員確認火情危險解除了，可手動關閉自噴系統。

3.2 防火器材和設備

滅火器主要有干粉滅火器、泡沫滅火器、二氧化碳滅火器等。干粉滅火器是電動汽車防火系統中應用最廣泛的一種滅火器，具有滅火效果好、操作簡單等優點；泡沫滅火器適用于滅油類火災，可以形成一層泡沫覆蓋火源，有效隔離氧氣，從而達到滅火的目的；二氧化碳滅火器具有速度快、無殘留物等特點，適用于電動汽車電池、電機等高壓部位的火災。如圖，下圖為常見的干粉滅火器與二氧化碳滅火器。

3.3 監測和控制系統

防火監控系統是整個防火系統的核心，它實時接收攝像頭、煙霧傳感器、火焰傳感器等設備探測的信號，同時將這些信息輸出在監控顯示器上面，以便工作人員查看。當收到煙霧傳感器和火焰傳感器發回的異常信號時，會進行警報處理，提醒工作人員查看，同時它還可以根據火災信號（監控系統收到煙霧傳感器反饋的信號，并收到火焰傳感器反饋的信號）時自動開啟自噴系統。

煙霧傳感器、溫度傳感器、火焰傳感器是電動汽車防火系統中常見的探測設備，主要用于檢測火源。煙霧探測器通過檢測停車場的煙霧濃度來判斷是否發生火災，火焰探測器則可以通過檢測火焰的光譜和輻射來判斷是否發生火災。攝像頭則是監控畫面，可以讓工作人員通過監控畫面判斷是否發生火災，還是由于探測設備故障而引起的誤警報。

4 停放監控與防火報警系統

隨著電動汽車的普及，電動汽車的停放管理成為一個重要的社區管理問題。傳統的人工管理方式已經無法滿足現代化社區管理的需求，因此需要建立電動汽車停放監控與防火報警系統。本部分將從三個方面詳細闡述電動汽車停放監控與防火報警系統的設計。

4.1 停放監控區域的設定

為了有效監控電動汽車的停放情況，需要明確電動汽車的停放區域。一般來說，電動汽車的停放區域應該設置在指定的停車位或者地下車庫。但是，在一些小區中，由于停車位不足等原因，一些業主會違規停放在消防通道等區域，給小區管理帶來很大的困難。因此，在設計電動汽車停放監控與防火報警系統時，需要明確規定電動汽車的停放區域，明確違規停放的范圍，并進行合理布局。

4.2 監控設備的選擇與安裝

電動汽車停放監控的設備包括視頻監控、車位檢測等。針對不同的停車區域，選擇不同的監控設備，并進行合理布局。一般來說，電動汽車停車位的檢測可以采用地磁感應器或者壓力感應器，這些設備可以實時監測車位是否有車輛停放。同時，視頻監控設備可以對停放區域進行全天候監控，一旦有違規停放現象，可以及時發現。監控設備的安裝也是關鍵，需要考慮設備的安裝高度和角度，以及監控覆蓋范圍。同時，設備的防水性能和抗干擾能力也需要考慮。

4.3 防火報警系統的設計與聯動機制

在電動汽車的停放管理中，防火報警系統是非常重要的。電動汽車的鋰電池充電可能會引起火災，因此需要建立防火報警系統。防火報警系統的設計應該包括溫度、煙霧、光電等傳感器，一旦檢測到異常情況，就會及時發出報警。同時，防火報警系統需要與小區消防室聯動，可以及時啟動消防設備進行處置。

4.4 電動汽車車身的防火監控

電動汽車在行駛過程中，發生自燃引起火災的事故也是時常見到。在電動汽車車身安裝防火監控系統可以及時地提醒駕駛員發生火情，盡快離開危險區，進而采取滅火行動，減少生命財產的損失。

車身的防火監控系統的可以由煙霧傳感器和溫度傳感器以及控制顯示器構成，主要的作用的車身發現不明煙霧、或車身溫度超過預設值時，即時發出警報。煙霧傳感器和溫度傳感器安裝在容易發生火情的位置，比如蓄電池周邊。控制顯示器安裝在駕駛室內，以便駕駛員進行監控，同時警報可以提醒駕駛員。

5 防火系統關鍵技術與可靠性

電動汽車防火系統設計的實驗研究是保障車輛安全、人民財產安全以及小區環境的關鍵步驟。

5.1 電動汽車著火的成因

第一，造成電路失效的主要原因。電動汽車容易引起火災的位置主要是蓄電池及線路，尤其是在充電或行駛的過程中。它的起因有三種。首先是電池損壞，第二是充電器的電線超載，也可能是由于在工作過程中發生了短路。追根溯源，是因為沒有對充電安全保障設備進行設計，導致了在工作異常時，不能自動切斷電源，加上電動汽車的裝配材質的一定程度的可燃、可爆性，難免會發生火災。

第二，火災是因為不安全的存儲條件引起。部分電動汽車停放在建筑物附近，當人為吸煙或某種操作產生電火花，尤其溫度過高時，一些電機的材質會熔化，容易導致電動汽車起火，不但會對電動汽車本身造成傷害，還會對所處樓層空間造成一定破壞，對工程施工及人民群眾的人身、財產構成了嚴重的威脅。

第三，因為電動汽車的構成材料引起火災。為了滿足公眾對電動汽車外形外觀的喜好需求，它的座墊等組件采用聚合物材料制成。但是，聚合物的可燃性較強，在陽光下容易引起火災，在燃燒過程中產生大量有害煙氣，對大氣環境產生了極大的污染，其危害性極大。

5.2 電動汽車防火系統設計中的關鍵技術

5.2.1 防火系統的傳感器技術

電動汽車防火系統的傳感器技術是關鍵的設計技術之一。傳感器的主要作用是實時監測停放區域的溫度、電流、電壓等參數，并根據這些參數來判斷是否需要啟動防火系統。傳感器的選擇和位置是影響防火系統性能的關鍵因素。[3]在設計防火系統時，需要充分考慮傳感器的數量、類型和位置，以確保防火系統能夠及時準確地檢測車輛的狀態，并啟動滅火程序。

5.2.2 防火系統的滅火技術

防火系統的滅火技術是保障車輛安全的核心技術之一。滅火技術的主要作用是在車輛發生火災時，迅速將火勢撲滅，并避免火勢蔓延到其他部位。常用的滅火技術包括干粉滅火、二氧化碳滅火、氣體滅火等。在防火系統的設計中，需要根據停放區域的類型和用途選擇適合的滅火技術，并設計合理的滅火裝置和噴頭，以最大限度地降低火災損失。

5.2.3 防火系統的電源技術

防火系統的電源技術是保障防火系統正常運行的重要技術之一。防火系統的電源需要滿足高可靠性、高安全性和長壽命等要求。在設計防火系統時，需要選擇適合的電源類型和電源容量，并采用多重備份和冗余設計等技術來提高防火系統的可靠性和安全性。

5.3 防火系統可靠性分析和改進

防火系統的可靠性是指防火系統在一定時間內能夠正常工作的概率。在電動汽車防火系統的設計中，需要重視可靠性問題，并對防火系統的可靠性進行評估和改進。在評估防火系統的可靠性時，需要考慮防火系統的工作環境、使用壽命、故障率等因素。同時，還需要考慮防火系統的維護和保養等因素，以確定防火系統的整體可靠性水平。

在改進防火系統的可靠性時，可以采取多種措施，其中包括：

（1）加強防火系統的質量控制，確保防火系統的各個組件都能夠正常工作。

（2）采用多重保險機制，增加防火系統的容錯能力。

（3）使用備用電源，保證防火系統在停電等情況下能夠繼續工作。

（4）提高防火系統的響應速度，確保在火災發生時能夠及時響應。

（5）對防火系統進行定期維護和保養，確保防火系統能夠長期穩定地工作。

綜上所述，電動汽車防火系統的設計和研究對于保障電動汽車的安全運行具有重要意義。

6 結語

在城市快速發展的今天，電動汽車的普及已經成為一種趨勢。但是，電動汽車停放管理問題也因此愈發突顯，給小區和業主帶來了不少困擾。針對這些問題，我們可以采取一系列改進措施，如增加電動汽車專用停車位數量、加強管理與監管、推行預約制度等。這些措施可以有效遏制違規停放行為，提高電動汽車停放管理效率和質量，為業主提供更便利、更安全的停車環境。在未來，我們應該繼續關注電動汽車停放管理問題，不斷優化管理措施，為城市的可持續發展做出貢獻。

參考文獻：

[1]姜昊，葛東峰.電動車防火技術及其研究現狀[J].現代交通技術，2021，31（4）：64-68.

[2]周志湘，化工園區消防監督檢查物聯網技術的應用[J]. 化工管理，2023，66-68.

[3]潘立武，劉志龍，羅叢波. 物聯網技術與應用［M］.北京.航空工業出版社.2018.48-52.