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CASF2020|鲁志宝:电动汽车火灾调查技术

盖世直播 2020-10-22 21:45:39

2020年10月20日-22日,由国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心、浙江清华长三角研究院、中国汽车工程研究院股份有限公司、重庆市合川区人民政府联合主办的第三届中国汽车安全与召回技术论坛在重庆隆重召开。本届论坛以“智能新能源汽车全产业链安全与技术创新”为主题,汇聚120家政府机构、事业单位、科研院所以及整车和零部件企业等行业翘楚权威论道。其中,在10月22日举办的“事故深度调查数据驱动的车辆安全技术”专题论坛上,应急管理部消防救援局天津消防研究所火灾物证鉴定中心主任鲁志宝发表了核心为《电动汽车火灾调查技术》的精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

                       

电动汽车,电池,第三届中国汽车安全与召回技术论坛
                 

应急管理部消防救援局天津消防研究所火灾物证鉴定中心主任 鲁志宝

大家上午好,很高兴参加今天的论坛,我来自消防机构。这两年我主要从事火灾调查,当然新能源汽车火灾事故也是调查之一,今天就用火灾调查人的视角和大家分享一下新能源汽车火灾安全问题。

首先看一段视频。这是几年前发生在深圳的事故,一辆正常行驶的出租车与随后赶来的一辆时速超过180迈的跑车剧烈相撞,电池包严重受损,单体电池短路失控发生火灾。事故发生后震惊了新能源车主管部门,也让我们深刻认识到了新能源车火灾的危险性。

随着新能源车保有量增加,新能源车的火灾也在逐年增加,这是一种趋势。我们现在每年新能源车火灾有多少?各口统计数据不同,不管是咱们管理总局还是消防机构的,都不不同,为什么?据统计2019年电动车火灾560起,2020年前三季度700起,这个数据是哪里来的?是消防救援系统里面查询到的,通常车无论哪里着了火老百姓第一时间是打119,119记录台会记录报案信息,我们查了全国统计数据,当然具体原因不详。

为了深入研究电动汽车火灾的危险性,我们搭建了试验平台,针对不同车型,不同起火原因,不同起火部位,对于车辆火灾燃烧蔓延的速度、燃烧的规律、痕迹形成特点进行深入研究,获得了一些宝贵的数据,并且为新能源车安全改进提出一些改进建议和测试。1、2、3号是模拟电池包里单体电池失控发生的火灾,这个4是外来火源,就是模拟放火。我们主要研究火灾痕迹,辨识火灾痕迹这是我们本职工作,也是我们的主业。

大家可以看到这是第一辆车着火以后的痕迹,这是第二辆,第三辆的,大家看不同起火原因火灾痕迹特征不一样,但是即使着火一样,痕迹也有区别,这个跟起火点位置和电池包形势和车辆结构等因素都有关系。进一步拆解电池包,进一步研究火灾痕迹,可以看到电池包无论是金属的变色程度以及烧损的程度都可以和起火点形成一一对应,这就是它的规律。另外再进一步拆解电池模组,根据变形情况大家可以看到这是起火点,这是第一块单体电池。事后会形成什么痕迹特征?最早发生故障的电池会卸压,高温会随之向相邻电池形成相向低挤压,最早出故障电池往往是最扁的。后面十多二十起调查的痕迹特征也是这样的,让我们得出结论:最早某一个单体电池发生事故造成的。

现在大街小巷各种监控,比如天网等等,通过监控视频也能非常直观地展示出来这辆车火灾现场和起火部位。目前公安办案基本上是离不了视频的,火灾调查也正在往这个趋势发展,高度依赖视频。

我们要确定它的痕迹,确定起火部位。比如金属变色,内饰烧毁,电池包变形等等痕迹体系进一步确定起火部位。对新能源车汽车调查一定要仔细拆解,看到底是电池包里面哪一个模组和哪一个单体发生故障。

新能源车有别于燃油车的就是有数据。新能源车为火灾调查人提供了一个非常有力的抓手就是后台数据,根据温度变化,电流变化,可以非常明确地指向某一个部位。电池变化曲线和我们认定痕迹高度吻合,这就是数据和痕迹吻合提供认定原因的技术支撑。要提取物证进行实验室分析鉴定。实验室常用技术手段是扫描电棒、X光显微镜等等技术手段,对于车辆金属体溶化痕迹原因进行鉴定。

在车辆火灾当中还有一种现象叫做爆炸。对于传统车而言,也是时有发生的,这几年我们也处理过几起发生爆炸的情况,这种爆炸不是车内物品爆炸,而是车自身的爆炸。什么原因?大家看,这是天窗玻璃炸到了前部,爆炸威力比较大,车门严重变形。什么原因?绝对不是炸药。为此我们做了一个简单的小试验,用一个纸质灯笼罩住里面的导线,绝缘体发生燃烧,分解产物里面包含大量可燃气体,当遇明火以后就会爆燃。

这是电动车火灾调查。起火原因是什么?最终认定其中一个单体热失控导致火灾。爆炸原因是什么?电池包过热失控以后产生大量可燃气体和毒性气体,这些气体温度很高,高温热源气进入到车里,高温会把车座里面内饰材料发生热分解,热分解以后会产生大量可燃气体,所以在车内有电解液和车内可燃物两类气体叠加,在驾驶室形成的爆炸气体和空气混合,达到爆炸极限以后遇到火源就会形成爆炸。这就是新能源车爆炸的特点。

目前还没有发生新能源车爆炸导致消防队员伤亡的事故,一旦谁家的车爆炸导致消防人员伤亡一定是惊天动地的大事故,会对企业带灾难性后果。这是一个爆炸事故现场,当电池包遇到大量气体,再遇到明火后就会爆燃,整个车全是火,如果可燃气体在车里面发生爆燃就会导致爆炸。新能源车给消防队伍带来最大问题是灭火难。消防队员灭火是用水,但是如果发生电池着火,有效的水对电池包几乎无效,因为打不到车底部。对于传统车而言,消防队员到了现场从出水开始一把枪就可以搞定,但是对于新能源车我们最长用了40分钟持续灭火都灭不掉,灭火以后静止一段时间可能会复燃。如果在繁华地区,一辆新能源车,几辆消防车围着打都灭不掉,影响非常大。因此对于消防队伍而言也在研究灭火的战术,通常是用大水漫灌式,用水直接冲冷却包,新能源车灭火用水量是传统车的10倍。另外一种是破拆式,把车的座椅底部破拆后用水冲,这样可以直接灭火,但是这种方式非常危险。

我们提高电动车的质量安全不能仅靠消防,消防对于灭火实际上是亡羊补牢,只能靠车企。首先需要提高电池的质量安全,设计合理的电池包的分格、防护和布局;其次提高各种材料阻燃性,使火的蔓延速度降下来,要让消防队员用有效的水可以有效接触着火点;再次设计合理电池包冷却方式等措施。这些主动措施可以有效降低新能源车的火灾次数。

多年的事故调查以及试验,我深深地感受到,现在已经到了需要建立新能源车火灾安全评价体系的时候了。传统车的安全评价是什么?基本上是以碰撞为主,新能源车的安全评价是什么?有碰撞安全,有数据安全,还有火灾的安全。如何评价电动车的火灾安全?这是一个大课题,需要行业主管部门,消防机构和整车厂家等相关单位共同努力。评价电动汽车安全应该是站在整车安全评价角度,材料阻燃性,结构形式等,比如说车燃烧的蔓延速度快慢,热源气和火源传播的途径,用水量的多少,毒性气体进入车内的方式和气体对人的伤害等。

汽车安全不仅仅靠消防,也不仅仅靠行业主管部门,应该是靠我们大家,让我们共同努力,最高境界是无事故,天下无灾,这是我们共同努力的目标。

谢谢大家!

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,请勿转载)

本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202010/22I70223104C601.shtml

文章标签: 电动汽车 电池

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