一起電動(dòng)汽車火災(zāi)事故的原因認(rèn)定與分析

周曉佳

（廣東省中山市消防救援支隊(duì)，廣東 中山 528400）

作為我國(guó)重點(diǎn)扶持的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),電動(dòng)汽車行業(yè)在迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇的同時(shí)，所面臨的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)也日益突出。近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車的保有量快速增長(zhǎng)，相關(guān)的火災(zāi)事故頻發(fā)，引發(fā)了社會(huì)面對(duì)其消防安全問題的廣泛關(guān)注。因與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車在汽車的燃料供給和驅(qū)動(dòng)方式上有所區(qū)別，電動(dòng)汽車火災(zāi)事故的致災(zāi)機(jī)理、蔓延燃燒方式和火后痕跡都具有新的特點(diǎn)。本文以一起電動(dòng)汽車自燃火災(zāi)事故為例，通過調(diào)查詢問、現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)、視頻分析、物證鑒定等手段確定了原因，并著重對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池包的勘驗(yàn)進(jìn)行了針對(duì)性討探討，以期為電動(dòng)汽車火災(zāi)調(diào)查提供參考。

1 火災(zāi)基本情況

2021年8月5日1時(shí)59分，中山市某汽車銷售服務(wù)有限公司維修車間內(nèi)1輛待修電動(dòng)汽車（小型轎車）起火。該車輛于2021年5月31日～2021年6月1日期間被洪水浸泡，于2021年7月30日自浸水地拖至事發(fā)地維修?；馂?zāi)燒毀該電動(dòng)汽車1臺(tái)，過火面積約3m2，無(wú)人員傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失為25800元。

2 火災(zāi)事故調(diào)查取證過程

2.1 現(xiàn)場(chǎng)詢問情況

事故發(fā)生后，火災(zāi)調(diào)查人員分別對(duì)涉事車主、汽車銷售服務(wù)有限公司法定代表人、事發(fā)當(dāng)晚值班保安（報(bào)警人）與維修車間維修技工進(jìn)行了調(diào)查詢問。經(jīng)了解，該車原產(chǎn)于2018年12月，車主邱某于2019年7月購(gòu)置。2021年5月31日，應(yīng)車主將該車輛停放于某露天停車場(chǎng)。因遭遇極端天氣，該車輛整車發(fā)生泡水事故，水面完全沒過車輛動(dòng)力電池總成，且持續(xù)泡水時(shí)間達(dá)到20小時(shí)。因車輛涉水后無(wú)法行駛，車主邱某報(bào)保險(xiǎn)公司維修處理，應(yīng)當(dāng)?shù)責(zé)o維修廠維修處理，遂于2021年7月30日拖至事發(fā)地維修車間。拖車進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)車主邱某提交資料不齊，修理技工在人工將車推進(jìn)工位后未開展維修，并于車主約定8月5日等待保險(xiǎn)公司定損員到達(dá)后再行對(duì)車輛進(jìn)行拆檢。火災(zāi)事故發(fā)生前未有檢查維修動(dòng)作。8月5日事發(fā)當(dāng)晚，保安余某在視頻監(jiān)控內(nèi)發(fā)現(xiàn)火光，并隨即到場(chǎng)使用滅火器滅火，并撥打火警電話報(bào)警。

圖1 火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)平面圖

圖2 火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)照相

2.2 現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)情況

經(jīng)初步勘驗(yàn)，起火電汽車采用三元鋰離子電池組，車身為白色，4輪5座，車頭向東南，車輛周圍均為水泥地面，車頭與墻壁距離約2m，車輛周圍未見除車輛以外的其他可燃物及過火痕跡，火災(zāi)未向周邊蔓延。車輛前艙、車底、駕駛室均已燒損，四扇車門均保存較完整。車輛左前輪燒損最嚴(yán)重，輪轂已燒蝕缺損，右前輪輪胎基本燒損、輪轂較完整，左、右后輪保存較完整，整車起火過程均在視頻監(jiān)控區(qū)域。使用維修車間立柱式舉升機(jī)將車輛舉升后對(duì)汽車底盤進(jìn)行拆解，車輛底盤區(qū)域僅設(shè)有電壓為343V的三元鋰電池組，無(wú)其他電氣零件及線路，車底部安裝電池的10～20cm處出現(xiàn)明顯爆燃損痕跡（圖3）。對(duì)車輛電池包進(jìn)行拆解勘驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)車輛動(dòng)力電池高壓插座處有銹蝕，電池包殼外部10～20cm處出現(xiàn)明顯電池包爆燃損痕跡（圖4）。電池包左后部受高溫變色，應(yīng)內(nèi)部電池組的電池殼體保持相對(duì)完整，電池整包燒損，電池包前部殼體燒損重于前部。三元鋰離子電池組靠近左前輪位置縫隙處有燒損殘留物脫出，進(jìn)行取樣送檢。

圖3 車輛底部痕跡

圖4 電池包爆燃痕跡

2.3 視頻分析情況

涉事車間設(shè)有視頻監(jiān)控錄像機(jī)，機(jī)身完好，經(jīng)時(shí)間校準(zhǔn)，監(jiān)控錄像機(jī)主機(jī)時(shí)間慢于北京時(shí)間15分13秒。經(jīng)審查監(jiān)控視頻，可見1時(shí)43分45秒，通過相鄰車輛車頭處反光可見車輛左前輪下方開始有異常光點(diǎn)（圖5），與燒損痕跡相符，1時(shí)43分53秒為第一次爆燃（圖6），1時(shí)43分58秒（圖7）其后發(fā)生爆燃。起火時(shí)車輛底部出現(xiàn)多次爆燃，與三元鋰電池?zé)崾Э乇计鸹鹛匦砸恢隆?/p>

圖5 視頻監(jiān)控1

圖6 視頻監(jiān)控2

圖7 視頻監(jiān)控3

2.4 物證鑒定情況

經(jīng)對(duì)三元鋰離子電池組靠前輪位置縫隙處有燒損殘留物脫出取樣品進(jìn)行電鏡掃描能譜分析，確認(rèn)燒損殘留物成分含有銅、鎳、鈷、錳、鐵、碳以及氧等元素。一般三元鋰離子電池正極材料含有鎳、鈷、錳、鋰、導(dǎo)電劑以及粘合劑附著在鋁箔（正極導(dǎo)電材料）上，負(fù)極材料是由石墨、導(dǎo)電劑以及粘合劑附著在銅箔（負(fù)極導(dǎo)電材料）上。 拆解對(duì)比樣品鋰電池進(jìn)行成分分析，經(jīng)電鏡掃描能譜分析，確認(rèn)內(nèi)部含銅、鎳、錳、鐵、鋁、碳以及氧等元素，與燒損車輛鋰電池脫出物樣品成分類似。

3 起火原因分析

經(jīng)綜合火災(zāi)事故調(diào)查取證情況，可排除人為放火、充電不規(guī)范起火、底盤剮蹭起火等原因?，F(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)情況顯示，起火位置位于車輛左前部駕駛室下側(cè)，火勢(shì)為從前向后、從左向右、 從下向上方向蔓延。因車輛底盤區(qū)域僅有電池組一個(gè)零件總成，可以確定系電池組起火引發(fā)車輛內(nèi)部過火。

根據(jù)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》（GB38031-2020）第8.2.6條，電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池浸水試驗(yàn)可滿足置于3.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）氯化鈉溶液中2h或全部浸入水中持續(xù)試驗(yàn)30min測(cè)試要求即可。鑒于車輛在起火前曾發(fā)生泡水事故且水面已完全淹沒動(dòng)力電池總成，持續(xù)時(shí)間有近20h，已遠(yuǎn)超《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》要求。加之動(dòng)力電壓插座處有銹蝕痕跡，可判斷車輛動(dòng)力電池組密封件已無(wú)法維持密封作用，暴雨引發(fā)的少量積水通過高壓線接口、電池組上下合外殼組件結(jié)合密封面等位置滲入電池組內(nèi)。仍保持充足電能的動(dòng)力電池組泡水后因未進(jìn)行及時(shí)維修，經(jīng)過近兩個(gè)月時(shí)間的靜置存放，滲入動(dòng)力電池組的水蒸發(fā)形成水蒸氣附著在各電芯電極上，并持續(xù)引發(fā)各三元鋰電池電芯之間的化學(xué)反應(yīng)，最終導(dǎo)致電池包內(nèi)動(dòng)力電池內(nèi)部單體或部線路銹蝕故障致使電池?zé)崾Э仄鸹稹?/p>

4 調(diào)查工作體會(huì)

（1）與傳統(tǒng)汽車鉛酸蓄電池遇火燒壞后電路系統(tǒng)完全癱瘓不同，電動(dòng)汽車三元鋰離子電池組由多個(gè)電池模塊串并聯(lián)組成，單個(gè)模塊損壞并不會(huì)使整個(gè)電池組完全失去電力。火災(zāi)調(diào)查人員在調(diào)查過程中應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范操作，尤其要注意對(duì)拆解下的動(dòng)力電池組的保存。而且，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)前要先行對(duì)電動(dòng)汽車的構(gòu)造原理，特別是對(duì)高壓電布置及高壓斷電開關(guān)的使用方法進(jìn)行學(xué)習(xí)了解。

（2）電動(dòng)汽車電池組大多位于車輛底盤部位，且所占平面面積很大，極易暴露在多樣的環(huán)境中，如發(fā)生底盤刮擦、碰撞或浸水等。雖然電動(dòng)汽車均符合IP67的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，即在防護(hù)等級(jí)范圍內(nèi)可短時(shí)間浸水，但若浸水時(shí)間過長(zhǎng)，致使水滲過密封件進(jìn)入電池包內(nèi)，或會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)腐蝕電池外殼最終導(dǎo)致電極露出，水蒸氣附著在各電芯電極上，極可能引發(fā)短路造成自燃。

（3）在對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)時(shí)要注意，因電池組所占面積大，且為多個(gè)模塊串并聯(lián)組成，當(dāng)電池組一處發(fā)生故障時(shí)，往往會(huì)影響到其他部位，如發(fā)生多次爆燃的情況。因此，與傳統(tǒng)汽車自燃的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)不同，電動(dòng)汽車自燃的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)往往會(huì)形成類似兩個(gè)或多個(gè)火點(diǎn)的表現(xiàn)形式。因此，更需要加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)汽車電氣火災(zāi)物證的提取與鑒定，分析研究短路發(fā)生的時(shí)序和鑒定熔痕性質(zhì)。