刘洪永：电动汽车火灾单元化阻火隔离处置方法与实证





　　9月27日-29日，2025中国汽车充换电生态大会在安徽省合肥市举办。本届大会以“十年奋进，智启未来”为主题，由中国电动汽车充电基础设施促进联盟和中国汽车工业协会充换电分会联合主办，设置了1场闭门会议、1场大会开幕式暨主论坛、6场主题论坛，以及多场特色专场活动，并新增了“充换电产业十周年发展成果回顾”，旨在共同推动充换电行业良性产业生态构建。其中，在9月29日上午举办的“主题论坛：居住区充电设施建设研讨”上，中国矿业大学消防工程系主任刘洪永发表精彩演讲。

　　以下内容为现场发言实录：

　　尊敬的黄处长、尊敬的伍院长、李主任，刚才各位专家都是从行业发展、规划讲了非常多和非常详实的数据，我们今天从我这个消防工程，从防火角度看看能为刚才讲的宏大规划能提供一点什么样的支撑。我今天题目：电动汽车火灾单元化阻火隔离处置方法与实证，也是前期研究充电站隔离处置白皮书，今天一块向大家汇报一下。

　　这个结论是我们前期初步研究的，后面我希望有更多的行业主管部门、企业、研究机构能够共同的来提供一个支撑，为整个电动汽车无法进入地下、进入特定场所提供解决方案。

　　汇报以下几个，刚才前面几位专家讲了非常多充电设施的发展规划，充电设施实际上为汽车服务的，在为汽车充电服务过程中，充电桩本身可能不见得有多大风险，但是充电的对象汽车是有很多问题的。随着我们制造质量和电动汽车技术的发展，火灾事故报告可能越来越少，但前期我们统计的一些数据还是有一些小的警示，右下方的图展示了汽车在不同状态下的火灾事故比例，第一个充电过程大概占到31%，这个数据当然不一定非常的全面；第二个静止状态大概35%，第三行驶状态大概占29%，加起来就接近95%，可以看到基本上形成三足鼎立的态势。

　　刚才我讲的这个数据当然不是很全面，但能发现一个基本的形势。从充电设施的分布场景来看因为地面居多，除了使用的便利性外，还与设置在地下所面临的安全问题有关。这个是深圳罗湖区地下一个停车场，一个居民的停车库，车充电也是分散桩，某车热失控以后发生蔓延，波及32辆车，我们根据国标车位面积算了一下大概500平方，所以相关技术规范中提到的处置单元设置为1000平米处置行不行？

　　刚才讲充电设施目前实施的各种规范不管设计规范，还是各种管理要求等等，他们所引用的消防部分往往消防技术规范提到数据，但是从学术角度讲以前的建筑对象所研究的可燃物主要是固体可燃物，所以消防体系建设标准针对的是建筑场所常见的固体可燃物，由此所衍生出来的防火分区，各种灾害处置措施，最近这些年国内外的研究发现以电池为动力核心的电动汽车，其火灾发生以后的蔓延速度、最大热释放速率均远大于传统常见固体可燃物，所以过去基于固体可燃物火灾防控措施对于新能源汽车行还是不行？

　　目前建筑耐火极限测试标准通常标准曲线5分钟升温570度，30分钟能够达到843摄氏度，但是电动汽车发现4分钟能到600摄氏度、5分钟可以达到900摄氏度，这还是敞开环境，如果有顶的封闭环境温度还会更高，尤其在地下空间，可能会在某种极端条件下对整个建筑主体产生威胁。所以综合目前国内外研究发现电动汽车面临几个问题。

　　一个目前电池火灾风险识别是不足的，当然有领先的BMS监测方案里开始关注电池内阻，但多数的BMS目前关注的指标和参数对于火灾探测尚有很大的进步空间；另外对于充电站火灾蔓延问题，这里瞄准充电站当然以公桩为核心，也可以包含未来出现的私桩集中布设，私桩分散布设按目前的这种管理方式发展下去可能会跟燃气类似，面临产权归业主，数据归业主，消防技术与政策穿透性可能会面临点麻烦，所以我们还是目前的研究主要针对公桩，尤其是针对集中布设的直流桩或者分散装集中布置区。

　　目前处置规范，消防体系处置还是有一些尚未解决的问题，现在整个消防救援的思路仍然是延用2016年发布的指南，其核心思想还是水淹降温。

　　第四个电动汽车火灾发展的速度之所以迅速，是因为电池热失控后出现的射流获很容易引燃邻近汽车的轮胎，出现连片火灾；第五个目前缺少有效的灭火手段，这块国家相关部门也是这么一个观点。从2018年我们开始关注电动汽车火灾以来，对其处置的思想或者理念是控火而不是灭火，这个理念也得到国外同行相关认可同，这个我列出2024、2025年发布于美国、欧洲、法国的技术指南。以前多数观点以传统可燃物灭火的理念想去扑灭电池火灾，但是我们知道电池的热失控产生的是既包含氧化剂有包含可燃物的混合物，还面临热失控的高温，这意味着适用于传统可燃物的灭火思路和措施对电池这一新事物，在机理上是存在有一些问题的，所以看到业界经过几年的实践，整个火灾防控的思路从过去必须扑灭转到现在的可控燃烧。

　　刚才讲了各种标准，标准里提到数据也好、逻辑也好往往还是过去的我们传统消防思维提到的，所以目前在深圳的管理规定是比较大胆的，提到充电区域可以放到负三层不可以放到负四层及以下，充电功率最大可以到30千瓦，充电区域间的防火分隔6米，实际上实现难度非常大的，有没有一种办法，能够减少间距并且能够一定时间内实现火灾的阻击防控，让地下空间或者很多其他特殊场所充电桩能装进去用起来？

　　我前面提到目前的防火单元划分是偏大的，不管4000平方的防火分区还是1000平方的防火单位；第二个预警和处置割裂，有人提出通过卷帘等分隔设施阻止火灾蔓延，但这是建立在火灾报警信号基础上的，对于新能源电池烟感温感这些探测方式响应偏晚，其作用只能确定火灾发生，给处置设施的时间不够。既然说从防火分区到防火单元面积还是较大，有没有可能在防火单元基础上形成第三级防护单位？我们叫隔热处置或者车位级的隔离处置，可以根据柱网的划分，设置为4~6个车位。引用军事术语中的纵深防御，大的灾害分级通过分隔切小切细进行有效控制。这一方法也是基于我们刚才提到电动汽车分散设施标准51313和正在修订的停车库设施防火设计规范，希望通过这一方法来支撑相关条款的细化方法。

　　刚才提到隔离处置这个事，怎么做呢？第一个是预警数据，这是隔离处置快速反应和部署的基础，但电动车从充电桩到汽车等数据，目前存在各个单元的数据孤岛，不管直流桩还是分散桩，还是分散桩集中布置，充电桩和用户认为这是用户资产，汽车方认为这是汽车厂家的秘密，所以这个事情如果没有他们的支撑，只是简单的依赖环境监测，有的时候火灾预警的准确性和隔离处置的可达空间就会变小，所以我在整个技术路线图里做了远景的规划，希望能够从技术上把这些数据全部拿进来。

　　目前能够做到的就是环境上，通过可燃气体检测、热点离子探测，还加上人员位置的监测，这个主要解决充电车主在车上休息的问题，万一充电过程中出现什么情况，也是做了《民法典》尽职免责措施，将来万一发生什么事情也是对各方的保护，所以我们把这些东西都考虑进来，做进预警监控系统。当然这个系统输出是什么？当然我们想得到分级分类预警的结果，目前这套东西正计划在北京的一个充电站进行示范。

　　同时，我重点强调一点就是应用系统部分，我们在充电桩和汽车之间加了黑匣子，其目的是记录充电关键事件信息和应急处置设施的动作情况。如果在充电过程中出现问题，这个问题是车的问题还是充的问题，就需要这个存证数据进行评判。

　　子系统在火灾预警阶段和发生阶段，我们根据指标进行分级处置。刚才我说的处置措施，我们前期通是实验和仿真，发现电动汽车的最大引燃距离可以超过2.5m，不管是车库国标车位间距，还是充电站车位的3米间距，从灾害防控来说这个引燃距离还是比较大的，怎么进行处置单元的隔离呢？我们想了一种办法，就是用轻质的不燃的耐热的隔墙形式，这种隔墙可能固定设施也可以移动设施，目前我们做了四种方式，导轨，卷帘，悬吊，还有升降式，根据不同场景进行选择。

　　有了这个想法以后，应该选用什么材质或者什么样的结构，我们利用自建的基于UL149标准建立的试验炉对目前市场上已经有的材料全部进行了测试，测试重点是隔热完整性。前面刚才讲建筑构件里的耐火极限，通常主要强调耐火完整性，就是说这个结构在几小时不会烧塌，但是热量、温度会不会传过去，对于电动汽车火灾防控来说是重要的指标。前期经过实验和研发，获得了一款三明治结构的高性能的隔热材料，这个材料厚度3公分左右可以到3.0小时，2公分可以到2小时，1公分左右能够到45分到1小时，与传统的隔热材料相比，这个材料的隔热性、吸水性和机械强度都是非常优异的，有利支撑了我们做隔离设施或者隔离装置的思路。

　　在这个基础上，我们把隔离装置进行实体火灾实验验证，用了两辆100度的纯电汽车做了一个验证，装置分别在车的两侧做了C型结构和L型结构，测定距离车25cm、50cm、1m、2m和3m处的温度，第一个来检验隔热的效果，同时检验装置的高度。实验完以后我们得到这么一个数据，在40分钟内隔离装置1米2高度位置上背面最高120摄氏度，这远低于火灾蔓延的临界值180摄氏度，所以装置做1米2就可以，做1米2另外一个原因是电池的热失控产生大量的可燃气体，如果完全隔离某种状态下可燃气体浓度可能达到爆炸界限，这个半高上方敞开的口既有利于可燃气体的逸散，也为未来消防救援提供便利条件。

　　装置怎么布设，我们是在车的长边侧方做4米8到5米的长度，车的尾部充电桩作单独的处置区域，这样车辆基本上组成C型结构，前车头不做任何处置，车的前头往往是通道或者有比较宽阔的区域，火灾蔓延的风险较低，也为车辆的应急挪移和处置提供空间。试验同时验证了业内以前一直说对于新能源汽车预警的争议，从火灾预警和报警角度来看，一氧化碳指标是合适的，试验发现热失控280秒左右就是4分钟多一点一氧化碳是可以预警的，这相比传统的烟感和温感早不少时间。

　　我们把刚才东西整个成果写成了电动汽车火灾处置白皮书，今天拿出来希望大家提出宝贵意见，后面怎么细化完善，把各方成熟技术拿进来进行丰富，希望可以助力充电事业的快速、安全发展。这个白皮书是中国矿业大学、中国、北京电网、应急管理部上海消防研究所和中国充电联盟等各方的大力支持下形成的。

　　这个白皮书主要分成四个部分：第一个要求，第二个关键参数、第三个验证方案、第四个是落地措施。这个是白皮书基本结构，后面工程建议我们还是根据新建和既有两种情况列出来，给出了要实现基本功能应该涵盖哪些基本设施，这个是白皮书的链接，欢迎大家下载，如果有什么问题可以跟我联系，我们一块来把这个事情做好。

　　最后说一句话，我来自中国矿业大学，我们消防工程是国家一流专业，也是我国设立在普通高校里的消防工程专业，现在我们所在安全科学与工程学科和专业，在各类排名里面都是A+，欢迎大家到徐州指导工作。谢谢！

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