淺談電動汽車火災事故調查

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：近年來國家大力推動汽車電動化，針對消費者購買新能源電動汽車給出了諸多優惠，得益于此國內新能源電車保有量增長迅猛，但隨之增加的火災事故，則引起了消費者的廣泛擔憂，給電車的發展形成了很大阻礙。鑒于此，需要加強調查新能源電車火災事故的成因，并據此探索可行的防控策略，以推動新能源電車產業的蓬勃發展。

關鍵詞：火災事故　火災特點　新能源電車　動力電池

0　引言

由于傳統燃油車的技術差距，以及國家對于節能環保的高度重視，使得越來越多汽車廠商將賽道轉向新能源電車。長安、比亞迪的成功案例，也預示著這一行業在我國具有廣闊的市場前景。雖然國內新能源電車發展良好的，但仍有許多車主不認可或不接受電車。追根究底，原因主要來自兩方面：一方面，電車的續航與充電問題。相較于燃油車，電車須固定停車位充電，加大了車主的用車成本；雖然當前許多電車都宣傳能達到600公里的續航，但理論續航與實際續航存在較大差異，導致了許多車主存在里程焦慮；另一方面，安全問題，這也是消費者*為關注的問題，尤其是許多消費者都擔心新能源電車的自燃問題。據國家應急管理部公布的2022年一季度新能源汽車火災數據顯示：共發生640起火災，相較去年同期上升32%，平均每天火災事故超過7例。

1　新能源電車的火災特點

第一，存在較多的裝置管線，滅火用時長。新能源電車具有復雜的內部管線和裝置，其中許多都是可燃物。曾有一項關于電動汽車電池的自由燃燒試驗，約90min持續可見電池火焰，能達到916℃的高溫[1]。同時，當汽車發生火災后，會快速蔓延，出現大面積的燃燒，一般滅火劑存在較大的撲救難度，且受車架、護欄和座椅等阻礙，滅火劑很難直擊起火點，影響滅火的效率。

第二，存在較多有害氣體。電車電池燃燒速度快，僅6s就能形成猛烈火勢，有著較長的火焰噴射距離（約5m），同時火焰周圍會伴有許多噴濺物。另外，當電池出現燃燒，會有大量化合物產生，如醚、烷烴、烯烴等，這些都會威脅到救援人員與車內人員的安全。

第三，面臨較高的觸電危險。電池若因為撞擊、火災等出現擠壓、穿刺和損壞等情況，會導致液體泄漏，當存在導電介質時，就有較大概率引發人員觸電。另外，當前，鋰電子電池組被多數電動汽車作為儲電單元，而這類電池負極材料與空氣接觸后，會出現劇烈氧化，也會導致逃生、救援難度加大。

2　新能源電車火災事故的原因調查

據有關數據顯示，我國在2021年共售出新能源電車288.32萬輛，約占到乘用13.88%的份額。同時國務院要求，電車的市場zhan有率在2030年時要達到40%。這意味著電車保有量會不斷增加，而出現的火災事故也將更多。從相關部門所公布的2022年第一季度的電車火災事故，相較去年同期上漲31%，就能看出這一點。通過調查2018年至今所報道的一些新能源汽車火災事故，并展開整理分析，得出當前引發電車火災事故的原因主要有如下：

2.1　動力電池系統

該系統故障又分為兩類，即機械沖擊所致動力電池系統熱失控和電氣故障。就電池系統安全而言，需要高度重視電安全與熱安全，具體包含如下內容：一是，事故情況下的防護，如水浸、熱失控、針刺、碰撞、跌落等；二是，濫用下的防護，如高溫用電、低溫充電、短路、過放和過充等；三是，正常情況下的防護，如防結構損失與侵入、防水防塵等。經調查得知，當前電車的電氣故障起火，主要是由來電連接、繼電器、高壓線束、低壓線束等部件失效所致；機械沖擊，則多是電池包被擠壓后，造成電池模組形變，單體電池出現短路、生銹和漏液，進而誘發熱失控[2]。

2.2　單體電池

這主要是由于產品自身因素，單體電池出現電池漏液、一致性差等問題，引發火災事故。這是因為電芯一致性差，使得電池之間形成壓差，進而出現過充電，導致熱失控。而電解液泄露，則會出現燃燒的情況。此外，單體電池內部短路，也會導致熱失控，進而誘發火災。

2.3　電路短路

這是引發車輛自燃的主要因素之一，當線路局部出現過大電阻、接點不牢的情況，會產生熱能，使得接點由于發熱而起火，*終誘發火災。當前國內部分追求個性化的年輕，熱衷于車輛的改裝，但若不清楚車輛線路的布局和詳細結構，就盲目進行改裝，亂拉和亂接電線，就會加大短路的發生率，譬如不合理的配線，超出線路額定功率，就會出現線路老化、過熱等情況，引發火災事故。

2.4　外部熱源因素

外部熱源也是引起新能源電車火災事故的重要因素，譬如夏季的太陽暴曬、煙蒂掉在車內或點煙器等。曾有一起電車火災事故，車主將打火機滑入座椅滑軌，而電動座椅具有記憶防盜功能，當車主下車之后，座椅自動滑行卡住打火機，進而導致車輛自燃的事故。

3 安科瑞電氣火災監控云系統架構和硬件選型

安科瑞電氣推出的電氣火災監控云系統采用自主研發的剩余電流互感器、溫度傳感器和電氣火災探測器、故障電弧探測器和電氣防火限流式保護器，對引發電氣火災的主要因素（導線溫度、電流、剩余電流、故障電弧等）進行不間斷的數據與統計分析，并將發現的各種隱患信息及時推送給用戶，用戶可根據時間的排查和治理，達到潛在電氣火災隱患，實現“防患于未然"的目的。

用戶可以利用PC、手機、平板電腦等多種終端實現對平臺的訪問，查詢包括系統信息、實時數據、報記錄等在內的各種信息，使用方便。利用該系統為用戶提供的低成本服務，能有提升消防管理和電氣設備水平，防范重大惡性火災財產損失、尤其是重大惡性人員傷亡責任的發生。

本系統的整體結構如圖所示：

3.1硬件選型：

ANet系列邊緣計算網關

高性能平臺：高性能ARM 32位處理器；嵌入式Linux操作系統128M以上內存；*大可擴展32G外部存儲；

穩定可靠：電磁兼容4級、硬件加密(國密算法SM1,SM4)、軟件加密(AES)、寬溫寬壓工作；

強處理能力：*大4萬個數據點位處理能力；多平臺數據上傳；

接口豐富：*大16個串口；以太網、Lora、Wifi、DI/DO/AI、4G；

擴展方便：自定義總線擴展協議；按需擴展串口、DI/DO/AI、4G、硬件加密、GPS；

協議豐富：設備側：ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、IEC103/104、OPC UA、BACNET等；平臺側：ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、DGJ08-2068-2012上海建筑能耗、DGJ32/TJ111-2010江蘇建筑能耗、揚州、常州、杭州、廣西河池等地省市能耗、寧夏電力需求側、安科瑞運維云、預付費云協議、華云104協議、SNMP、MQTT協議、OPC UA、IEC 61850、Q/GDW 376.1等；

邊緣計算：虛擬數據求和、數據二次計算（加減乘除）、邏輯控制（梯形圖繪制）斷點續傳、數據凍結、失電報警；多級報警設置、協議解析、規約轉換；

遠程管理：遠程配置、遠程監視、遠程升級；

應用豐富：綜合能源管理、電力需求側、泛在電力物聯網、新能源、自動化、物聯網

AASCP電氣防火限流式保護器

當低壓配電回路發生短路故障時，ASCP200電氣防火限流式保護器能以微秒級速度快速(＜150μs)限制短路電流以實現滅弧保護，從而能顯著減少電氣火災事故，有效克服傳統斷路器、空氣開關和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端，特別適合配套充電樁使用。

4方案效果

采用了安科瑞智慧消防云平臺效果，可以實現刷卡方式啟動充電，并且可以預留微信和支付寶充電方式。通過監控值班室后臺實時監控充電樁狀態，實現三級保護功能，包括短路保護、功率保護和系統保護，其中系統保護指超過功率閾值時不允許增加充電位。

5現場效果圖

充電樁具備控制、測量與保護的功能，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與計費以及充電過程的聯動控制等。

短路限流：當線路發生短路故障時，能在150μs內實現快速限流保護，抑制因短路電流過大所引起的電氣火災事故。

過載限流：當被保護線路的電流超過額定電流，線路過載且過載持續時間超過設定時間（3-60秒）時，保護器進行限流保護。

6結語

伴隨國家不斷推進國內電車化進程，鋰離子電池技術的不斷發展，我國的新能源電車保有量將不斷增加，但也將面臨更多的電車火災事故問題。尤其是近段時間大型新能源電車廠商所出現的火災事故，使得更多消費者開始擔憂新能源電車的安全問題，這將會給該產業的穩定發展形成很大影響。經過調查得知，致使新能源電車火災事故的因素較多，對此需要政府、消防救援部門、汽車生產商和車主發揮自身作用，多主體、多方面發力，如此才能有效防控電車火災，降低火災事故帶來的損失與影響，促進電車產業良好發展。

參考文獻：

[1]周文輝.汽車起火事故發生的原因及調查應用探討[J].汽車與安全，2021（5）：49-52.

[2]陶晟宇，樊宏濤，孫耀杰.功能安全視角下的電動汽車起火爆炸分析[J].復旦學報（自然科學版），2020，59（6）：734-739.

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊，2022.10版.

[4]張磊，新能源電動汽車火災事故調查研究

作者簡介：

任運業，男，安科瑞電氣股份有限公司。