主頁 > 企 業(yè) 博 客 > 院校新能源汽車實訓(xùn)室安全措施探索
我國一般把純電動汽車、插電式油電混合動力汽車、天然氣汽車、燃料電池汽車和其他能源汽車統(tǒng)稱為新能源汽車。目前使用最廣泛的是純電動汽車和插電式油電混合動力汽車。天然氣汽車與普通燃油汽車類似，燃料電池汽車和其他能源汽車離普及尚遠(yuǎn)，這幾類汽車職業(yè)院校一般不會作為學(xué)生實訓(xùn)用車，因此目前各職業(yè)院?；疽约冸妱悠嚭陀碗娀旌蟿恿ζ囎鳛樾履茉雌囍髁嵱?xùn)車型，并以這些車為基礎(chǔ)開發(fā)實訓(xùn)設(shè)備和臺架。
新能源汽車實訓(xùn)的安全措施主要針對增加的材料（如鋰電池）及裝備（如電機控制器）的安全需要，與常規(guī)能源汽車比較，新增加的材料及裝備在實訓(xùn)過程的安全隱患就是新能源汽車實訓(xùn)室需要完善的對象，這也就是新能源汽車實訓(xùn)室的安全措施要高于常規(guī)能源汽車實訓(xùn)室的安全措施的原因所在。
純電動汽車與常規(guī)燃料汽車相比，電動機替換了發(fā)動機，動力電池替換了燃油箱，同時增加了高壓控制器、高壓電纜、高壓空調(diào)壓縮機、車載充電機和DC-DC轉(zhuǎn)換器等使用高電壓設(shè)備?；旌蟿恿ζ嚦擞谐Ｒ?guī)能源汽車所需部件外還增加了動力電池、高壓電纜、變頻器、發(fā)電機和驅(qū)動電動機、驅(qū)動橋等部件。目前大多數(shù)純電動汽車動力電池采用的是磷酸鐵鋰電池（如比亞迪E6車）或三元鋰電池（如北汽EV150車），還有少部分車型采用鈷酸鋰電池（如特斯拉車）?；旌蟿恿ζ噭恿﹄姵夭捎玫氖橇姿徼F鋰電池（如比亞迪秦）或鎳氫電池（如豐田普銳斯）。為了提高動力電池的輸出功率，動力電池都采用高壓供電，其電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人體所能承受的安全電壓，如豐田普銳斯車動力電池輸出電壓為 201.6 V，比亞迪E6車輸出電壓為400 V，比亞迪秦車動力電池輸出電壓為500 V，甚至有更高電壓的，比如比亞迪K9車，動力電池輸出電壓高達(dá)540 V。
動力電池、電纜、控制器等部件工作時的高電壓，實訓(xùn)人員在檢測、拆裝等相關(guān)操作時存在觸電的風(fēng)險；動力電池使用的鋰離子電池材料存在起火、爆炸的潛在危險，在實訓(xùn)過程中由于操作錯誤、操作失誤導(dǎo)致電池正負(fù)電極短路，容易引發(fā)蓄電池起火、爆炸等危險事故；高壓電纜連接錯誤、漏電、接觸不良，引發(fā)電纜漏電、高溫起火等事故。為避免這3種潛在的安全威脅而建立一套安全措施，目的是為了減少甚至避免安全事故，避免人員傷害，減少事故損失。
1觸電問題為了避免觸電的傷害，在實訓(xùn)過程中需要采取以下措施。
（1）新能源汽車實習(xí)指導(dǎo)教師、實訓(xùn)學(xué)生，均要持證上崗。規(guī)定進(jìn)入新能源汽車實訓(xùn)場所的人員必須具有低壓電工操作證，具備用電安全的基礎(chǔ)知識，從提高實訓(xùn)人員素質(zhì)上避免觸電事故的產(chǎn)生。
（2）嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。在拆裝、檢測動力電池時，指導(dǎo)教師先組織學(xué)生學(xué)習(xí)安全知識，嚴(yán)格按照維修手冊和用電安全手冊進(jìn)行操作，指導(dǎo)教師嚴(yán)格監(jiān)管實訓(xùn)過程。
（3）使用新能源汽車維修專用工具。該專用工具在原來的金屬工具的基礎(chǔ)上，外面加裝了絕緣材料，在拆卸或檢修動力電池、高壓電纜、高壓控制器時，由于內(nèi)部存在高壓電或剩余高壓電容電量，如使用普通的金屬工具易導(dǎo)致實訓(xùn)人員觸電，專用維修工具的絕緣層能避免實訓(xùn)人員免受觸電的危險。
（4）必須安裝合格的觸電保護(hù)器，三相插座零線需可靠接地。
（5）有效的隔離措施。電工操作規(guī)程中規(guī)定：高壓電操作場所必須懸掛標(biāo)示牌和裝飾遮攔，標(biāo)示牌按用途一般分為禁止、警告、允許三類，警告檢測維修人員不能隨意操作，防止產(chǎn)生錯誤動作。遮攔分為柵遮攔、絕緣擋板和絕緣罩，是為了在檢修動力電池、高壓電纜或高壓控制盒時，防止檢修人員走錯位置或無關(guān)人員闖入，誤入接觸帶電部件或過分接近帶電部分導(dǎo)致觸電事故。
（6）建立觸電急救應(yīng)急預(yù)案。在新能源汽車實訓(xùn)中，雖然建立了嚴(yán)密的操作規(guī)程和必要的防護(hù)措施，但仍有觸電事故產(chǎn)生的可能。能源汽車實訓(xùn)室需要建立觸電事故應(yīng)急預(yù)案，實訓(xùn)指導(dǎo)教師要熟知預(yù)案內(nèi)容，明確預(yù)案啟動條件。產(chǎn)生觸電事故時，應(yīng)急預(yù)案能指導(dǎo)實訓(xùn)老師、學(xué)生該怎么正確操作，幫助觸電人員得到最合理處置，避免事故的擴大，避免其他人員在救援中發(fā)生再次觸電的意外。學(xué)校應(yīng)成立有專業(yè)執(zhí)業(yè)醫(yī)師負(fù)責(zé)的醫(yī)療救援隊，具備能對觸電傷者急救的能力，需要配備專業(yè)的除顫儀和必要的搶救設(shè)備，能夠在現(xiàn)場進(jìn)行心臟除顫和專業(yè)的心肺復(fù)蘇搶救的能力。
2 蓄電池起火、爆炸問題
2.1 避免蓄電池起火、爆炸的措施
動力蓄電池一般采用鋰離子電池，該電池易燃、易爆，在短路、碰撞、穿刺的情況下極易起火燃燒，甚至產(chǎn)生爆炸。在實訓(xùn)時對電池做好防護(hù)工作，做好電池的外殼保護(hù)，對軟包的鋰離子電池需要加合適的金屬外殼予以保護(hù)，搬運、檢測鋰電池時必須避免跌落、擠壓，不能用尖銳的金屬去刺電池；為了防止電池短路，對電池的正極、負(fù)極端子要安裝絕緣保護(hù)帽，平時電極上面都要安裝絕緣保護(hù)帽，不能讓電極露出來，防止工具、螺絲、配件等金屬部件無意碰到導(dǎo)致短路事故，僅僅在需要測量檢修時打開絕緣保護(hù)帽。
2.2 動力蓄電池材料的確定
查找動力電池手冊或電池外殼，能夠查到制造電池主要材料。乘用車類的純電動汽車大都采用三元鋰（鎳鈷錳酸鋰）離子電池，商用車（如比亞迪K9車）等普遍采用磷酸鐵鋰電池，但是豐田混合動力汽車的動力電池采用的是鎳-鎘電池。除了上述3類電池外，目前國內(nèi)動力電池還有鈷酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰離子電池，安全性與磷酸鐵鋰電池類似，可以參考磷酸鐵鋰電池的特性。
2.3 滅火材料及對策
磷酸鐵鋰電池起火時局部小范圍用水基滅火器，火勢較大或緊急時對整組電池用大量的水冷卻、滅火。鎳氫電池起火時用大量的水滅火。三元鋰電池起火時局部小范圍用水基滅火器，火勢較大或緊急時對整組電池用大量的水冷卻、滅火。
2.4 人員疏散
鋰電池起火產(chǎn)生大量有毒氣體，實訓(xùn)室內(nèi)人員必須立即疏散，防止中毒或窒息，救援人員必須佩戴防毒面具、穿耐火服裝才能進(jìn)入滅火現(xiàn)場。
電池組電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人體的安全電壓，產(chǎn)生火災(zāi)時所有實訓(xùn)室人員必須立即疏散到安全位置，救援中的水屬于導(dǎo)體，防止在救援時產(chǎn)生觸電事故，救援人員必須穿戴絕緣靴、絕緣手套才能進(jìn)入滅火現(xiàn)場。
3 高壓電路起火問題
3.1 起火原因分析
由于純電動汽車和混合動力汽車中電動機的扭矩大、功率較大，因而高壓電纜流過的電流較大，在輸出最大功率時，流過高壓電纜的最大電流超過200 A。如果高壓電纜端子污損、固定螺栓沒有達(dá)到規(guī)定扭矩或端子連接面不平整等原因?qū)е码娎|接觸電阻大，流過大電流時熱量在電阻大的部位集中，短時間內(nèi)聚集高溫，燒融連接端子、點燃電纜橡膠、點燃車身易燃部件，產(chǎn)生電路起火事故。
3.2 避免高壓電路起火
在實訓(xùn)過程前，指導(dǎo)教師要做好充足的實訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作，除了常規(guī)的準(zhǔn)備教案和備課，還要對實訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行檢查和試驗，其中一個重要環(huán)節(jié)就是高壓電路的檢查，包括絕緣是否有損壞，端子的連接是否緊固可靠，防止由于前次實訓(xùn)時產(chǎn)生的疏忽導(dǎo)致本次實訓(xùn)的安全事故。
3.3 滅火材料及對策
高壓電路起火，可采用手提式干粉滅火器滅火也可用黃土和干砂進(jìn)行覆蓋滅火，如果用水滅火則使用噴霧水槍也十分有效。若火勢較小則帶上二氧化碳滅火器，對火焰根部進(jìn)行噴射。
在撲救高壓電纜火災(zāi)時，禁止用手直接接觸電纜，也不準(zhǔn)用手移動電纜。若火勢較大，馬上報警，一旦出現(xiàn)電動汽車電氣設(shè)備火災(zāi)事故時，應(yīng)急小組要快速趕到事故現(xiàn)場，立即組織電工和消防人員進(jìn)行撲救。
電纜絕緣材料是橡膠或塑料，燃燒會產(chǎn)生大量有毒有害氣體，需要帶防毒呼吸器進(jìn)入現(xiàn)場，在使用水基滅火時需要防止產(chǎn)生觸電事故，需要穿戴絕緣靴和絕緣手套。
新能源汽車的發(fā)展促使職業(yè)教育的跟進(jìn)和提高，但目前還缺少相關(guān)的資料和參考的案例，對新能源的安全管理往往無所適從。在我校組建和管理新能源實訓(xùn)室中得出的一些心得體會，對新能源汽車中的純電動汽車、混合動力汽車在實訓(xùn)過程中潛在的危險作膚淺的論述和應(yīng)對措施探討，希望對參與新能源汽車職業(yè)教學(xué)的
同仁有所幫助。
新能源汽車實訓(xùn)的安全措施主要針對增加的材料（如鋰電池）及裝備（如電機控制器）的安全需要，與常規(guī)能源汽車比較，新增加的材料及裝備在實訓(xùn)過程的安全隱患就是新能源汽車實訓(xùn)室需要完善的對象，這也就是新能源汽車實訓(xùn)室的安全措施要高于常規(guī)能源汽車實訓(xùn)室的安全措施的原因所在。
純電動汽車與常規(guī)燃料汽車相比，電動機替換了發(fā)動機，動力電池替換了燃油箱，同時增加了高壓控制器、高壓電纜、高壓空調(diào)壓縮機、車載充電機和DC-DC轉(zhuǎn)換器等使用高電壓設(shè)備?；旌蟿恿ζ嚦擞谐Ｒ?guī)能源汽車所需部件外還增加了動力電池、高壓電纜、變頻器、發(fā)電機和驅(qū)動電動機、驅(qū)動橋等部件。目前大多數(shù)純電動汽車動力電池采用的是磷酸鐵鋰電池（如比亞迪E6車）或三元鋰電池（如北汽EV150車），還有少部分車型采用鈷酸鋰電池（如特斯拉車）?；旌蟿恿ζ噭恿﹄姵夭捎玫氖橇姿徼F鋰電池（如比亞迪秦）或鎳氫電池（如豐田普銳斯）。為了提高動力電池的輸出功率，動力電池都采用高壓供電，其電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人體所能承受的安全電壓，如豐田普銳斯車動力電池輸出電壓為 201.6 V，比亞迪E6車輸出電壓為400 V，比亞迪秦車動力電池輸出電壓為500 V，甚至有更高電壓的，比如比亞迪K9車，動力電池輸出電壓高達(dá)540 V。
動力電池、電纜、控制器等部件工作時的高電壓，實訓(xùn)人員在檢測、拆裝等相關(guān)操作時存在觸電的風(fēng)險；動力電池使用的鋰離子電池材料存在起火、爆炸的潛在危險，在實訓(xùn)過程中由于操作錯誤、操作失誤導(dǎo)致電池正負(fù)電極短路，容易引發(fā)蓄電池起火、爆炸等危險事故；高壓電纜連接錯誤、漏電、接觸不良，引發(fā)電纜漏電、高溫起火等事故。為避免這3種潛在的安全威脅而建立一套安全措施，目的是為了減少甚至避免安全事故，避免人員傷害，減少事故損失。
1觸電問題為了避免觸電的傷害，在實訓(xùn)過程中需要采取以下措施。
（1）新能源汽車實習(xí)指導(dǎo)教師、實訓(xùn)學(xué)生，均要持證上崗。規(guī)定進(jìn)入新能源汽車實訓(xùn)場所的人員必須具有低壓電工操作證，具備用電安全的基礎(chǔ)知識，從提高實訓(xùn)人員素質(zhì)上避免觸電事故的產(chǎn)生。
（2）嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程。在拆裝、檢測動力電池時，指導(dǎo)教師先組織學(xué)生學(xué)習(xí)安全知識，嚴(yán)格按照維修手冊和用電安全手冊進(jìn)行操作，指導(dǎo)教師嚴(yán)格監(jiān)管實訓(xùn)過程。
（3）使用新能源汽車維修專用工具。該專用工具在原來的金屬工具的基礎(chǔ)上，外面加裝了絕緣材料，在拆卸或檢修動力電池、高壓電纜、高壓控制器時，由于內(nèi)部存在高壓電或剩余高壓電容電量，如使用普通的金屬工具易導(dǎo)致實訓(xùn)人員觸電，專用維修工具的絕緣層能避免實訓(xùn)人員免受觸電的危險。
（4）必須安裝合格的觸電保護(hù)器，三相插座零線需可靠接地。
（5）有效的隔離措施。電工操作規(guī)程中規(guī)定：高壓電操作場所必須懸掛標(biāo)示牌和裝飾遮攔，標(biāo)示牌按用途一般分為禁止、警告、允許三類，警告檢測維修人員不能隨意操作，防止產(chǎn)生錯誤動作。遮攔分為柵遮攔、絕緣擋板和絕緣罩，是為了在檢修動力電池、高壓電纜或高壓控制盒時，防止檢修人員走錯位置或無關(guān)人員闖入，誤入接觸帶電部件或過分接近帶電部分導(dǎo)致觸電事故。
（6）建立觸電急救應(yīng)急預(yù)案。在新能源汽車實訓(xùn)中，雖然建立了嚴(yán)密的操作規(guī)程和必要的防護(hù)措施，但仍有觸電事故產(chǎn)生的可能。能源汽車實訓(xùn)室需要建立觸電事故應(yīng)急預(yù)案，實訓(xùn)指導(dǎo)教師要熟知預(yù)案內(nèi)容，明確預(yù)案啟動條件。產(chǎn)生觸電事故時，應(yīng)急預(yù)案能指導(dǎo)實訓(xùn)老師、學(xué)生該怎么正確操作，幫助觸電人員得到最合理處置，避免事故的擴大，避免其他人員在救援中發(fā)生再次觸電的意外。學(xué)校應(yīng)成立有專業(yè)執(zhí)業(yè)醫(yī)師負(fù)責(zé)的醫(yī)療救援隊，具備能對觸電傷者急救的能力，需要配備專業(yè)的除顫儀和必要的搶救設(shè)備，能夠在現(xiàn)場進(jìn)行心臟除顫和專業(yè)的心肺復(fù)蘇搶救的能力。
2 蓄電池起火、爆炸問題
2.1 避免蓄電池起火、爆炸的措施
動力蓄電池一般采用鋰離子電池，該電池易燃、易爆，在短路、碰撞、穿刺的情況下極易起火燃燒，甚至產(chǎn)生爆炸。在實訓(xùn)時對電池做好防護(hù)工作，做好電池的外殼保護(hù)，對軟包的鋰離子電池需要加合適的金屬外殼予以保護(hù)，搬運、檢測鋰電池時必須避免跌落、擠壓，不能用尖銳的金屬去刺電池；為了防止電池短路，對電池的正極、負(fù)極端子要安裝絕緣保護(hù)帽，平時電極上面都要安裝絕緣保護(hù)帽，不能讓電極露出來，防止工具、螺絲、配件等金屬部件無意碰到導(dǎo)致短路事故，僅僅在需要測量檢修時打開絕緣保護(hù)帽。
2.2 動力蓄電池材料的確定
查找動力電池手冊或電池外殼，能夠查到制造電池主要材料。乘用車類的純電動汽車大都采用三元鋰（鎳鈷錳酸鋰）離子電池，商用車（如比亞迪K9車）等普遍采用磷酸鐵鋰電池，但是豐田混合動力汽車的動力電池采用的是鎳-鎘電池。除了上述3類電池外，目前國內(nèi)動力電池還有鈷酸鋰、錳酸鋰、鈦酸鋰離子電池，安全性與磷酸鐵鋰電池類似，可以參考磷酸鐵鋰電池的特性。
2.3 滅火材料及對策
磷酸鐵鋰電池起火時局部小范圍用水基滅火器，火勢較大或緊急時對整組電池用大量的水冷卻、滅火。鎳氫電池起火時用大量的水滅火。三元鋰電池起火時局部小范圍用水基滅火器，火勢較大或緊急時對整組電池用大量的水冷卻、滅火。
2.4 人員疏散
鋰電池起火產(chǎn)生大量有毒氣體，實訓(xùn)室內(nèi)人員必須立即疏散，防止中毒或窒息，救援人員必須佩戴防毒面具、穿耐火服裝才能進(jìn)入滅火現(xiàn)場。
電池組電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人體的安全電壓，產(chǎn)生火災(zāi)時所有實訓(xùn)室人員必須立即疏散到安全位置，救援中的水屬于導(dǎo)體，防止在救援時產(chǎn)生觸電事故，救援人員必須穿戴絕緣靴、絕緣手套才能進(jìn)入滅火現(xiàn)場。
3 高壓電路起火問題
3.1 起火原因分析
由于純電動汽車和混合動力汽車中電動機的扭矩大、功率較大，因而高壓電纜流過的電流較大，在輸出最大功率時，流過高壓電纜的最大電流超過200 A。如果高壓電纜端子污損、固定螺栓沒有達(dá)到規(guī)定扭矩或端子連接面不平整等原因?qū)е码娎|接觸電阻大，流過大電流時熱量在電阻大的部位集中，短時間內(nèi)聚集高溫，燒融連接端子、點燃電纜橡膠、點燃車身易燃部件，產(chǎn)生電路起火事故。
3.2 避免高壓電路起火
在實訓(xùn)過程前，指導(dǎo)教師要做好充足的實訓(xùn)前的準(zhǔn)備工作，除了常規(guī)的準(zhǔn)備教案和備課，還要對實訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行檢查和試驗，其中一個重要環(huán)節(jié)就是高壓電路的檢查，包括絕緣是否有損壞，端子的連接是否緊固可靠，防止由于前次實訓(xùn)時產(chǎn)生的疏忽導(dǎo)致本次實訓(xùn)的安全事故。
3.3 滅火材料及對策
高壓電路起火，可采用手提式干粉滅火器滅火也可用黃土和干砂進(jìn)行覆蓋滅火，如果用水滅火則使用噴霧水槍也十分有效。若火勢較小則帶上二氧化碳滅火器，對火焰根部進(jìn)行噴射。
在撲救高壓電纜火災(zāi)時，禁止用手直接接觸電纜，也不準(zhǔn)用手移動電纜。若火勢較大，馬上報警，一旦出現(xiàn)電動汽車電氣設(shè)備火災(zāi)事故時，應(yīng)急小組要快速趕到事故現(xiàn)場，立即組織電工和消防人員進(jìn)行撲救。
電纜絕緣材料是橡膠或塑料，燃燒會產(chǎn)生大量有毒有害氣體，需要帶防毒呼吸器進(jìn)入現(xiàn)場，在使用水基滅火時需要防止產(chǎn)生觸電事故，需要穿戴絕緣靴和絕緣手套。
新能源汽車的發(fā)展促使職業(yè)教育的跟進(jìn)和提高，但目前還缺少相關(guān)的資料和參考的案例，對新能源的安全管理往往無所適從。在我校組建和管理新能源實訓(xùn)室中得出的一些心得體會，對新能源汽車中的純電動汽車、混合動力汽車在實訓(xùn)過程中潛在的危險作膚淺的論述和應(yīng)對措施探討，希望對參與新能源汽車職業(yè)教學(xué)的
同仁有所幫助。