淺談新能源電動汽車充電站消防安*的研究

hth下载地址 陳聰

【摘要】與(yu) 傳(chuan) 統汽車造成環境汙染能源消耗等問題相比,新能源汽車不僅(jin) 可以減少環境汙染降低能源消耗,還具有出行成本低駕駛噪聲小等優(you) 勢,有利於(yu) 保護環境,實現綠色低碳出行,因此得到**的大力推廣和支持。基於(yu) 此,*點對新能源汽車充電站(樁)消防安*進行研究,保障新能源汽車充電安*,促進新能源汽車的發展,同時為(wei) 此類問題提供一定的參考和借鑒。

【關(guan) 鍵詞】新能源汽車充電樁(站);消防監管;安*

0引言

隨著我國電動汽車行業(ye) 的發展，其配套的充電站（樁）及相關(guan) 設施建設也迅速發展。充電站（樁）與(yu) 加油站、加氣站不同，是一種集自動更換電池、自動充電、電池儲(chu) 存於(yu) 一體(ti) 的綜合性設施。當前國內(nei) 有關(guan) 此類設施的消防安*標準和規範尚未完*確立，這類新興(xing) 設施的消防安*監管對於(yu) 消防部門來說是一項*具挑戰、亟待研究解決(jue) 的新課題。

1新能源汽車充電設施現狀

1.1本地新能源汽車發展現狀

新能源汽車是我國汽車產(chan) 業(ye) 發展的*然趨勢，也是環保的*然要求，當前南寧市積*響應落實黨(dang) **關(guan) 於(yu) 加快新能源汽車發展、加快推進新型基礎設施建設的決(jue) 策部署，*麵推廣新能源汽車。截至2020年，南寧市新能源汽車保有量為(wei) 2.63萬(wan) 輛，計劃於(yu) 2025年底前達到保有量為(wei) 10.41萬(wan) 輛的目標。

1.2本地充電站(樁)基礎設施現狀

隨著新能源汽車數量劇增，充換電設施場地成為(wei) 新型城市基礎設施的重要領域，其高質量建設安裝和運營維護是推動新能源汽車快速、健康發展的重要保障。據相關(guan) 統計數據，截至2020年底，南寧市共有公共充電站47個(ge) ，公共充電樁0.72萬(wan) 個(ge) ，計劃於(yu) 2025年底實現公共充電樁1.94萬(wan) 個(ge) 的建設目標。

1.3充電設施的類型

充電設施包括電力係統、充電係統、監控管理係統和計費係統。充電設施的容量、電壓等選擇要符合本地的新能源汽車使用要求。住宅小區內(nei) 的充電站一般以單相交流充電樁為(wei) 主，其目的是鼓勵私人新能源汽車車主在家裏使用單相交流充電樁進行夜間充電，雖然需要較長的充電時間，但是可以達到削峰的效果。在需要快速充電的情況下，可以選用三相交流樁、直流一體(ti) 充電樁、非車載式充電樁。對於(yu) 具有大量充電終端的大型場地，可以采取靈活的充電堆；對於(yu) 交通量大、運行周期短的應用場合，也可以采用更換電池的方式。

目前充電樁類有如壁掛式、落地式、立柱式等類型，如圖1至圖3所示，使用時均應視現場實際情況而定。設置在室內(nei) 的充電設備防護級別要在IP32以上，設置在室外的充電設備防護級別要在IP54以上，且*須具有一定的防水防塵性能。居住區停車場、公共建築附屬停車場、園區停車場、校園停車場、路邊停車場等均可使用單相交流充電。三相交流充電樁主要用於(yu) 出租車公司、公共充電站、景區大型巴士停車場等經營場所。

2火災特點及火災原因分析

充電站的主要設施包括充電樁、輔助用房、綜合監控室、變配電房等，但新能源汽車才是主要的滅火目標。目前國內(nei) 外還沒有關(guan) 於(yu) 新能源汽車火災危險性的定論，也沒有關(guan) 於(yu) *尺寸新能源汽車火災試驗的相關(guan) 文獻記錄，新能源汽車的火災風險評估是一個(ge) 重要的課題。

2.1新能源汽車火災特點

目前大多數新能源汽車使用鋰電池作為(wei) 動力源，按照電池的正*材料，可以分為(wei) 錳酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等。鋰電池是一種能量儲(chu) 存設備，鋰屬於(yu) 活潑金屬，很容易受到外部環境的刺激，加之本身的工藝問題，會(hui) 導致電池發熱、爆炸。我國相關(guan) 部門做過有關(guan) 電池熱失控的模擬實驗，並對其火災特性進行分析，實驗結果顯示，三元鋰電池和鈷酸鋰電池分別在200℃和850℃會(hui) 出現熱失控，主要原因均為(wei) 電池內(nei) 部短路。新能源汽車因使用鋰電池造成的火災具有以下特征：①燃燒速度快、持續時間長。②高溫下著火。當燃料電池被點燃後，其火焰的溫度將會(hui) 達到916℃。足夠點燃周圍的易燃物質。③強烈的火焰。在實驗中，電池的*大火焰可以達到5m，而且還會(hui) 有大量的液體(ti) 從(cong) 火焰中噴湧而出。④釋放出大量的有毒、有害氣體(ti) 。從(cong) 實驗現象可以看出，在燃燒過程中，有大量的氣體(ti) 被排出，尤其是在燃燒之前和熄滅之後。經檢測，這些氣體(ti) 存在烯烴、烷烴、醚等多種有毒化合物。

2.2造成火災的原因

造成火災的原因主要有以下3個(ge) ：①過充。持續地給電池充電，而又沒有保護措施，會(hui) 存在很大的安*隱患。《電動汽車用動力蓄電池安*要求及試驗方法》（GB/T31485—2015）對過充電有明確的要求，即充電至額定電壓的1.5倍，或電池充滿電後繼續充電1h，要求電池1h內(nei) 不爆炸、不起火。②短路。電池內(nei) 部短路可能是由於(yu) 結構有損傷(shang) ，造成內(nei) 部的正*和負*直接接觸，外部短路可能是部分鐵絲(si) 、銅絲(si) 或者金屬片具有導電性質，造成瞬間的大電流，進而引起發熱和電池燃燒。③加熱。鋰電池的工作溫度範圍一般在-20~60℃。當環境溫度超過60℃時，高溫疊加電池工作熱量，可能誘發熱失控。天氣炎熱或者使用環境溫度比較高，也會(hui) 造成電池內(nei) 部的一些有機物融化和收縮，導致電池正負*短接，*終引發電池燃燒和爆炸。

3、hth下载地址AcrelCloud-9000充電站運營平台

3.1平台概述

hth下载地址充電站運營平台依托物聯網、雲(yun) 計算、互聯網、大數據、AI等技術，對充電站配電係統的運行、電能消耗、電能質量、充電安*和行為(wei) 安*進行實時監控和預警，為(wei) 充電站的可靠、安*、經濟運行提供保障，並及時切除安*隱患、避免電氣火災發生，從(cong) 而保障人員的生命財產(chan) 安*，打造“安*、*效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網—互聯網—多種增值業(ye) 務”的智慧充電站，提升充電站的社會(hui) 和經濟價(jia) 值。

3.2適用場合

可廣泛應用於(yu) 醫院、學校、酒店、體(ti) 育場等公共建築；商業(ye) 廣場、產(chan) 業(ye) 園等綜合園區；企業(ye) 、住宅小區等場所。

3.3係統結構

平台采用分層分布式結構，主要由感知層、網絡層和平台層三個(ge) 部分組成，詳細拓撲結構如下：

現場設備層：連接於(yu) 網絡中的各類傳(chuan) 感器，包括多功能電力儀(yi) 表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質量分析儀(yi) 表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳(chuan) 感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網絡通訊層：包含現場智能網關(guan) 、網絡交換機等設備。智能網關(guan) 主動采集現場設備層設備的數據，並可進行規約轉換，數據存儲(chu) ，並通過網絡把數據上傳(chuan) 至搭建好的數據庫服務器，智能網關(guan) 可在網絡故障時將數據存儲(chu) 在本地，待網絡恢複時從(cong) 中斷的位置繼續上傳(chuan) 數據，保證服務器端數據不丟(diu) 失。

平台管理層：包含應用服務器和數據服務器，完成對現場所有智能設備的數據交換，可在PC端或移動端實現實時監測充電站配電係統運行狀態、充電樁的工作狀態、充電過程及人員行為(wei) ，並完成微信、支付寶在線支付等應用。

多功能電力儀(yi) 表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災探測器、限流式保護器、智能插座可通過*網通4G通訊模組與(yu) 平台直接通訊。

電能質量分析儀(yi) 表、煙霧傳(chuan) 感器和測溫裝置通過RS485，攝像頭通過RJ45與(yu) 智能網關(guan) 通訊，再由智能網關(guan) 通訊通過4G統一與(yu) 平台通訊。

限流式保護器既可以通過4G連接平台，也可以通過RS485連接網關(guan) 。

平台搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之後，客戶可以在任意能聯網的地方，通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看各處的運行情況。

3.4相關(guan) 產(chan) 品介紹

3.4.17KW交流充電樁AEV-AC007D

產(chan) 品功能

1）智能監測：充電樁智能控製器對充電樁具備測量、控製與(yu) 保護的功能，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與(yu) 計費以及充電過程的聯動控製等。

2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳(chuan) 給充電樁智能控製器和網絡運營平台。

3）雲(yun) 平台：具備連接雲(yun) 平台的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等。

4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能。

5）材質可靠：保證長期使用並抵禦複雜天氣環境。

6）適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合GB/T20234.2-2015國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。

7）資產(chan) 安*：產(chan) 品*部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、人員的安*。

3.4.2直流充電樁係列

3.4.3電氣火災探測器ARCM300-Z

3.4.4限流式保護器ASCP200

產(chan) 品功能：

1）短路保護：保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內(nei) 實現快速限流保護，並發出聲光報警信號；

2）過載保護：當線路電流過載且持續時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，並發出聲光報警信號；

3）表內(nei) 超溫保護：當保護器內(nei) 部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，並發出聲光報警信號；

4）組網通訊：保護器具有1路RS485接口，可以將數據發送到後台監控係統，實現遠程監控。

3.5平台功能

3.5.1首頁

平台首頁顯示充電站的位置及在線情況，統計充電站的充電數據

3.5.2實時監控

1）充電站監控

可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點擊某個(ge) 充電槍編號後在進入充電槍監控頁麵實時監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，係統會(hui) 限製新增開始充電的充電樁的功率，降為(wei) 50%，當變壓器負荷超過80%時，係統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為(wei) 止。如圖所示：

統計當前充電站各充電樁回路的數據；通過卡片的形式展現充電樁的數據；顯示故障列表；如圖所示：

2）充電樁監控

顯示充電樁充電數據；顯示各回路的充電狀態；可以對充電中的回路進行手動終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

3）設備監控

顯示限流式保護器的狀態，包括線路中的剩餘(yu) 電流、溫度及異常報警，如圖所示：

3.5.3故障管理

1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guan) 聯的所有故障信息。如圖所示：

2）故障派發

故障派發中記錄了當前待派發的故障信息。如圖所示：

3）故障處理

故障處理中記錄了當前待處理的故障信息。如圖所示：

3.5.4能耗分析

在能耗分析中，可查看*定時段關(guan) 聯站點和關(guan) 聯樁的能耗信息並顯示對應的能耗趨勢圖。如圖所示：

3.5.5故障分析

在故障分析中，可查看相關(guan) 時間內(nei) 的故障數、故障狀態、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

3.5.6財務報表

在財務報表中，可根據時間查看關(guan) 聯站點的財務數據。如圖所示：

3.5.7收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示：

4結語

新能源汽車目前正逐步成為(wei) 人們(men) 的購車*選，因此做好新能源汽車充電站（樁）的消防安*監管工作，不僅(jin) 可以保障人們(men) 的安*，也是積*響應落實黨(dang) **關(guan) 於(yu) 加快新能源汽車發展、加快推進新型基礎設施建設決(jue) 策部署的重要舉(ju) 措，有利於(yu) *麵推進新能源汽車的發展。

參考文獻

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[4]hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) 2022.05版.