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(jìn)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。

【關(guān)鍵詞】新能源汽車;火災(zāi)原因;鑒定

中圖分類號：U469.72? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1003-8639（ 2023 ）05-0023-04

【Abstract】This paper combs the specific recall situation of new energy vehicles due to fire hazards in the last three years，analyzes and studies the recall situation，recall reasons and recall trends，and the current response situation of government departments to new energy vehicles fire;Finally，taking the investigation and analysis of a typical new energy vehicle fire accident as an example，through investigation and inquiry，on-site investigation，inspection and identification and other technical means，the possibility of external ignition is excluded，the cause of the fire is determined，and the responsibility of the accident is clarified，which has certain reference significance for the future investigation of similar new energy vehicle fire causes.

【Key words】new energy vehicle;fire investigation;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(qiáng)，產(chǎn)銷量、保有量均居世界首位，新能源汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)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(dá)到13.4%，高于上年8個百分點(diǎn)，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(yán)重影響行業(yè)的發(fā)展和消費(fèi)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

1.1? 2020～2022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(jìn)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。

1.2? 2021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(jìn)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(jìn)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(jìn)行嚴(yán)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(dá)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(diǎn)。

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(yán)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(jī)被高溫?zé)熝鄬ν旰茫邏壕€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(hù)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(yán)重，殘留部分橡膠，輪轂煙熏變色嚴(yán)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(yán)重區(qū)域進(jìn)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(rèn)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(yán)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(yán)重，與之相對應(yīng)右前角模塊受損較輕;燒損最為嚴(yán)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(yuǎn)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/T 32960《電動汽車遠(yuǎn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(dá)到37247次，占總數(shù)的18.2%，遠(yuǎn)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(dá)到161187次，占總數(shù)的78.8%，遠(yuǎn)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(diǎn)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(yán)重區(qū)域進(jìn)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?，F(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(rèn)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(yán)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(yán)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(diǎn)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(hù)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。

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（編輯? 凌? 波）