新能源汽車起火現(xiàn)狀及一起典型火災(zāi)事故分析研究韓宜偉劉志勇劉福聚徐成果【摘要】本文通過梳理最近3年新能源汽車因起火隱患被召回的具體情況,從召回車輛情況、召回原因及召回趨勢進行分析研究,以及目前政府部門對新能源汽車起火的應(yīng)對情況,最后以某起典型新能源汽車火災(zāi)事故調(diào)查分析為例,通過調(diào)查問詢、現(xiàn)場勘查、檢驗鑒定等技術(shù)手段,排除外部引火的可能性,確定火災(zāi)原因,厘清事故責(zé)任,對以后類似新能源汽車火災(zāi)原因調(diào)查具有一定借鑒意義?！綤ey】新能源汽車;火災(zāi)原因;鑒定:U469.72文獻標志碼:A:1003-8639(2023)05-0023-04【Abstract】Thispapercombsthespecificrecallsituationofnewenergyvehiclesduetofirehazardsinthelastthreeyears,analyzesandstudiestherecallsituation,recallreasonsandrecalltrends,andthecurrentresponsesituationofgovernmentdepartmentstonewenergyvehiclesfire;Finally,takingtheinvestigationandanalysisofatypicalnewenergyvehiclefireaccidentasanexample,throughinvestigationandinquiry,on-siteinvestigation,inspectionandidentificationandothertechnicalmeans,thepossibilityofexternalignitionisexcluded,thecauseofthefireisdetermined,andtheresponsibilityoftheaccidentisclarified,whichhascertainreferencesignificanceforthefutureinvestigationofsimilarnewenergyvehiclefirecauses.【Keywords】newenergyvehicle;fireinvestigation;identification作者簡介韓宜偉(1990—),男,碩士,主要從事新能源汽車電子電氣方向的工作;劉志勇(1978—),男,工程師,主要從事新能源車輛起火鑒定研究工作。經(jīng)過多年持續(xù)政策的鼓勵支持和行業(yè)的不懈努力,中國新能源汽車技術(shù)水平顯著提升,產(chǎn)業(yè)體系日趨完善,產(chǎn)品競爭力大幅增強,產(chǎn)銷量、保有量均居世界首位,新能源汽車產(chǎn)業(yè)進入疊加交匯、融合發(fā)展的新階段。2021年,中國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成354.5萬輛和352.1萬輛,同比均增長1.6倍,市場占有率達到13.4%,高于上年8個百分點,但隨著新能源汽車行業(yè)火熱的同時也面臨諸多安全問題,尤其是新能源汽車起火事故頻發(fā),嚴重影響行業(yè)的發(fā)展和消費者的積極性,政府和社會各行也積極應(yīng)對,將安全問題視為首要解決的瓶頸,努力為新能源的健康發(fā)展鋪平道路。1新能源汽車起火現(xiàn)狀1.12020~2022年期間新能源汽車因起火隱患召回情況匯總2020年新能源汽車召回22次,召回總數(shù)18.5萬輛,其中因起火風(fēng)險召回次數(shù)5次,召回數(shù)量5200輛;2021新能源汽車召回59次,涉及車輛83.0萬輛,其中因起火風(fēng)險召回次數(shù)16次,召回數(shù)量6萬輛;2022年1~8月份新能源汽車召回30次,涉及車輛48萬輛,其中因起火風(fēng)險召回次數(shù)5次,召回數(shù)量6萬輛。2020~2022年期間對召回車輛起火風(fēng)險具體原因進行統(tǒng)計歸類,最后匯總結(jié)果如圖1所示,其中因電池一致性和軟件問題導(dǎo)致起火風(fēng)險召回占38%,還有在制造、裝配、設(shè)計等環(huán)節(jié)都有涉及。1.22021年新能源汽車起火現(xiàn)狀分析對2021年網(wǎng)絡(luò)媒體上新能源汽車起火事故進行梳理,統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下:①如圖2所示,由于貨車用途的特殊性,雖然保有量只占新能源汽車總量的10%,但起火事故量為總事故量的20%;②由圖3可知,不同省份的事故量與各省份新能源車保有量基本呈正比關(guān)系;③從不同類型動力電池起火占比能夠看出:磷酸鐵鋰的起火風(fēng)險要小于三元材料,如圖4所示;④新能源汽車對于外界溫度十分敏感,從圖5可以看出,5~8月份事故量占全年大部分,新能源汽車對于季節(jié)性溫度的變化適應(yīng)還需更進一步研究;⑤從圖6可知,目前新能源汽車起火在各個狀態(tài)下都有可能發(fā)生,尤其是充電中的車輛,要進行嚴格監(jiān)管;⑥目前新能源汽車起火原因中60%以上為車輛自燃導(dǎo)致,交通事故導(dǎo)致的起火僅占15%左右,如圖7所示。2某起典型火災(zāi)事故的分析研究2.1事故概述2020年7月1日13:20分,重慶市某廣場一輛純電動轎車在停車熄火狀態(tài)下發(fā)生火災(zāi),后經(jīng)人員發(fā)現(xiàn)報警,消防到達現(xiàn)場將火災(zāi)撲滅,現(xiàn)場無人員傷亡,車輛起火波及周圍其他4臺車輛,現(xiàn)場火災(zāi)簡圖如圖8所示,車輛4為最先起火的點。首先起火車輛的生產(chǎn)日期為2019年7月5日,作為租賃車輛使用,事故時行駛里程4萬公里,事故時天氣情況為小雨,氣溫25℃左右,車輛在停車場處于停車狀態(tài),起火時車輛SOC狀態(tài)為93%。2.2現(xiàn)場勘查2.2.1事故車輛勘查車輛前艙損毀嚴重。前保險杠、散熱器、燈具等燒失,下部結(jié)構(gòu)件等被燃燒灰燼覆蓋,內(nèi)部控制盒、前驅(qū)電機被高溫?zé)熝鄬ν旰?高壓線等連接線束絕緣皮燒損。前、中乘員艙過火較重。車身前部、頂部、中部鋁質(zhì)覆蓋件燒失,車身右側(cè)鋁制車門、A/B/C柱燒失,左側(cè)部分有殘留,可見車漆,車內(nèi)座椅、護板、頂棚等非金屬部件燒失,前儀表板、儲物盒、中央隔板等燒失,方向盤骨架、座椅骨架、車身鋼架等裸露銹蝕,前部防火墻燒失,前后排地板表面被燃燒灰燼覆蓋。后乘員艙過火較輕,后排座椅全部被上部非金屬零部件和后行李艙內(nèi)物品所覆蓋,物品均有部分受熱火燒痕跡。后保險杠右側(cè)燒損,左側(cè)較完整。左后輪煙熏變色,未失壓,左側(cè)燒損較輕,左前輪胎失壓,輪轂局部煙熏變色,右側(cè)輪胎全部失壓變色嚴重,殘留部分橡膠,輪轂煙熏變色嚴重。車輛勘查中未發(fā)現(xiàn)電氣線路相關(guān)的短路熔痕,使用專用檢測設(shè)備對被鑒車輛底盤、前艙、駕駛室等燒損較嚴重區(qū)域進行剩磁檢驗,均未測量到異常剩磁存在。2.2.2事故車輛電池包勘查電池包底板左后角可見刮擦痕跡,并有凹陷情況,凹陷深度13mm,可認定為著火前造成,底板中部左右兩側(cè)均可見凹凸不平狀態(tài)。將電池包從車輛上拆卸下來,可見電池包與車體連接端子插接完好,電池包上蓋板大部分受損較重,局部變色、變形嚴重。打開電池包上蓋板可見電池包底板左后角對應(yīng)模組燒損最為嚴重,與之相對應(yīng)右前角模塊受損較輕;燒損最為嚴重模組中串聯(lián)9塊方形單體電池,其中一側(cè)第4塊單體呈現(xiàn)兩側(cè)受擠壓的痕跡特征,其余電池單體從兩側(cè)均呈現(xiàn)向第4塊單體擠壓的痕跡。2.2.3現(xiàn)場詢問車輛事故發(fā)生前1h汽車充滿電,駕駛?cè)藛T駕駛車輛來到廣場停車處停車,停車后20min左右有人發(fā)現(xiàn)車輛下部冒煙,現(xiàn)場人員報警并設(shè)法滅火,但火勢蔓延迅速,并且引燃周圍車輛,現(xiàn)場人員等待消防。2.3監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)分析2.3.1電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)介紹2016年10月1日,國家正式實施GB/T32960《電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》,要求建立國家、政府、企業(yè)三級新能源汽車監(jiān)控平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集與傳輸。電動汽車遠程服務(wù)與管理系統(tǒng)架構(gòu)如圖9所示。監(jiān)控平臺通過車載終端實時獲取新能源汽車CAN總線上的車輛狀況數(shù)據(jù)和故障狀態(tài),并結(jié)合GPS傳感器獲取的定位信息,然后通過GPRS/3G/4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)狡脚_,以此實現(xiàn)對車輛的安全監(jiān)控,還可以為新能源汽車用戶提供充電服務(wù)、車況查詢、遠程診斷等服務(wù)。2.3.2事故車輛數(shù)據(jù)分析事故車輛數(shù)據(jù)頻率為20s一幀,傳輸?shù)?幀時間為2019-06-17,08:19:12,傳輸?shù)淖詈笠粠瑪?shù)據(jù)時間為2020-07-01,03:38:17,有效幀數(shù)204616幀,車輛行駛里程40100km。1)19項國家報警數(shù)據(jù)項分析:該車一共發(fā)生了1510次報警,離事故最近的一次報警是2020-06-25,10:25:31,絕緣故障報警2級。2)電池單體電壓最高值單體序號頻次(圖10):85號電池單體最高值頻次達到37247次,占總數(shù)的18.2%,遠高于其他電池單體成為最高值的次數(shù)。3)最高溫度值單體序號頻次(圖11):85號探針溫度最高值頻次達到161187次,占總數(shù)的78.8%,遠高于其他探針成為溫度最高值的次數(shù)。4)電池單體電壓極差:剔除異常值后電池單體電壓范圍3.25~4.154V,得到電壓極差隨時間點的曲線如圖12所示,電壓極差超過100mV,共計29229幀,占比14.3%。5)電池單體溫度極差(圖13):電池單體溫度極差大于10℃的情況共計47337幀,占比23%;溫度極差大于5℃的情況共計134616幀,占比65.8%,處于高級別風(fēng)險。6)電壓相鄰最大最小跳變:統(tǒng)計電壓最高最低電壓相鄰兩幀是1個編號的電壓差大于100mV,全生命周期共出現(xiàn)404對。通過最近6次數(shù)據(jù)可以看出,4次跳變均出現(xiàn)在85號單體,因而85號單體風(fēng)險極大,詳見表1。2.4起火原因分析起火部位處能夠引燃起火物的原因,主要有以下幾類。1)排除放火因素。根據(jù)現(xiàn)場視頻、環(huán)境及證人證言反映,現(xiàn)場不具備外部縱火的條件。根據(jù)現(xiàn)場勘驗,起火部位處未發(fā)現(xiàn)低位燃燒痕跡,且無刺鼻可疑氣味。2)排除遺留火種因素。根據(jù)現(xiàn)場視頻及證人證言反映,首先起火區(qū)域位于車輛底部,不符合遺留火種起火特征。3)排除電氣線路故障起火的因素。根據(jù)駕駛員描述及現(xiàn)場視頻,車輛起火前處于停車狀態(tài),車輛的高低壓電回路已經(jīng)斷開,不具備電氣線路故障起火的條件,而且現(xiàn)場勘查中未發(fā)現(xiàn)電氣線路相關(guān)的短路熔痕,使用專用檢測設(shè)備對被鑒車輛底盤、前艙、駕駛室等燒損較嚴重區(qū)域進行剩磁檢驗,均未測量到異常剩磁存在。4)不排除電池包內(nèi)單體電池或模組故障起火的因素。現(xiàn)場勘查中發(fā)現(xiàn)電池包底板左后角可見刮擦痕跡并有凹陷情況,凹陷深度15mm,可認定為著火前造成,單體底部與電池包地板最大距離為11mm,凹陷的底板已經(jīng)造成單體擠壓,對拆卸的電池單體按照原先布置情況重新放回電池包內(nèi)部,發(fā)現(xiàn)燒損最嚴重的電池模組正好對應(yīng)在底板凹陷處,而受兩側(cè)擠壓的電池單體正位于凹陷的最大處。通過對車輛歷史數(shù)據(jù)的分析得知,在電池單體電壓、溫度值及壓差上85號單體均存在較大的風(fēng)險,而檢查85號單體正是燒損最嚴重的電池模組中兩側(cè)受擠壓的電池單體,因此不排除電池包內(nèi)單體電池或模組故障起火的可能性。經(jīng)綜合研究現(xiàn)場勘查、現(xiàn)場詢問及對監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)分析,起火原因為新能源汽車電池包底部磕碰導(dǎo)致內(nèi)部單體電池或模組出現(xiàn)故障引發(fā)熱失控起火,最終導(dǎo)致整車燒毀。3總結(jié)隨著新能源汽車保有量激增,新能源汽車起火事故也將不斷增加,新能源汽車固有的特點決定了其與傳統(tǒng)車輛存在差異性,其火災(zāi)原因調(diào)查研究也將不同于傳統(tǒng)的燃油汽車,而新能源汽車高壓動力電池問題、動力電池?zé)崾Э氐榷际切鲁霈F(xiàn)的問題,在實際調(diào)查中有必要先了解新能源汽車原理、結(jié)構(gòu)特征等參數(shù),現(xiàn)場做好必要的防護措施。本文結(jié)合最近3年新能源汽車因起火隱患召回的具體情況,通過某起典型火災(zāi)事故案例,利用技術(shù)手段,確定了火災(zāi)原因,厘清了事故責(zé)任,對以后遇到的類似新能源汽車火災(zāi)原因調(diào)查具有一定借鑒意義。Reference:[