一起電動汽車火災事故的原因認定與分析

周曉佳

（廣東省中山市消防救援支隊，廣東 中山 528400）

作為我國重點扶持的戰略性新興產業,電動汽車行業在迎來發展機遇的同時，所面臨的火災風險挑戰也日益突出。近年來，隨著電動汽車的保有量快速增長，相關的火災事故頻發，引發了社會面對其消防安全問題的廣泛關注。因與傳統內燃機汽車在汽車的燃料供給和驅動方式上有所區別，電動汽車火災事故的致災機理、蔓延燃燒方式和火后痕跡都具有新的特點。本文以一起電動汽車自燃火災事故為例，通過調查詢問、現場勘驗、視頻分析、物證鑒定等手段確定了原因，并著重對電動汽車動力電池包的勘驗進行了針對性討探討，以期為電動汽車火災調查提供參考。

1 火災基本情況

2021年8月5日1時59分，中山市某汽車銷售服務有限公司維修車間內1輛待修電動汽車（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地維修。火災燒毀該電動汽車1臺，過火面積約3m2，無人員傷亡，直接經濟損失為25800元。

2 火災事故調查取證過程

2.1 現場詢問情況

事故發生后，火災調查人員分別對涉事車主、汽車銷售服務有限公司法定代表人、事發當晚值班保安（報警人）與維修車間維修技工進行了調查詢問。經了解，該車原產于2018年12月，車主邱某于2019年7月購置。2021年5月31日，應車主將該車輛停放于某露天停車場。因遭遇極端天氣，該車輛整車發生泡水事故，水面完全沒過車輛動力電池總成，且持續泡水時間達到20小時。因車輛涉水后無法行駛，車主邱某報保險公司維修處理，應當地無維修廠維修處理，遂于2021年7月30日拖至事發地維修車間。拖車進場后，應車主邱某提交資料不齊，修理技工在人工將車推進工位后未開展維修，并于車主約定8月5日等待保險公司定損員到達后再行對車輛進行拆檢。火災事故發生前未有檢查維修動作。8月5日事發當晚，保安余某在視頻監控內發現火光，并隨即到場使用滅火器滅火，并撥打火警電話報警。

圖1 火災現場平面圖

圖2 火災現場照相

2.2 現場勘驗情況

經初步勘驗，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控區域。使用維修車間立柱式舉升機將車輛舉升后對汽車底盤進行拆解，車輛底盤區域僅設有電壓為343V的三元鋰電池組，無其他電氣零件及線路，車底部安裝電池的10～20cm處出現明顯爆燃損痕跡（圖3）。對車輛電池包進行拆解勘驗，發現車輛動力電池高壓插座處有銹蝕，電池包殼外部10～20cm處出現明顯電池包爆燃損痕跡（圖4）。電池包左后部受高溫變色，應內部電池組的電池殼體保持相對完整，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

涉事車間設有視頻監控錄像機，機身完好，經時間校準，監控錄像機主機時間慢于北京時間15分13秒。經審查監控視頻，可見1時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（圖5），與燒損痕跡相符，1時43分53秒為第一次爆燃（圖6），1時43分58秒（圖7）其后發生爆燃。起火時車輛底部出現多次爆燃，與三元鋰電池熱失控爆燃起火特性一致。

圖5 視頻監控1

圖6 視頻監控2

圖7 視頻監控3

2.4 物證鑒定情況

經對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行電鏡掃描能譜分析，確認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、導電劑以及粘合劑附著在鋁箔（正極導電材料）上，負極材料是由石墨、導電劑以及粘合劑附著在銅箔（負極導電材料）上。 拆解對比樣品鋰電池進行成分分析，經電鏡掃描能譜分析，確認內部含銅、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

經綜合火災事故調查取證情況，可排除人為放火、充電不規范起火、底盤剮蹭起火等原因。現場勘驗情況顯示，起火位置位于車輛左前部駕駛室下側，火勢為從前向后、從左向右、 從下向上方向蔓延。因車輛底盤區域僅有電池組一個零件總成，可以確定系電池組起火引發車輛內部過火。

根據《電動汽車用動力蓄電池安全要求》（GB38031-2020）第8.2.6條，電動汽車用動力蓄電池浸水試驗可滿足置于3.5%（質量分數）氯化鈉溶液中2h或全部浸入水中持續試驗30min測試要求即可。鑒于車輛在起火前曾發生泡水事故且水面已完全淹沒動力電池總成，持續時間有近20h，已遠超《電動汽車用動力蓄電池安全要求》要求。加之動力電壓插座處有銹蝕痕跡，可判斷車輛動力電池組密封件已無法維持密封作用，暴雨引發的少量積水通過高壓線接口、電池組上下合外殼組件結合密封面等位置滲入電池組內。仍保持充足電能的動力電池組泡水后因未進行及時維修，經過近兩個月時間的靜置存放，滲入動力電池組的水蒸發形成水蒸氣附著在各電芯電極上，并持續引發各三元鋰電池電芯之間的化學反應，最終導致電池包內動力電池內部單體或部線路銹蝕故障致使電池熱失控起火。

4 調查工作體會

（1）與傳統汽車鉛酸蓄電池遇火燒壞后電路系統完全癱瘓不同，電動汽車三元鋰離子電池組由多個電池模塊串并聯組成，單個模塊損壞并不會使整個電池組完全失去電力。火災調查人員在調查過程中應嚴格按照規范操作，尤其要注意對拆解下的動力電池組的保存。而且，在進行現場勘驗前要先行對電動汽車的構造原理，特別是對高壓電布置及高壓斷電開關的使用方法進行學習了解。

（2）電動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境中，如發生底盤刮擦、碰撞或浸水等。雖然電動汽車均符合IP67的防護標準，即在防護等級范圍內可短時間浸水，但若浸水時間過長，致使水滲過密封件進入電池包內，或會發生化學反應腐蝕電池外殼最終導致電極露出，水蒸氣附著在各電芯電極上，極可能引發短路造成自燃。

（3）在對電動汽車進行現場勘驗時要注意，因電池組所占面積大，且為多個模塊串并聯組成，當電池組一處發生故障時，往往會影響到其他部位，如發生多次爆燃的情況。因此，與傳統汽車自燃的火災現場不同，電動汽車自燃的火災現場往往會形成類似兩個或多個火點的表現形式。因此，更需要加強對電動汽車電氣火災物證的提取與鑒定，分析研究短路發生的時序和鑒定熔痕性質。