隨著電動汽車（EVs）的普及，電動汽車（或早期混合動力汽車）發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險也在增加。在早期混合動力車中，高壓電池的主要組分為鎳氫（NiMH），其滅火方式與內(nèi)燃機(jī)汽車相似。在超過10年的混合動力汽車滅火經(jīng)驗表明，救援人員采用常規(guī)車輛火災(zāi)撲滅戰(zhàn)術(shù)即可有效控制這類小規(guī)模、簡單的鎳氫高壓電池火災(zāi)。
自2012年以來，大多數(shù)混合動力車和幾乎所有的插電式電動車都采用了具有鋰離子電池化學(xué)成分的大型電池。與鎳氫系統(tǒng)相比，鋰離子電池的化學(xué)成分和高電壓導(dǎo)致電池具有更大的能量密度，這給電動車提供了更大的續(xù)航。然而，鋰離子電池跟傳統(tǒng)鎳氫電池燃燒特性完全不同，發(fā)生碰撞或火災(zāi)極難控制和撲滅。
火災(zāi)撲救
在過去，對消防部門而言，車輛火災(zāi)僅是車輛的燃燒。然而隨著鋰離子電池電動車的普及，車輛火災(zāi)可能伴隨著鋰離子電池的燃燒?；馂?zāi)撲救的難點在于鋰離子電池的化學(xué)特性、高電壓、大電池尺寸和大重量、及其安裝位置。為適應(yīng)新型鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展，消防部門需重新評估當(dāng)其發(fā)生火災(zāi)的撲救策略。例如，當(dāng)?shù)竭_(dá)電動車火災(zāi)事故現(xiàn)場時，救援人員可能會面臨兩種不同但相關(guān)的情況。其一，只有鋰離子電池在燃燒，這意味著燃燒區(qū)域主要位于電池箱的電池單元內(nèi)。第二種情況是車輛起火，火焰正在吞噬車輛內(nèi)部和外部的可燃材料。
為進(jìn)一步加深鋰離子電池火災(zāi)的了解，大家需要理解三個關(guān)鍵詞：滯留能量、熱失控及氣體溢出。
滯留能量指的是即使電池與其他東西完全斷開時，仍然留在電池內(nèi)的電能（電壓/電流）。需要注意的是，多數(shù)電動汽車使用400V或更高的的高壓電力系統(tǒng)。即使當(dāng)電動汽車熄火或其鋰離子電池被物理破壞，鋰離子電池內(nèi)部仍有可持續(xù)幾小時至幾天的滯留能量。
熱失控和氣體溢出均和可循環(huán)充電高壓電池的異常升溫、短路或燃燒過程相關(guān)。電動車的鋰離子電池箱通常包括有成千上萬個可充電電池單元，當(dāng)一個電池單元短路或以其他方式過熱和熔化時，就會發(fā)生熱失控，甚至有可能會著火，單個電池單元過熱或起火進(jìn)而蔓延至相鄰電池單元，這種連鎖反應(yīng)就是熱失控。
氣體溢出通常發(fā)生在電池?zé)崾Э剡^程中，一般會伴隨生成灰色或白色煙氣。溢出氣體代表電池正經(jīng)歷熱失控，下一步即可能會導(dǎo)致高壓電池起火。
電動車火災(zāi)撲救戰(zhàn)術(shù)
美國消防部門目前采用下面幾種獨(dú)特的戰(zhàn)術(shù)來撲救電動車火災(zāi)。
使用熱成像儀（TICs）。使用熱成像儀（TIC）可以定位電池盒內(nèi)的失控?zé)嵩次恢?。相比之下，由于鋰離子電池高壓電流是直流電，所以不應(yīng)使用熱棒工具來確定電動車是否有電流。
延長火災(zāi)撲滅時間。美國消防研究基金會項目得研究表明，當(dāng)電動車及其鋰離子電池卷入火災(zāi)時，可能需要比預(yù)期更長的時間（有時長達(dá)數(shù)小時）來撲滅。
車輛傾斜/升降。由于鋰離子電池安裝位置通常緊貼車輛底盤，狹窄空間的限制導(dǎo)致了很難進(jìn)行有效滅火，美國有消防隊伍采取了將電動車抬起或傾斜的方式，以便冷卻水可以集中浸泡電池的熱失控區(qū)域。
電池盒穿透。2021年10月，消防設(shè)備制造商羅森鮑爾公司推出了用于抑制鋰電池火災(zāi)的滅火系統(tǒng)。該系統(tǒng)用一個穿孔型噴嘴刺穿電池盒，水通過一個附加的軟管排出，并流入電池單元。該公司表示，這種工具可以直接冷卻電池模塊或模塊內(nèi)的電池，從而阻止熱失控。需要注意的是，美國電動汽車制造商并不完全贊同電池盒穿透的滅火方式。
大量的水。消防研究基金會進(jìn)行的燃燒試驗表明，除非可充電電池被充分冷卻，熱失控過程被停止，否則鋰離子電池極易發(fā)生復(fù)燃。在該小組進(jìn)行的六次全尺寸鋰離子電池火災(zāi)實驗中，研究人員發(fā)現(xiàn)，需要超過2,600加侖的水來撲滅一個大約600磅的鋰離子電池火災(zāi)。同時電動車制造商也建議，需要用大量的水（可能總計2600加侖或更多）來進(jìn)行電池降溫。
浸泡。在歐洲的幾起電動車火災(zāi)事件中，面對早期混合動力車和電動車的高壓鋰離子電池發(fā)生的燃燒，消防隊采用了"浸泡"策略，這種滅火方式也需使用大量的水。一旦最初的火災(zāi)或火焰被撲滅，在熱失控的情況下，該車輛將被在水箱中浸泡24小時。盡管荷蘭和比利時采用這種“浸泡”的滅火方式，但美國沒有一個消防部門實施這種技術(shù)，也沒有一個電動汽車制造商或政府當(dāng)局支持將車輛浸入水中。
摘譯自《美國消防站》2022年3月刊
