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对电动汽车火灾原因的分析与探讨
来源:天纵鉴定 | 作者:SKYLABS | 发布时间: 1995天前 | 14800 次浏览 | 分享到:

 从现有的电动汽车运行情况来看,正常充电状态下没有发生过电动汽车起火事件,更多的充电起火事件是在动力电池充电保护措施失效的条件下导致电池过充而引起火灾。20154月,一辆五洲龙电动大巴起火,后经过权威部门调查,导致此次事件的直接原因是BMS(电池管理系统)、充电机及数据监控平台均未能发挥应有作用,车辆动力电池充满电后,动力电池过充电72分钟,过充电量58KW

 下图3201611日,特斯拉Model S在挪威耶尔斯塔的一家超级充电站插上电源充电的过程中突然燃烧起来,整车几乎被烧毁。

 

特斯拉充电时起火

 过充电时,有机电解质溶液缺乏内在的电压钳制机制,电池的电压随充电进行持续上升,导致贫锂态的正极材料发生分解,在放出大量热量的同时,释放出活性氧。活性氧进一步引起电解液的氧化分解、放热。当过充导致正极电势上升至电解液的氧化分解电势时,过充时,电解液会在强氧化性的正极材料表面发生不可逆的氧化分解,产生大量可燃性小分子气体,增加电池内部的压力和温度。

 此外,由于负极活性材料没有足够的位置嵌入过量的锂,过充还会导致金属锂在碳负极表面的沉积,由此加重了电池不安全行为的危害程度离子电池的安全性与其荷电状态密切相关。荷电态越高,电池往往越不安全。满荷电态时,高度脱锂态的正极和高度嵌锂态的负极分别呈强氧化性和强还原性,此时电池最为危险。

 2.3碰撞起火

 电动汽车碰撞起火主要是指电动汽车在碰撞、追尾或撞车时导致电动汽车起火。汽车在碰撞过程时会发生很多不可预测的情况,对于电动汽车来说更是如此,在撞击过程中动力电池会受到较大的冲击力,可能会挤压、刺穿等损坏,此时如果电池设计有缺陷,在此极端情况下可能会发生燃烧。对于锂离子电池的负极材料一旦因为电池外壳损毁与空气接触,有极高的可能发生剧烈氧化甚至燃烧爆炸。

 另外,剧烈撞击也极有可能造成电路短路、电器元件损毁及保护措施失效。20125月,比亚迪E6出租车碰撞之后导致车辆失控起火。汽车碰撞时会发生很多不可预测的情况,与传统汽车相比电动汽车能量采用导线传递,整个车身包含众多电子元器件,当碰撞速度更高时,传统汽车也将不堪一击,更何况电动汽车。

 2.4运行过程中起火

 电动汽车运行过程中起火,主要是指电动汽车在正常行驶过程中的起火事件,从目前电动汽车运营市场及实际情况来看,正常运行时的起火事件很少。

 对于电动汽车正常运行时发生起火的可能性因素主要包括一下几方面:

 1、当车辆以较大功率输出时,电池的放电电流相对较大,大电流放电将导致电池排放大量可燃气体,而电池的温度也随之升高,当散热不良,通风不好,可能会导致热量及可燃气体的聚集,此时电动汽车起火的可能性较大。

 另外,当以较大电流放电时,会导致线缆及对应电子器件发热较快,当散热不良或产品不符合规格同样也会引起电动汽车起火的可能性。

 2、电动车在正常行驶时,频繁的起停、快速超车等现象时常会发生,而在不同的行驶状态下电机输出的功率不同,对应的输出的电流也会发生变化,在较大电流变化冲击下,不仅要求产品具有很好的电磁兼容性对应的性能要求也提高,当不能满足要求时,会导致主回路失控,增加起火的可能。

 3、当车辆行驶在颠簸路面时,会引起车辆的震动幅度变大,此时很容易引起电器部件、线缆、接头及电池单体松动,从而导致接触不良或者失效的情况,这也会引起起火电动汽车行驶过程中的起火。

 4、车辆行驶过程中,假设把车身以内看成一个整体,车身外部环境很难受控,当以较高车速行驶时,外部坚硬物质可能会刮擦、飞溅刺穿关键电器部件或电池箱体,从而引起电池起火。2008年,丰田普锐斯发生过电池起火,其主要原因是在行驶过程中电芯电极连接处松动,继而热控片不起作用,导致电池发热,从而电池爆开,电解液被引燃。20114月,众泰纯电动出租车杭州街头自燃,其原因是电池组成组后不能完全满足车辆不同路况要求,在应用过程中,出现了电池漏液、绝缘受损及局部短路。

 2.5浸泡起火

 电动汽车浸泡起火主要是指电动汽车遇到暴雨或者整车都遭遇涉水时起火。不仅电动汽车几乎所有电气设备在涉水时都是对其最大考验。对于电动汽车浸泡后发生起火的可能因素主要是车辆涉水时,电池间的接线或者电机控制系统就可能会由于水或者水汽的的侵蚀,造成短路,导致漏电。一旦短路,如果保护设备失效或没有及时响应就会导致电池温度迅速升高,引起燃烧。不过从目前电动汽车市场运营实际情况来看,国内关于电动汽车浸泡起火的事件还鲜见过相关报道。