作者：Brian O'Connor
当前，电动汽车（EV） 革命正在如火如荼地进行。事实上，国际能源协会估计，到 2023 年，全球售出超过 1400 万辆电动汽车。这将占所有汽车销量的 18% 左右。随着道路上电动汽车数量的不断增加，必须认识到电动汽车带来的独特消防安全挑战，包括在隧道消防方面。由于当今大多数电动汽车都使用锂离子电池，因此本博客将重点介绍该技术。
电动汽车
虽然最近的 NFPA® 博客讨论了一些研究表明：电动汽车火灾不一定比涉及传统内燃机汽车的火灾产生更高的总热释放率或峰值热释放率，但它们确实构成了独特的危险。内燃机汽车起火容易发生油箱故障，这会导致火势迅速发展，火势达到顶峰，但很快就会燃烧殆尽。另一方面，电动汽车更容易在电池中起火，起火速度较慢，规模不大，但燃烧时间更长。
电动汽车的这些独特防火特性引出了一个问题：目前隧道中的防火和生命安全预防措施是否足以防止电动汽车起火？为了帮助回答这个问题，让我们继续在下表中比较电动汽车和内燃机汽车。
该表显示，电动汽车火灾通常更难扑灭，研究表明，与内燃机火灾相比，它们通常需要更多的水来扑灭。
当内燃机汽车在火灾期间发生油箱故障时，这可能会导致液体池起火，从而增加火势蔓延到附近可燃物的速度，但这种速度取决于燃料量、地板的坡度和排水能力。
不幸的是，与内燃机汽车相比，电动汽车火灾的可用数据收集还没有那么多，因此调查结果的置信度会有所不同。
表格中的最后一项指出，电动汽车发生火灾的可能性要小得多，但随着电动汽车市场份额的增长和电动汽车平均车龄的增加，这一统计数据可能会有所不同。
下表提供了有关不同电车车类型的尺寸和电池比较的一些见解。
电动汽车独特的防火特性
热失控
热失控是电池单元无法控制的自热。当电池内部产生的热量超过可以散发到周围环境的热量时，它就开始了。然后，最初过热的电池会释放出易燃和有毒气体，并可以达到足够高的热量来点燃这些气体。这种现象可以级联到相邻的电池并通过 EV 电池发展，因此称为“失控”。电池单元可能由于多种原因而进入热失控状态，例如碰撞造成的损坏。
废气
电动汽车电池释放的气体高度易燃且有毒。释放的气体类型取决于所涉及的电池化学成分，但通常包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、乙烷和其他碳氢化合物等气体。
如果气体在找到点火源之前能够达到其爆炸下限，则有可能发生爆炸。在废气排放方面，电动汽车和内燃机汽车之间的最大区别在于，电动汽车可以在没有火焰的情况下产生易燃气体，而内燃机汽车需要燃烧才能产生类似的气体。更复杂的是，由于公路隧道通常缺乏开放道路提供的自然通风，烟雾管理成为隧道消防的一个更关键的方面。
滞留能量
滞留能量是当电池无法安全地释放其储存的能量时使用的术语。这通常发生在 EV 火灾被扑灭并且电池端子被损坏之后。这对使用损坏电池组的人员来说是一个电击危险，因为它仍然包含未知数量的电能。
复燃
一旦电池单元发生热失控并被点燃，它通常会被销毁并且无法重新点燃。当相邻电池被火灾损坏但没有释放其势能时，重新点燃的风险就会发挥作用。这些电池在以后有进入热失控的风险。
总部位于澳大利亚的组织 EV FireSafe 通过其研究发现，其研究的电动汽车中有 13% 在最初被抑制后重新点燃，其中一场火灾在最初事件发生 68 天后重新点燃。这种重新点燃是一个严重的问题，不仅对应急响应人员和抢救人员，而且对通常在事故发生后帮助运输被烧毁车辆的拖车司机也是如此。这也使存放燃烧的电动汽车更具挑战性，因为建议在 EV 和其他可燃物之间保持距离，以免重新点燃的火势蔓延。
NFPA 502 概述
当前关于公路隧道防火的指南来自 NFPA 502，即公路隧道、桥梁和其他限制通行高速公路的标准。但是，NFPA 502 并没有根据车辆类型来区分其消防和生命安全方法。相反，它着眼于结构的特征。
隧道中包含的消防元件的一些主要目标是：
1.确保所有乘客（通常是驾车者）都能安然无恙地离开隧道。
2.确保消防员能够进入隧道进行灭火作业。
3.保护隧道结构和设施免于坍塌。
NFPA 502 解决了公路隧道的几个主要主题。对结构元件、灭火器、消防系统、紧急通风、隧道排水系统和出口方式的保护有要求。当谈到公路隧道时，它们根据其长度进行分类，如下图所示。
保护结构元件
已经说过，目标之一是防止结构倒塌。这是通过为结构元件和防火材料建立性能标准来实现的。最终，无论类别如何，隧道的设计都应该使其能够承受至少 120 分钟的火灾暴露。
ERCES
可能需要紧急响应者通信增强系统 （ERCES）。
灭火器
需要沿道路每 300 英尺（90 米）安装重量不超过 20 磅（9 公斤）的灭火器。查看 NFPA 博客 关于灭火器类型、评级、放置和检查的更多信息。
固定式消防系统
NFPA 502 不需要特定类型的系统。相反，它表示 B 类和 C 类隧道需要由水基消防系统保护。NFPA 502 的第 9 章详细介绍了该系统的设计和性能要求。
紧急通气
紧急通风通常仅在 C 类隧道中需要。它需要提供一种控制和提取热量和烟雾的方法，通常通过风扇和阻尼器系统来实现。
隧道排水系统
道路中的排水系统需要能够收集、储存和丢弃多种液体，包括可能发生的任何大型燃料或有害材料泄漏、水基消防系统的排放、环境源（例如雨或雪）、隧道冲洗以及共享隧道排水系统管道的任何其他系统产生的液体。
出口方式
应确保驾车者能够在发生火灾时撤离隧道。NFPA 502 要求紧急出口遵循 NFPA 101® 第 7 章《生命安全法》®的要求，并在 NFPA 502 中进行了某些修改。
结论和资源
遗憾的是，没有很多现成的测试信息来确定各种尺寸电动汽车的预期火灾场景，这使得隧道设计变得困难。尽管如此，依靠 NFPA 502 中现有的安全功能可以帮助为隧道的消防安全提供一定程度的安全，以解决电动和内燃机汽车的常见危险。
有关停车场电动汽车消防的信息，请查看此博客。有关隧道防火的另一个重要信息来源可以在第 21 版《消防手册》中找到。第 10 章第 21 节涵盖公路、隧道和桥梁。要对最新版本的 NFPA 502 进行完全数字访问，请探索 NFPA LiNK。
引用：
1.Sungwook Kang、Minjae Kwon、Joung Yoon Choi、Sengkwan Choi，电池电动汽车的全面防火测试，应用能源，第 332 卷，2023 年
2.阿曼丁·莱科克、玛丽·贝尔塔纳、本杰明·特鲁肖特、盖伊·马莱尔。电动汽车和内燃机汽车的火灾后果比较。2. 2012 年车辆火灾国际会议-FIVE，2012 年 9 月，美国芝加哥。第 183-194 页。内里斯-00973680
3.Lam， C.， MacNeil， D.， Kroeker， R.， Lougheed， G.， and Lalime， G.，“电动和内燃机车辆的全面防火测试”，第四届车内火灾国际会议，美国巴尔的摩，2016 年 10 月 5 日至 6 日
4.马格努斯·阿维森、乔纳坦·杰德勒、海梅·布莱耶。“滚装船上电池电动汽车火灾的灭火和手动灭火”，第七届国际车辆火灾会议。挪威斯塔万格，2023 年 4 月 24 日至 25 日
