琼州海峡电动汽车滚装运输安全分析与对策研究_左川.pdf

2023-01第 1 期水 上 安 全Maritime Safety460 引言近年来，我国的新能源汽车产业快速增长，新能源汽车产量与市场占有率在逐年递增。2020年 11 月国务院办公厅印发了新能源汽车产业发展规划（20212035 年），要求深入实施发展新能源汽车产业高质量可持续发展，加快建设汽车强国。并提出到 2035 年，纯电动汽车成为销售主流，公共领域用车全面电动化。在碳达峰、碳中和目标背景下，电动汽车普及是大势所趋，由此产生的船舶运输电动汽车的需求也将急剧增长。据全球著名市场调研机构科纳仕发布的 2021年全球电动汽车研究报告显示：2021 年全球电动汽车销量约为 650 万辆，比上年增长 109%，其中，中国大陆销售的电动汽车占全球电动汽车的一半，共 320 万辆，占所有新车销量的 15%1。引用格式：左川.琼州海峡电动汽车滚装运输安全分析与对策研究 J.水上安全，2023（1）：46-51.(ZUO Chuan.Safety analysis and research on countermeasure for electric vehicle of rolling transportation in Qiongzhou StraitJ.Maritime Safety,2023(1):46-51.)琼州海峡电动汽车滚装运输安全分析与对策研究左 川（中华人民共和国海口海事局，海口 571100）摘要：近年来，滚装船舶载运电动汽车发生过多起海上火灾事故，造成重大财产损失。琼州海峡作为海南省进出岛人员及物资的重要运输通道，每年均有大量各型车辆通过客滚船进行海上运输，其中电动汽车所占的比例在近两年来明显增加，对琼州海峡海上客滚运输安全带来了潜在安全风险。通过对电动汽车滚装运输的安全性进行分析并开展对策研究，提升电动车辆海上滚装运输的本质安全，并提出相应的改进措施。关键词：电动汽车；滚装运输；安全分析；对策研究中图分类号：U698 文献标识码：ASafety analysis and research on countermeasure for electric vehicle of rolling transportation in Qiongzhou StraitZUO Chuan(Maritime Safety Administration of the People s Republic of China，Haikou 571100，China)Abstract:In recent years,there have been a number of fire accidents at sea involving Roll on-Roll off(RO-RO)ships carrying electric vehicles,resulting in significant property losses.Qiongzhou Strait is an important transportation channel for people and materials passing in and out of Hainan Island.Every year,a large number of vehicles of various types are transported by ROVs,among which the proportion of electric vehicles has increased significantly in the past two years,which brings potential safety risks to the safety of ROVs in Qiongzhou Strait.By analyzing the safety of rolling transportation for electric vehicle and carrying out countermeasures,the essential safety of rolling transportation for electric vehicle at sea is improved,and corresponding improvement measures are proposed.Keywords:electric vehicle；rolling transportation；safety analysis；research on countermeasure收稿日期：2022-08-18第一作者简介：左川，男，大学，高级海事调查官，从事海事调查、危险货物管理、船舶污染防治等工作。第 1 期47左川.琼州海峡电动汽车滚装运输安全分析与对策研究1 新能源车辆发展形势1.1 我国新能源车辆发展趋势中汽协的数据显示，2021 年第一季度我国新能源汽车产量和销量分别完成129.3万辆和125.7万辆，累计增长 142和 138.6。2022 年 5 月份，新能源汽车乘用车零售销量为36万台，同比上涨91.2，环比上涨 26.9，呈现同比、环比双双上涨趋势，其中同比上涨幅度巨大。公安部的统计数据显示，截至 2022 年 9 月底，全国新能源汽车保有量达到 1 149 万辆，占汽车总量的 3.65。其中，纯电动汽车保有量 926 万辆，占新能源汽车总量的 80.56。2022 年前三季度，全国新注册登记新能源汽车 371.3 万辆，月均新注册登记49.8万辆，明显高于上半年的月均37万辆。1.2 海南省新能源车辆发展趋势2019 年 3 月 6 日，海南省发布了海南省清洁能源汽车发展规划，明确2030年起，海南省将全面禁止销售燃油车，随之海南省新能源汽车总量近年来在不断快速增加。2022 年 8 月 22 日，海南省人民政府发布海南省碳达峰实施方案，再次明确到2030年，全岛全面禁止销售燃油汽车。据统计，截至2022年4月，海南全省新能源汽车保有量已达到 14.6 万辆，相比“十四五”初期的 6.4 万辆增幅超过128；新能源汽车保有量占比也从“十四五”初期的 4.2上升至 8.3，远高于全国平均水平的1.8 倍以上，已居于全国的“第一方阵”。2 电动汽车起火原因及特点2.1 电动汽车起火原因分析电动汽车起火案例分析表明，动力锂电池发生火灾的主要原因是由于锂电池的化学能释放，最终表现形式为热失控和热失控扩展引起的燃烧或爆炸。此外还有电池部件老化、电器线路老化、外部碰撞、高负荷、高温等其他原因。应急管理部于 2022 年 4 月份公布的统计数据显示，2022 年第一季度全国新能源汽车共计发生火灾 640 起，平均每日超过 7 起，比去年同期上升 32，高于交通工具火灾平均（8.8）的增幅。以下对 2022 年上半年国内有公开报道的 47 起电动汽车自燃事件进行分析（相关数据来源于公开报道，并未囊括全部电动汽车自燃事故，仅作参考）2。根据动力锂电池类型分析，其中使用三元锂电池的 19 起（占比 41），使用磷酸铁锂电池的 18 起（占比 38），使用其他锂电池或性质不明的 10 起（占比 21），如图 1 所示。图 1 根据电池类型分析 2022 年上半年国内有报道的电动汽车自燃事件根据车辆状态分析，其中静止停放中自燃的18 起（占比 38），充电时自燃的 10 起（占比21），行驶中自燃的 6 起（占比 13），发生碰撞事故后自燃的 5 起（占比 11），其他原因的 8 起（占比 17），如图 2 所示。根据事发地气温分析，气温 30的 7 起（占比 15），30气温 20的 20 起（占比42），气温 20的 13 起（占比 28），气温不详的 7 起（占比 15），如图 3 所示。综上分析，实践中磷酸铁锂电池同样存在自燃风险，由于目前我国使用磷酸铁锂电池作为动力电池的新能源车辆占比较大，市场保有量高，因此除三元锂电池外，对于磷酸铁锂电池的热失控风险应保持足够的警惕。传统理论认为电动汽车在充电状态下，出现动力电力热失控的概率最高。但从以上数据可见，静止停放中的电动汽车水上安全2023 年 第 1 期48同样存在发生自燃的风险，其原因在于车辆自燃并不仅在于电池的因素，除锂电池热失控的因素外，还应充分考虑电池老化、电路老化、使用习惯不良等其他综合因素。此外分析表明，电动汽车的自燃事故并不一定发生在高温天气，环境温度对车辆自燃造成的影响并非决定性，导致车辆最终发生自燃的主要因素更多应归结于车辆自身（包括电池）的技术状态等内在原因。2.2 电动汽车火灾特点及灭火方法不同于燃油汽车火灾，电动汽车火灾具有类型复杂、温度高、难扑救、易复燃、火势快等特点。据了解，锂电池从出现燃烧迹象到猛烈燃烧，只需要 6 s，其燃烧温度将达到 600 1 000，远超普通汽柴油着火时达到的 400 左右的温度，锂电池燃烧还伴随着火焰喷射和高温腐蚀性液体飞溅。同时，由于车内锂电池起火伴随着较为复杂的化学反应，无氧环境也可以剧烈反应，一旦电动汽车发生火灾，二氧化碳、泡沫干粉、压力水雾等常规灭火方法难以有效灭火，即便扑灭明火，化学反应和高温也非常容易导致复燃，直至电池燃尽1。我国 GB/T 38283-2019电动汽车灾害事故应急救援指南中规定，高压电池未出现明火时，可按照传统车辆火灾处置方法进行灭火3。当高压电池着火时，大量消防水的使用可降低电池及其内部的温度，可有效阻止燃烧和防止复燃，因此需要使用大量的、持续的消防水，如扑灭电池着火的乘用车应确保 10 t 以上的消防水。我国电动汽车安全指南规定，在电动汽车起火的情况下，如火势较小处于可控状态时，应采用合适的灭火剂，包括干砂、化学干粉、二氧化碳，不要使用水基灭火器；当车辆着火或电池受到严重的挤压、弯曲等损害，出现火势发展迅猛或者火势失控的情况下，需要通知消防人员使用持续、大量的消防水进行灭火 30 min；当火被扑灭后，需要随时关注，防止复燃；防止火灾扩大，应使周围的任何可燃物品远离起火车辆4。3 电动汽车属性及船舶载运要求目前电动汽车主要以使用锂电池作为动力为主，以锂电池为动力的车辆属于国际海运危险货物规则（40-20 版）（International Maritime Dangerous Goods Code,IMDG Code）中第 9 类危险货物，具体条目如表 1 所示。其中 SP961 规定，对于单独使用锂电池驱动表 1 IMDG中锂电池动力车辆的对应条目UN 编号运输名称类别特殊规定注意事项3171电池驱动的车辆或电池驱动的设备9388/961/962/971在此条目下运输的物品类型包括装有并以湿电池、钠电池或锂电池为动力的车辆或设备，例如：电动汽车、剪草机、轮椅和其他机动助力装置。图 2 根据车辆状态分析 2022 年上半年国内有报道的电动汽车自燃事件图 3 根据事发地气温分析 2022 年上半年国内有报道的电动汽车自燃事件第 1 期49左川.琼州海峡电动汽车滚装运输安全分析与对策研究的车辆和由内燃机和锂金属或锂离子电池共同驱动的混合动力车辆，锂电池要满足 2.9.4 的要求。国际海运危险货物规则（40-20 版）2.9.4 规定锂电池或电池组应符合如表 2 所示。表 2 IMDG中锂电池及锂电池组的技术要求编号具体要求1电池或电池组的型号符合试验和标准手册第三部分第 38.3 节各项试验要求2电池和电池组装有安全排气装置，或在设计上能防止在运输中发生普通事故的条件下受力破裂3电池和电池组装有防止外部短路的有效装置4包含多个并联电池或电池系列的电池组，装有防止反向电流造成危险所需的有效装置(例如二极管、保险丝等)5电池和电池组的制造必须有高质量的管理方案保证6含有金属原生锂电池和可充电锂离子电池的锂电池组，如果不是设计成外部充电(见第 3.3 章第 387 条特殊规定)，必须满足条件72003 年 6 月 30 日以后制造的电池或电池组的制造商和随后