摘要：锂离子动力电池热失控具有初期隐蔽性强、起火速度快、火灾难以扑灭等特点，对海上滚装运输电动汽车构成重大安全威胁。在分析锂离子动力电池火灾特点和滚装船火灾风险的基础上，针对热失控初期监测预警难、海上应急处置难等问题，系统探讨船舶监测预警改进方向与消防策略，提出基于电池管理系统的分场景船舶监测预警方案和分火灾发展阶段的四级响应程序。研究结果可为滚装运输电动汽车防控火灾风险提供理论指导，也可供有关方面改进船舶消防技术条件和处置船上电动汽车火灾时参考。

关键词：滚装运输；电动汽车；火灾；应急处置；锂离子动力电池

 一、引言

随着我国新能源汽车产业的迅猛发展，国内电动汽车保有量和出口量均呈现显著增长势头。滚装运输作为电动汽车水路流通的主要方式，其火灾风险亦日益受到关注。目前，在电动汽车滚装运输风险防控方面，主要存在两大技术难题：一是电动汽车动力电池热失控的监测预警手段尚不完善，烟感、温感等传统火灾监测严重滞后于电池热失控的发展，警报发出时电动汽车火灾往往已经发展到较严重的阶段，难以实现早发现、早处置。二是电动汽车动力电池火灾的应急处置难度较大，目前在消防策略、处置方法以及扑救程序等方面尚未形成共识，不当的应急处置措施极易导致事故后果的进一步扩大。鉴于此，本文将重点围绕上述两个问题展开讨论。

 二、滚装运输电动汽车火灾风险概述

 ( 一 ) 锂离子动力电池火灾特点

 ( 1 ) 锂离子动力电池有自燃风险，起火不确定性强，灭火后易复燃。据不完全统计，在电动汽车起火时的各种工况中，行驶、静止和充电状态占比分别约为40%、25%和35%。电池热失控产生的大量热量不会随着明火被扑灭而迅速散发，电池内部仍处于高温热失控状态，极易复燃，明火被扑灭后仍需要在现场长时间观察电池状况[1]。

  ( 2 ) 锂离子动力电池起火速度快，燃烧温度高，火场环境复杂。锂电池起火的前期外部征兆不明显，冒烟往往意味着热失控已经发生，从冒烟到出现明火时间很短，有的只有短短的几秒钟时间；热失控时会发生复杂的化学反应，产生氢气、氧气、甲烷、氟化氢等易燃、助燃和有毒气体；高压易燃有害气体从电池内部喷射出来会形成明显的喷射火，有的还会形成巨大的火球和火舌。此外，动力电池起火温度可达1 000 ℃甚至更高，高温辐射极易引燃附近车辆或建筑物。

  ( 3 ) 锂离子动力电池火灾扑救手段不足，应急救援难度大。锂电池燃烧并不需要外界提供氧气，起火反应一旦开始就很难终止。锂电池火灾涉及A、B、C、D四类火灾，现有单一灭火剂受限于作用机理，难以有效阻断锂离子电池的热失控链式反应[2]。美国消防协会 ( NFPA ) 的研究表明，目前尚无能有效扑灭锂电池火灾的灭火剂。此外，动力电池通常位于汽车的底盘位置且有较高的防水等级，进一步增加了火灾扑救的难度。

 ( 二 ) 滚装船火灾风险的进一步分析

 ( 1 ) 滚装船的结构特点导致其火灾风险高。滚装船的车辆处所通常为前后贯通甲板，只有少量舱壁或者支柱，防火分隔少、车辆停放紧凑、甲板层数多，火焰容易扩散蔓延并发展形成立体火灾。此外，滚装船受风面积大，在恶劣海况、车辆系固不良等不安全因素的影响下，安全隐患多。

 ( 2 ) 滚装船火灾应急处置难度大。滚装船封闭性强、内部结构复杂，一旦发生火灾往往难以及时准确掌握起火点、起火物、火势等情况，加之船舶在海上，自身消防能力非常有限，将进一步加剧火势失控风险。此外，船上大量使用水进行灭火形成的自由液面有破坏船舶稳性甚至导致船舶倾覆的风险，对应急处置的专业性要求很高。

 ( 3 ) 滚装船火灾事故后果更加严重。由于滚装运输的车辆货值较高，一旦发生火灾事故，造成的损失往往非常大，若是采取不当的消防扑救策略和错误的消防程序，会导致滚装船火灾事故全损风险。如果是滚装客船，还存在酿成群死群伤事故的重特大人员伤亡风险。

 三、监测现状及改进方向

 ( 一 ) 监测现状

当前，滚装船上的消防监测预警主要依靠人员巡舱、火灾探测系统和视频监控系统等完成。

 ( 1 ) 人员巡舱。应明确滚装船载运电动汽车时的巡舱要求，巡舱员要携带必要的温度、气体等探测仪器，与驾驶台建立并保持可靠的联系，具备驻舱条件的可安排驻舱员对电动汽车运输过程中的安全状况进行重点盯防，便于发现火灾苗头后第一时间处置。

 ( 2 ) 火灾探测系统。积载电动汽车的滚装处所应尽量使用感烟、感温和火焰探测器的组合形式。除设置固定式火灾探测和失火报警系统外，还应设置图像型火灾探测系统。

 ( 3 ) 视频监控系统。滚装船上载运电动汽车的处所应尽量采用具有红外温度监测、夜视和透烟等功能的视频监控系统，监控应能覆盖锂电池电动汽车允许装载的整个区域，海上航行期间船舶应严格落实视频监控值守要求，便于及时发现情况并处置。

由于锂离子动力电池的热失控初期温升、产气等特征仅在密封严实的电池箱内部发生，外部特征不明显，在锂离子动力电池热失控发生前和热失控的初期，滚装船现有的监测预警手段很难及早发现，在外部特征出现并达到足以监测到电池热失控时往往已经到了起火非常严重的阶段，甚至可能已经出现了剧烈的燃烧，这将严重滞后火灾介入的时机。传统监测手段在电动汽车锂离子动力电池热失控早期预警中存在局限，亟须从电池源头出发构建基于电动汽车电池管理系统 ( BMS ) 的监测体系。

 ( 二 ) 改进方向

鉴于传统监测手段的局限性，应加强海上滚装运输电动汽车的火灾监测预警，确保电动汽车异常状况早发现、早处置，才能将滚装运输途中的电动汽车火灾消灭在萌芽状态，避免单一车辆火灾演变成灾难性事故后果。因此，应针对电动汽车及其电池火灾的特点加大早期监测预警技术的研发和应用力度，加强对电池的温度、电压等参数的监测。

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在电池源头监测预警方面，可分别对已上牌电动汽车和纯商品电动汽车的滚装运输采取不同的监测预警技术路线。

 ( 1 ) 对于国内已上牌的电动汽车的滚装运输，由于国家强制所有已上牌的电动汽车要及时接入新能源汽车国家监测与管理平台并实时上传有关数据，可通过国家监管平台开展电池状况的早期监测和风险评估，实现有条件、有限度、有范围、必要的安全信息共享，让港航企业提前掌握并实时跟踪已购票电动汽车在运输过程中的安全状况。

 ( 2 ) 对于纯商品电动汽车的滚装运输，可针对电动汽车研发专门的船用监测预警设备，在船上搭建局域网，基于电动汽车特有的车载通信终端 ( T-BOX ) 和BMS实现船舶在局域网范围内实时接收并动态掌握所载运电动汽车动力电池的安全状况。

图1为滚装运输锂离子动力电池电动汽车火情感知的手段汇总。其中，基于BMS从源头上进行火灾自动预警被认为是解决电动汽车火灾监测预警不及时问题最有效的技术手段，也是当前各利益相关方正在努力推进的方向。

图1  火情感知手段汇总

 四、船舶消防策略分析

考虑到锂离子动力电池火灾具有无氧燃烧、难以完全扑灭以及爆燃和起火产生的高温易导致火灾扩散等对船舶消防安全极为不利的因素，船舶在扑救锂离子动力电池火灾时应结合火灾特点采取合适的灭火策略，其可分为主动式灭火和控制式灭火两种。

 ( 1 ) 主动式灭火适用于有人员被困或车辆动力电池尚未着火的情况。该方法是在确保救援人员人身安全并佩戴防护装备的前提下，实施快速救援并对高压电池进行降温处理[3]。实际上，船上电动汽车起火时人员被困车内的概率较低，在没有人员被困火场的情况下，采用主动灭火方式 ( 投入人员冒险深入舱室内部和以直接扑灭火灾为目的大量使用消防水 ) 并非最佳策略。

 ( 2 ) 控制式灭火适用于火势已在动力电池部位出现，并存在进一步扩散风险的情形，采用“控火”措施，将火灾控制在局部范围内，使起火车辆在相对可控的空间中燃烧，避免殃及整船的其他车辆或舱室以及船舶关键设备。该方法要求消防队员科学施救，降低整体温度，减少火势对相邻车辆及船体结构的破坏，最大限度降低灾害损失。

在具体操作时，应坚持以下四项原则：

①生命至上：优先考虑救援人员及其他船员、旅客的人身安全。

②科学施救：避免不当的救援措施 ( 贸然封舱或使用大量消防水 ) 导致现场局势恶化。

③控火为主：不以彻底扑灭为直接目的，尽可能阻止火灾向其他舱室蔓延扩散。

④综合救援：组织开展自救的同时，及时向外部消防救援力量求援。

 五、船舶消防程序构建

 ( 一 ) 船上灭火系统分析

不同滚装船、不同处所配置的灭火系统虽然有一定差异，但作为最常规的灭火系统的消火栓，船舶的各类车辆处所通常都有配置。开式车辆处所还会增配喷淋系统，闭式车辆处所通常设置固定式气体灭火系统，极个别的滚装船会在闭式车辆处所同时设置喷淋系统与固定式气体灭火系统，即所谓的“双系统”。

根据《电动汽车灾害事故应急救援指南》( GB/T 38283—2019 )，对于电动汽车的高压电池起火，推荐采用大量、持续的消防水，如电池着火的乘用车在灭火时应确保使用10 t以上的消防水。目前，船上的消防直流水主要由船上的消火栓提供，雾状消防水可由船舶的喷淋系统提供。以海水作为船舶消防用水，可以实现稳定不限量的持续供应，为控制船上电动汽车火灾提供相对可靠的灭火介质。

船上常见的各类气体灭火剂能在短时间内迅速降低舱内氧气含量，熄灭除动力电池外的多数材料的明火燃烧，但由于存在船上气体灭火剂储量有限和车辆处所难以完全封闭的局限，气体灭火剂难以长时间保持较高浓度且其冷却降温效果差，很难真正抑制电池复燃和带走热失控产生的高温热量。因此，封舱注入气体灭火系统虽可抑制普通可燃物的燃烧，但仍需辅助大量消防水或其他冷却手段来“压制”动力电池复燃和电动汽车多米诺骨牌式的热失控和热蔓延。

 ( 二 ) 消防程序构建

为了最大化利用船上的各类灭火系统，发挥各系统在联合使用中的优势，有必要建立完善的扑救电动汽车火灾的消防程序。

基于滚装运输电动汽车火灾的安全风险特点以及对船上常见灭火剂适用性的分析，结合日本船级社等提出的电动汽车安全运输指南 ( Guidelines for the Safe Transportation of Electric Vehicles ( Edition 1.0 ) )，总结出滚装运输电动汽车火灾灭火行动程序，如图2所示。其中，发现异常车辆主要依靠本文前述的监测预警手段。根据发现异常车辆时火灾发生和发展的不同情况应有不同的有针对性的应急响应措施，本文尝试分A、B、C、D四个阶段提出四级响应程序。

图2  滚装运输电动汽车火灾响应程序

( 1 ) 阶段A。当发现锂离子动力电池有热失控的征兆但尚未出现明显的冒烟与明火时：

①对事故车辆周边的车辆加盖灭火毯进行隔离 ( 如果可行 )；

②原则上不对事故车辆加盖灭火毯；

③启动通风系统稀释事故车辆产生的易燃有毒有害气体；

④使用L形水枪从事故车辆底部对电池持续冷却。

 ( 2 ) 阶段B。当电动汽车电池部位出现明显的冒烟或明火，但火势尚未蔓延、基本处于可控状态时：

①使用消火栓系统对着火电动汽车进行灭火并对周边车辆进行冷却降温；

②使用L形水枪从事故车辆底部对电池进行冷却 ( 如果可能 )；

③启动车辆舱顶部的喷淋系统 ( 如果有 ) 进行灭火和控制火势发展。

 ( 3 ) 阶段C。当电动汽车电池部位出现了猛烈的燃烧，且火势已经开始蔓延、现场电池火和普通火共存、火势处于失控状态边缘时：

①保持顶部的喷淋系统 ( 如果有 ) 开启；

②保持L形水枪持续从事故车辆底部对电池进行冷却 ( 如果可能 )；

③使用消火栓等对着火车辆舱的顶部、底部及外围舱壁进行冷却 ( 如果可能 )；

④经评估，及时撤离现场所有人员，封舱并启动固定式气体灭火系统 ( 如果有 )，释放气体对电池火以外的普通火实施窒息灭火；

⑤使用透烟功能的闭路电视监控系统 ( CCTV ) 和测温设备等设施实时探测和评估火势发展情况并采取针对性措施。

 ( 4 ) 阶段D。当火势完全失控时：

①经评估，在确保安全的前提下，采取局部舱室封舱灌水灭火措施；

②危及船上人员安全时，及时下令弃船。

需要进一步强调的是，在实际操作中，若需要人员进入起火舱室近距离灭火，其必须穿戴完整的消防员个人防护装备。当火势已极度危险时，应停止近距离作业并封舱，依靠气体灭火系统降低氧含量，同时配合喷淋降温和排水，必要时采取封舱灌水灭火措施，努力将火势限制在船上的最小空间范围。

 六、结束语

基于滚装运输电动汽车锂离子动力电池火灾在监测预警和应急处置方面的两大技术难题，本文探讨分析了滚装运输电动汽车火灾的监测预警现状及改进方向、消防策略选择和消防响应程序及措施。由于目前对载运电动汽车的滚装船还没有统一的消防配置标准，各船舶的消防系统配置差异甚大，因此，本文提出的消防程序指引也仅供相关方决策时参考。同时，鉴于当前电动汽车火灾采用的最佳灭火系统和设备尚未达成共识，本文并未就滚装船应该如何配置船舶的灭火系统和设备提供建议，这些问题都有待通过更加系统深入的科学实验研究进一步明确。

参考文献：

[1] 曹兆年,李学东,徐宏伟,等.滚装客船载运新能源汽车安全风险与防控对策[J].世界海运,2022,45(11):16-19.

[2] 程怡玮,郎需庆,焦金庆,等.锂电池灭火剂研究进展[J].安全、健康和环境,2023,23(8):1-9.

[3] 张亮,杨磊,周会会,等.纯电动汽车消防救援对策研究[J].中国应急救援,2021(5):54-57.

作者简介：

李学东，交通运输部水运科学研究院，副研究员。

黄   剑，海南海峡航运股份有限公司，高级船长。

马明路，交通运输部水运科学研究院，助理研究员。

本文刊发于《世界海运》2025年第5期，转发须注明作者和原文出处。