综合减灾与应急救援
浅析新能源电动汽车火灾调查方法
张玉斌,张熠欣,程嬪园
(渭南市消防救援支队,陕西渭南714000)
摘要:针对新能源电动汽车常见的4类火灾原因,提出了
火灾调查的询问方法和询问重点,分析新能源电动汽车火灾现场 勘察步骤及各部位的勘验要点,总结电动汽车火灾调查方法通
过分析电池故障火灾蔓延痕迹,认定汽车起火部位、确定起火电池 单体,总结电池单体燃烧痕迹的鉴定方法此研究对电动汽车火
灾调查具有借鉴意义:
关键词:新能源电动汽车;火灾调查;现场勘验;物证鉴定
中图分类号:X92&7;TU99 &12 文献标志码:B
文章编号:1009-0029(2020)10-1456-03
随着社会发展,环境污染、气候变暖、能源短缺、燃油
汽车排放污染物增加等问题日益严重,因此,发展新能源 电动汽车成为科技发展的要点。相比于传统内燃机汽车 火灾,新能源电动汽车火灾具有起火蔓延快、爆炸式燃烧、 有毒气体多、火灾损失大、着火后二次爆炸难以扑灭的特
性。因此,研究电动车的火灾特性,总结新能源电动汽车
的常见火灾原因、研究现场勘验步骤及痕迹物证分析方
法,对新能源电动汽车的火灾预防具有重要意义。
1新能源电动汽车常见火灾原因分析
新能源电动汽车车身结构与传统内燃机车身结构相
似,因此,对新能源电动汽车火灾的原因进行分析研究时, 可结合相关汽车火灾案例,分析其共性,研究其不同。
1.1电气线路故障引起火灾
新能源电动汽车节点多且线路密集,容易发生短路、
断路、过负荷等线路故障。电气线路分高压线路和低压线 路。线路起火原因主要有线路短路、电池外短路、电池与 固定外放电、高压线路接线端接触不良。若低压线路引起
火灾,线路会岀现多处故障点。工艺缺陷、误操作、超期使 用、不同厂家部件不匹配、充电管理和线路布置不合理等 原因容易造成电气线路故障。图1为汽车短路火灾图,车 底短路引起着火,有严重烟熏痕迹,车身由于扑灭及时,外 壳完好,内饰有烟熏痕。
图1汽车起火短路线路
1.2电池故障引起火灾
新能源电动汽车电池安装在底盘,由多个电池单体组
成,一个单体发生故障其他单体仍能继续供电,电池发生 热失控时,会产生高压可燃气体,高压可燃气体造成电池 包破裂,根据电池热失控机理,最先故障的短路点产生热 量,加热电池达到隔膜分解温度,然后发生热失控,故障电
池周围的电池直接被加热至隔膜分解温度,热失控更加剧
烈,最终引起火灾。
1.3放火
放火在新能源电动汽车火灾中占较大比例,通过观察
电动汽车周围是否存在可燃液体容器和可疑足迹、车身是 否存在被撬开锁痕迹、车内物品是否丢失、车身是否存在 液体燃烧痕迹、是否由车轮处起火,即可判断有无放火嫌
疑。以2016年1月20日1时50分许,某县某街道一宝 马轿车火灾为例,勘验过程中,首先对火灾现场整体进行
观察,通过油漆掉落、车体形变、熔融痕迹来判断车辆烧毁 严重程度,从而确定起火部位为车辆右侧B 柱靠前位置。 根据起火部位构件的损毁情况确定起火点为车辆前悬架 处。结合监控视频,发现起火从缓慢燃烧到猛烈燃烧进行
过快,认定为放火。现场图片如图2〜图4所示。
图2车辆右侧起火照片
图3车辆左侧B 柱烧损情况
1.4其他火灾原因
(1)汽车事故引起火灾。新能源电动汽车在发生碰撞
后,因电池包被破坏导致电解液泄漏或电池内部线路短路
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图4车辆前悬架
而导致火灾。(2)吸烟、遗留火种引起火灾。车身内饰大多为可燃
物,吸烟后将烟头扔在车内,烟头引燃可燃物引发火灾,也 可能因为汽车行驶时形成涡流,将烟头卷入车槽内引燃可 燃物。
2新能源电动汽车火灾现场勘验
2.1调查询问要点
电动汽车电池发生故障起火一般会有气体泄漏产生 爆炸,泄漏气体在高温下会燃烧出现火焰喷射的现象。因
此,在调查电动汽车火灾时,首先应对汽车的起火时间、起 火经过、起火后火势蔓延情况及火和烟雾的颜进行询 问,询问时应注意电动汽车起火时是否有泄漏、爆炸的声
音,是否有火焰喷射的现象。
电动车电池稳定性较差,发生碰撞后易存在电解质泄 漏等引发火灾的隐患。因此,应询问行驶过程中是否发生 碰撞交通事故,电子仪表盘是否显示异常,是否存在线路 或电池故障报警,是否存在自行检查线路,改动车出厂线
路等情况。
最后读取电池管理系统信息,信息系统记录电池各个 部位温度及测量数据,如果损毁严重无法读取,可向厂家
索求平台数据,对数据进行分析,判断汽车是否出现过充、 过放电、内部短路、局部过温等情况。询问了解电池充电 状态、充电开始时间、设备使用情况,由此判断电池的
SOCo  SOC 小于50%时,电池不具备火灾危险性。2.2现场勘验步骤
勘验过程中首先对周围环境及汽车外观进行整体勘
验,通过观察分析过火面及损伤痕迹,判断火灾蔓延方向, 确定起火部位。结合物证鉴定认定起火点和火灾原因。
(1) 车周环境勘验。设置警戒线,观察车的方位、行驶
方向、轮胎与地面摩擦痕迹,登记车牌和车主信息、是否存 在破拆救援痕迹。重点区分是交通事故机械撞击的火灾
还是自燃、爆炸火灾。
(2) 汽车外观初步勘验。与传统汽车类似,混合动力
汽车发动机舱、纯电动汽车电动机舱上方起火,发动机盖
会出现变形、变不均匀,火势由下方向上蔓延,则发动机 盖呈现较均匀的变、变形痕迹。由此首先判断起火部
位,然后通过深入内部系统勘验确定起火原因。
(3) 汽车内部系统排查细项勘验。汽车内部系统勘验
新能源汽车起火较为复杂,必要时需请专业人员进行指导分析内部结构。 重点分析电路布设及原理,厘清电源和电路之间内在联
系。对发动机舱、发电机舱进行勘验时,观察内部设备、连
接器、线路的损毁情况,机舱空间小相对封闭,注意观察机 舱盖内侧变痕迹,和机舱内部金属受热变、变形痕迹, 以及内部电气线路烧毁情况,以此判断火势蔓延方向及烧
损较重的部位。发动机舱内部零件多,因此不能忽视脱 落、松动掉落和断裂的零件痕迹。
新能源电动汽车有高压、低压两个相对独立系统,线
路布置交差错杂,在勘验过程中应注意区分高压、低压线
路,参考传统汽车的勘验方法,按顺序逐一排查。对多个 短路痕迹勘验时,首先,按照短路部位燃烧痕迹的轻重进 行分析,燃烧痕迹重的部位一般为最先短路起火的部位,
其次,对不同短路线路系统进行整体分析,判断短路故障
的原因,排查最先出现的短路痕迹。
(4)电池组拆解专项勘验。对底盘电池组进行勘验
时,应首先通过底盘变、变形痕迹判断底盘烧损较重的
部位,根据情况对汽车底盘进行拆解,观察内部烧损情 况。对比同型号车辆,确定其电池舱绝缘保护是否完好。 观察电池外部情况,是否有磕碰、穿刺、破裂等情况,并分
析绝缘保护是否足够,因为震动、接触不良、漏电容易引起 电池局部过热。
对电动汽车动力电池包进行拆解,观察内部烧毁情
况,从烧毁的严重程度确定起火电池模组或者一组电池, 烧毁严重的为起火点,然后对电池短路情况、物理破坏情 况(如针刺、碰撞、破裂)、内部结构进行深入分析,确定起
火电池单体。对电池单体的状态进行分析,初步确定起火 原因。
3新能源电动汽车电池单体物证鉴定
新能源电动汽车电气线路火灾及电池火灾的发生较
多,对电气线路短路痕迹进行鉴定时一般需观察其金相组
织及微观形貌。对电池进行物证鉴定时一般可以从铜制
集流器的形态、金相组织及微观形貌来分析熔痕性质,认
定电池火灾的起火原因。
3.1 X 射线成像观察电池内部结构
X 射线具有穿透性,在鉴定中可釆用X 射线成像观察 电池单体内部结构。内部结构如图5所示。
图5 x 射线成像
3.2 CT 三维成像观测铜制集流器
通过观察铜制集流器的弯折、缺失等情况可以判断电
池热失控时的气体流动,若电池内部局部短路故障,单体
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用盼科学与技术2020年10月第39卷第10
铜制集流器会岀现缺失,如图6所示。
3.3电池拆解确定故障点
通过X射线成像法和CT三维成像法分析,可以确定故障点,然后对电池拆解进行故障点的起火原因分析。图7、图8为电池内部拆解照片。
图7锂离子电池拆解后电池内部
图8电池内部故障点
4结束语
(1)火灾调查人员在调查此类火灾时应着重分析其特点,结合典型火灾原因,重点询问汽车起火时伴随的声、光、烟雾、火焰喷射形态,结合车的行驶状态、仪表显示信息和电气线路改造情况综合判断起火原因和部位。必要时可读取电池各个部位温度及测量数据,判断汽车是否出现过充、过放电、内部短路、局部过温等情况。
(2)现场勘验步骤为车周环境勘验、汽车外观初步勘验、车内部系统排查细项勘验和电池组分解专项勘验。通过研究每阶段勘验重点及痕迹现象,分析火灾蔓延方向,确定起火部位和电池单体,初步判定起火点。
(3)电池单体进行物证鉴定时,一般可以从铜制集流器的形态、金相组织及微观形貌来分析认定电池内部故障点及起火原因。
参考文献:
[1]刘春娜•电动汽车电池安全性研究新动态[J].电源技术,2012.36(9):
1263-1265.
1458[2]於梅林,邓元望,陈建鹏•基于Matlab/Simulink的纯电动汽车电池组
的热负荷仿真[C].//中国高等教育学会工程热物理专业委员会•高等教育学会工程热物理专业委员会第二十一届全国学术会议论文集-传热传质学"辑.2015:9.
[3]马长伟,王袋•一起轿车放火案件的调查与认定[J].武警学院学报,
2017,33(12):94-96.
[4]张得胜,张良.陈克,等•电动汽车火灾原因调查研究[J].消防科学与技
术,2014,33(9):1091-1093.
[5]雍爱华,殷天时•一起电动汽车自燃事故的调查及体会[几消防科学与
技术,2017,36(4):578-580.
[6]吴飞驰,夏顺礼,赵久志,等•三元动力电池的热失控安全性方法研究
[J]•中国测试,2015,41(5):125-128.
[7]张金专•专项火灾调查[M].北京:公安大学出版社,2013.
[8]张斌.陈克,张得胜•锂离子电池火灾调查方法[J].消防科学与技术,
2018,37(10):1449-1452.
[9]刘子华•电动汽车锂电池火灾特性及灭火技术[J].电子技术与软件工
程,2020,(1):68-69.
[10]高明泽,张良,张得胜,等.三元动力锂离子电池组热失控火灾危险性
[J].消防科学与技术,2019,38(12):1786-1789.
[11]向格•一起新能源电动汽车火灾的调查及体会[J]•武警学院学报,
2019,35(6):17-21.
[12]张磊•电动汽车锂电池火灾特性及灭火技术[J].劳动保护,2019,(5):
76-78.
[13]汪书苹,陈伟,陈国宏,徐丽,金翼,缪永华,盛鹏•锂离子电池燃烧特
性及火灾危险性研究[J].电力安全技术,2019,21(3):40-46.
Investigation method of new energy electric
vehicle fire
ZHANG Yu-bin,ZHANG Yi-xin,
CHENG Jing-yuan
(Weinan Fire and Rescue Division,Shanxi Weinan714000, China)
Abstract:Against the four kinds of main fire cause of new ener­gy electric vehicle,the method and key points of fire investiga­tion inquire was put forward,the site investigation steps and sur­vey points of each parts of new energy electric vehicle were ana­lyzed,and the investigation method of new energy e
lectric vehi・cle fire were summarized.By analyzing the battery failure fire spreading trace,identifying the fire location,deciding the bat­tery cell on fire,the identifying method of battery cell combus­tion trace was summed up.The study can provide reference for electric vehicle fire.
Key words:new energy electric vehicle;fire investigation;site investigation;identification of material evidence
作者简介:张玉斌(1981-),男,山东德州人,渭南市华州区消防救援大队副大队长,硕士,主要从事火灾调查工
作,陕西省渭南市华州区,714000。
收稿日期:2020-06-25
Fire Science and Technology.()ctober2020,Vol39,No.
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