电动汽车充电站事故风险与处置要点评析

电动汽车充电站事故风险与处置要点评析
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研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断
中国设备工程 2023.12（下）
动汽车充电桩整体系统完成充电服务。

充电桩整体系统由电动汽车充电桩、集中器、BMS 电池管理系统、充电管理服务平台4个部分组成。

落地式充电桩和挂壁式充电桩是充电桩的两种常见形式，由桩体、电气模块、计量模块等部分组成。

桩体包括金属外壳、充电枪和人机交互界面，电气模块包括充电插座、电缆转接端子排、直流控制器、断路器等。

充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端装有充电插头以交流或直流的形式为电动汽车充电。

充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM 处理器完成，使用特定的充电卡进行刷卡充电，并通过人机交互界面液晶屏进行按时计费充电、按电量充电、按里程充电、自动充满等充电方式的选择。

2.4 充电桩充电形式
电动汽车充电桩分为交流充电桩、直流充电桩和交直流一体充电桩，交流充电桩和直流充电桩较为常见。

直流充电桩充电时间较短，可在20分钟内充电至70%～80%，40分钟左右完成充电。

它是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，并在桩体内完成交、直流电转换，将直流电输出给车载电池的供电装置。

直流充电桩主要服务于对充电时间要求较高的运营型车辆，如出租车、公交车、物流车、专用车、网约车等。

其特点是采用三相四线制供电，工作电源可以提供足够的功率，输出调节范围大的可调电压和电流，实现快充的要求。

直流充电桩枪头通常使用9线插头，桩体侧面具备急停开关。

交流充电桩充电时间较长，通常为3.5～8小时，甚至更长。

它是外部固定安装并与交流电网相连，采用传导方式将交流电充到车载充电机（AC-DC），再通过车载充电机交、直流转换将直流电输送给电动汽车动力电池，具备漏电、过流、过压、阻燃、短路保护等功能。

交流充电桩通常安装在小区停车场，适用于私家车固定车位，或是各大商场停车场内部。

交流充电桩枪头使用的是7线插头，具备急停开关，可手动、远程控制发出“紧急停止充电”指令。

交流充电桩充电速度较直流慢，对电池损伤低，电池寿命更持久、成本低、安全性能高。

3 充电站事故风险评估
3.1 锂电池充电理化反应风险因素
锂电池是电动汽车的主要动力源。

锂电池在正常充电时，电池内部发生一系列放热、氧化分解反应，缓慢释放出氢气、一氧化碳、二氧化碳和烃类气体。

锂电池过充情况下可能会释放少量氧气，可燃气体在密闭空间内不断聚集，当与空气混合达到一定浓度（即氢气爆炸极限为4%～75%）时，充电产生的电火花就有可能引发爆炸燃烧，而缓慢释放的氧气的助燃作用，会使爆炸威力极大且难控制。

从近年电动汽车火灾事故数据分析，绝大多数事故原因均为锂电池过充电、线路老化短路。

电动汽车锂电池在长时间充电时，大量电流不仅会引起相关电气部件及输电导线持续发热，若电池散热功能达不到标准，还会加速导线绝缘层老化甚至融化，造成相
关电气部件失效及短路，电池内部的放热、氧化分解反应会增加电池内部的温度和压力，极易引发锂电池热失控，导致自燃爆炸。

3.2 充电设施漏电、触电风险因素
充电桩的电压普遍高于我国家用电压，充电桩配备的防触电措施必不可少且充电桩质量必须合格。

充电桩金属外壳、刷卡按键部位、门锁、屏幕、线缆固定螺母等极易被触及的外露金属部件都应有完备的防触电接地措施，且24小时保持接地状况良好，避免当充电桩内部的某个带电部件发生绝缘故障发生漏电，导致外部金属部件带上较高电压。

充电桩还应具备给出故障警示的功能。

充电枪与充电桩的电流输出接口连接，充电桩的电子锁起到配合监测充电状态的作用，充电枪电子锁没有锁紧，会导致充电枪处于带电状态，或在充电枪还未插入汽车充电插座时就开始供电的失常状态。

为防止操作者在充电时拔枪触电，应设置电子锁，且在电子锁处于上锁状态时，才可将充电枪插入电动汽车充电插座，充电完毕后，由系统发出解锁信号并将电子锁转为解锁状态同时断开电源，充电枪方可拔出充电插座，也可利用充电枪上的手动电子锁解锁杆与解锁孔进行手动紧急操作。

充电桩通常处于半露天环境中，受空气湿度和气候的影响较大。

雨季面临被雨淋浸水，水汽渗入内部湿润带电部件致使其形成回路，操作者触摸外部面板时极易发生触电。

金属部件在潮湿的环境下若防锈性能不佳，会降低金属外壳的稳固性，甚至引起生锈腐蚀穿洞现象，一定程度上增加操作者触电风险。

3.3 充电设施高温自燃风险因素
充电桩绝缘材料会受到温度、振动、有害气体、化学物质、水分、灰尘和辐射等环境因素的影响。

其中，温度是导致绝缘材料和绝缘结构老化的关键因素。

在天气炎热的夏季，电动汽车充电桩与电动汽车都处于高消耗状态，很容易产生充电机过热自燃事故。

4 充电站事故处置要点4.1 充电设备漏电
充电设备发生漏电，应立即停止充电，并告知工作人员迅速断开上一级配电箱，拔出充电枪或充电插头，并对现场进行紧急临时管控，设置警戒范围不少于100m，禁止无关人员进入现场危险区域，紧急疏散无关人员退出并距充电设备15m 以外。

救援人员到场立即展开侦察研判漏电设备是否已断电，同时了解带电设备情况，通过仪器检测再次确认，提醒其他充电人员禁止充电并疏散到警戒线以外，做好个人安全防护，进入漏电危险区域必须穿戴绝缘服、绝缘手套、绝缘胶靴，避免与带电体接触。

4.2 充电过程中漏电且起火
若充电过程中不仅发生故障漏电且伴随电气设备起火，现场工作人员第一时间断开上一级配电箱，除了按以上漏电事故处置实施外，还需谨慎处置带电火※
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