电动汽车的火灾事故原因与调查方法研究

牛祥山

（黑龙江省消防救援总队黑河支队，黑龙江黑河 164300）

1.电动汽车结构

电动汽车包括了大容量电能储存设备、电机驱动、动力电池、电池管理系统、动力系统等，其工作原理是通过蓄电池来产生电流，从而驱动动力传动系统，促使汽车能移动和行驶。其中，最重要的一个部分便是驱动系统，其包括了电子控制设备、功率转化设备、电动机、机械传统装置等，将电能转化为动力，对汽车的行驶进行驱动。另外还有辅助系统，其中包括辅助动力源、动力转向系统、空调、导航系统、联网系统等，可使汽车的行驶和使用更加方便，带给人们更多的舒适感。电动汽车的能源消耗非常少，而且可减少对石油资源的依赖，这非常符合我国的环保政策和节能减排政策。但由于技术不成熟，而且生产材料属于易燃的高分子材料，动力电池产品质量不过关，存在极大的火灾风险隐患，一旦发生火灾会给人们的财产和生命安全带来威胁[1]。

2.电动汽车容易产生的火灾类型

2.1 充电和放电时产生的火灾

在对电动汽车进行充放电时，电池持续运行，释放出氧气以及氢气，氢气能与空气形成爆炸性混合物，最低爆炸能0.2×10-4J，自燃点550℃。在密闭的环境中为电动汽车电池持续充电，通风条件不良，氢气会逐渐聚集，如果达到爆炸极限4.1%～74.2%（在空气中），遇到明火或电火花，便会快速燃烧产生火灾爆炸事故。此外，因为电池在充电过程中会发热，在温度较高的夏天容易导致电池变形，泄露其中的电解液，导致短路故障，同样也存在发生火灾的风险。

2.2 行驶过程中产生的火灾

电池作为电动汽车的储能部件，当车辆在高速、低速、加速、减速等交替变换的不同驾驶状况下行驶，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间积累和空间狭小，会产生不均匀的热量集聚，导致电池组系统温度过高或温度分布不均匀，易产生热失控，影响电池使用安全，严重时会发生火灾。

2.3 碰撞时产生的火灾

一旦电动汽车发生碰撞、剐蹭事故，电池会受被挤压或者穿刺，提高电池的压力和冲击力，从而产生爆炸的现象。电动汽车所采用的电池是锂离子，其中的负极材料会在碰撞过程中损毁，甚至被氧化，最终导致火灾。所以，需要对电池采取保护措施，避免受到剧烈的碰撞以及挤压。电池包由不同的小零件所构成，在碰撞时容易产生损坏，从而带来安全隐患。

2.4 涉水时产生的火灾

如果电动汽车遇到暴雨，或者被水浸泡，其中电池间的接线以及电机控制系统会因为被水侵蚀，导致漏电、短路或者其他问题，最终产生燃烧、爆炸的现象。

2.5 电气线路故障产生的火灾

电动汽车除了具有传统汽车的12V或24V低压供电系统，还具备高压供电系统，一般可达200V～600V，高压线路短路、配电箱故障、接线端子接触不良，都有可能引发火灾。高压配电盒自身故障或者维修不当，导致高压线路短路，能够引燃周围可燃物。接线端子接触不良，也容易引发局部过热引发火灾。电动汽车低压线路与传统汽车类似，低压线路故障同样可以引发火灾。如果用于检测电池温度、电压等电池参数的采样线绝缘破损，电池单体或模组正负极连接发生短路，产生的热量也可能导致火灾的发生。

3.电动汽车产生火灾的原因

3.1 产品的质量不达标

我国对电动汽车的生产质量进行了规定，而且制定了质量标准。但因为生产和技术方面的问题，仍然存在一些不合格的电动汽车，很多生产厂家为了节约成本，省略了不少生产环节和工艺流程。在调查中发现，电动汽车不合格的安全隐患包括了电气线路敷设、短路保险部分、欠压过流保护、电池等方面，一旦产生故障，引发火灾的概率非常高。

3.2 没有正确地充电

如果对电动汽车进行过度充电，锂离子电池在过度充电时电池电压上升，会引起正极上的活性物质结构改变发生不可逆变化及电解液分解，产生大量气体，并放热，电池内压力和温度急剧上升，电池包过度充电后引发火灾发展迅猛。

此外，充电桩控制策略、系统和汽车不匹配，也会产生火灾。据消防部门所调查的电动汽车火灾事故统计记录，充电桩起火爆炸的事故占了较大的比例。在2020年期间，总共发生了78起关于电动汽车的火灾事故，均是因为动力电池系统问题、电池材料质量不达标、充电不合理、改装电路等造成的火灾。

3.3 没有做好日常维护工作

因为没有对电动汽车进行正常的维护保养，所以很容易产生危险事故。没有选择和电动汽车的配件相匹配的电瓶和充电器，或者采用了质量不过关的配件，最终均无法保障电动车的安全性。在烈日下充电、雨中充电、长时间充电，或者是充电插座超负荷等不安全充电行为，均有可能引发火灾。

电动汽车在长期行驶的过程中，内部接口松动，正负极碰线短路。如果电流较高，便会产生火灾。或者是线路老化，其中的绝缘层被破坏，最终导致裸露的正负极电线相配，也会产生危险事故[2]。此外，盲目修改电动汽车的线路，会导致线路接错，从而带来火灾隐患。

4.电动汽车的火灾预防措施

4.1 正确驾驶电动汽车

一些电动汽车的电池没有主动散热的设备，只能自然散热，驾驶的时间过长，会提高电池内部的温度，甚至导致热失控，最终产生火灾事故。所以，要正确驾驶汽车，减少频繁的加速和减速，避免电池的负荷过大[3]。严格遵循汽车动力蓄电池的充电要求，充电桩四周也要尽量干净整洁，附近不能堆放任何易燃、易爆的物品，预防火灾。使用充电软件，要了解和掌握动力蓄电池的温度变化情况，如果温度过高，要停止充电，防止发生火灾事故。

4.2 定期对汽车进行维护保养

电动汽车使用的时间过长，会产生故障或者磨损，所以要定期开展维护的工作，发现其中存在的问题及时解决，将安全隐患消除在源头。比如，电动汽车在行驶了一段时间后要全面检查蓄电池的情况，尤其在夏季温度较高的情况下，要检查其中有没有热失控的现象，避免产生火灾。汽车要定期送到维修点进行保养，检查其中存在的安全隐患，查看蓄电池和其他零部件的状态，保证汽车处于良好的状态。

4.3 对碰撞后的情况进行检修

如果电动汽车在行驶时产生碰撞、摩擦，或者托底的现象，除了查看外部是否变形，还要由专业维修人员检查。因为电动汽车的锂电池内部结构比较复杂，如果碰撞导致零部件损坏，就可能产生安全隐患，所以要及时送往修理中心，采用红外线测温仪来进行系统检查。若是发现其中的高温点，要及时进行解决。

4.4 通过正规渠道进行购买

如今，人们对电动汽车的需求量越来越大，很多汽车厂家都推出了新能源电动汽车。购买要通过正规的渠道保证汽车的质量，必须对电动汽车进行定期的保养以及维护时，要选择正规的配件。车主平时要注意电动汽车的充电环境以及充电时间，避免汽车暴晒，防止在雨中充电[4]。另外，还要购买配套的充电设备，以及专门的充电插座，对充电时间进行控制，使电池维持正常的状态。

4.5 要构建相关的标准与制度

相关部门需要构建相关的标准，并且开展跨部门的合作，制定关于电动汽车的防火技术指标，同时加强对电动汽车的开发和研究，加大资金投入，生产出安全系数更高的电动汽车，减少火灾的产生概率。消防部门也要加强对电动汽车安全理论的学习，构建关于防火灾的安全技术指标；开展宣传教育，使群众在面临电动车火灾事故时，学会保护自身安全，采用正确的方法灭火。此外，消防指战员加强对电动汽车火灾处置的演练，强化消防员的技能，提高专业队应急处理能力。

4.6 优化保护装置设计

为了减少火灾，电动汽车的生产企业要对保护装置进行优化。比如，可加强对汽车电气线路的保护，提高整个电气系统的稳定性，而且也要合理设计线路，避免曲线连接。导线和主要电器元件四周不能产生尖锐的物体以及热源，从而防止对导线、零件产生不良影响。不仅如此，生产企业也必须选择质量达标的零件设备，遵循电动汽车的质量生产标准，从源头上避免火灾的产生。

5.电动车火灾的调查方法

5.1 调查前准备工作

首先要收集电动汽车火灾事故的相关信息，包括事故信息、车辆信息、动力电池信息、用户信息和经销商信息等。火灾调查人员要了解电动汽车的构造原理、动力电池的类型、工作原理和安装方式，特别是高压电布置和高压开关使用情况。

5.2 调查询问要点

首先要对汽车起火时间、起火经过、火灾蔓延方向以及烟气颜色进行询问，询问中要注意车辆在起火时是否有泄漏、爆炸和火焰喷射等现象。在询问中要注意询问车辆是否进行改装、改装部位以及以往发生故障的时间、部位和故障现象等情况，可以向汽车厂家询问电池管理系统信息，判断汽车是否出现过度充电、过度放电、内部短路和高温等情况，询问电池充电状态、充电时间和设备使用情况。

5.3 现场勘验步骤

如果火灾现场的情况比较复杂，要根据火灾调查的“4431”程序来开展勘验工作，也可以与同型号的电动汽车进行对比，找出其中的故障点。通过对火灾蔓延痕迹的分析，确定起火部位、起火点。

（1）车辆及周边环境勘验。根据火灾调查需要合理设置火灾现场封闭区域，火灾调查人员要做好个人防护装备进入火灾现场封闭区域。通过对整车的位置、周边监控、车头朝向、轮胎与地面摩擦痕迹、破拆救援痕迹勘验分析，重点区分是否为交通事故机械撞击、车辆自燃、人为纵火火灾。

（2）车辆外观初步勘验。重点对电动汽车电动机机盖表面、车门、轮胎、挡风玻璃、车床以车辆驾驶舱内仪表盘、座椅等结构部位进行初步勘验，通过火灾烧损程度、烟熏和变色痕迹分析火灾发生发展、蔓延的过程，初步判断大致起火部位。假如电动汽车电动机舱内起火，发动机盖板会出现变色、变形痕迹，而且呈现向驾驶舱、底部轮胎蔓延的痕迹，初步可以判断大致起火部位，再通过深入细致的勘验确定起火点，查找起火原因。

（3）车辆内系统细项勘验。由于车辆内部各零部件使用安装种类繁杂，必要时邀请专业人员共同勘验。对电动机仓内进行勘验时，要理清电源、电路和负载的关系，注意观察电动机仓盖板变色区域和机舱内部金属变形、变色情况，以及位置的对应关系，进一步缩小勘验范围。同时，在勘验中要区分高压、低压配电线路，可以借助专业人员力量将相关线路全部排查一遍，对接入的负载设备逐一进行检查，通过对烧损较为严重的痕迹分析对比，确定其故障位置。也可以采取剩磁检测的方法，在电动车中的车架剩磁里找到线路故障位置，同时要注意对故障位置发现的电线熔痕、熔珠收集提取。

（4）对电池包的专项勘验。目前，市场上电动汽车动力电池包内单体电池主要有3种形式：18650型圆柱锂离子电动电池、软包型锂离子动力电池和方形锂离子动力电池。在对动力电池进行勘验时，要注意安全防护，在对电池的车体分离与故障分析中，每一步都要拍照取证，对电池串并联及模块顺序进行编号记录。

电池包外壳如果为金属外壳，容易出现局部熔融变形、局部烧蚀形孔洞现象；如果为非金属外壳，已出现过火外壳烧失现象，重点是要确定电池包内起火点和第一故障体，一般首先发生热失控的单体或故障模组呈现两侧受挤压的痕迹特征。可以运用X光射线成像和CT三维成像设备，分析查找故障点和起火原因，通过对电池的短路情况、物理破坏（挤压、穿刺、碰撞、破裂）情况以及内部结构的综合分析，初步判断起火原因。

（5）对提取物证的鉴定。针对电动汽车电气线路和电池引发火灾的特点，对在现场勘验中提取的电线熔痕、熔珠委托专业鉴定机构进行物证鉴定尤为重要，通过对金相组织微观形态的观察分析，认定短路、过负荷、电热作用等故障引发火灾。

6.总结和体会

随着新能源政策和环保政策的推出，电动汽车得到了一定的推广和应用。电动汽车具有诸多的优势，比如消耗量少、成本低、舒适度高，但因为其内部结构和以及技术方面的原因，导致其中存在一些安全隐患。如果没有对电动汽车正确驾驶和维护使用，极易引发火灾事故。结合电动汽车的火灾原因，采取针对性的防范措施，预防和减少火灾事故的发生，进一步加强电动汽车运行状况大数据中心的建设，为火灾调查人员调查电动汽车火灾提供远程数据支撑，为人民生命和财产提供安全保障。