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      比亞迪刀片電池的底部碰撞起火事故分析

       知化汽車 2022-07-19 發(fā)布于浙江
      比亞迪的刀片電池今年有點多事之秋的感覺,前段時間一直在燒車,具體不知是什么原因;它的整包集成確實還是有些問題,但基于磷酸鐵鋰電芯的設(shè)計來看,讓這些問題沒那么突出。這里分析的是它在去年的一起火燒事故,是由于電池包底部碰撞受損、同時進水而引發(fā)的起火,與電芯本身無關(guān)(非自燃)。

      一、事故描述:

      該車為一輛出租車,2021年10月7-8日因連續(xù)暴雨,該車有兩次涉水行駛,涉水行駛后引起車輛故障報警;隨后在9日到4S店維修,在卸車的過程中發(fā)生起火。

      事發(fā)時,最先在車輛的底部出現(xiàn)煙霧,靠近后輪部位,約2秒后,在車輛右前輪位置首次出現(xiàn)火光,持續(xù)約80秒后,車子右后輪位置出現(xiàn)噴射狀燃燒。由于撲救及時火勢被控制下來。

      二、事故分析:

      綜合分析來看,這次事故的原因是比較容易判斷的,一是整個車輛,電池包沒有被完全燒毀,肉眼能夠很直觀地觀察到火燒的痕跡,相當(dāng)于現(xiàn)場保存完好;

      二是有后臺大數(shù)據(jù)做支持,能夠?qū)⑹掳l(fā)整個過程串起來。我們先重點看下物理層面的分析。

      最先發(fā)現(xiàn)的是電池包的底護板(材質(zhì)為復(fù)合材料,非金屬)有一個明顯的孔洞,孔洞的直徑約15mm,距離電池包的后部端面約230mm,距離右側(cè)邊約200mm。洞口附近有輕微燒著碳化的痕跡,基本可以判定是后面電池包熱失控火焰造成,而整個孔洞的形成應(yīng)該是來自路面對電池包的撞擊或穿刺形成。

      從事故中火燒的明火來看,這里應(yīng)該是第二次火焰噴發(fā)出來的地方,所以對底護板周邊有燒灼的痕跡。打開電池包可以發(fā)現(xiàn),前端部位,也就是PDU所在一端,它的總正鋁排已經(jīng)燒斷,說明這個地方首先絕緣被破壞,之后發(fā)生外短路,大電流造成了該處的熔斷。它的鋁制箱體底盤在主正與電芯連接的附近區(qū)域有兩個燒穿的孔,推測是這該處有拉弧的現(xiàn)象,直接將底盤燒/擊穿,而后熱失控的火苗從該處噴出,這就是事故中車輛前端前面的噴火現(xiàn)象。

      從外在表象來看,車輛前端的先起火,但至于內(nèi)部是否是該處電芯先熱失控,還沒法斷定。為什么這里會發(fā)生的短路和拉弧呢?因為在車子碰撞后,隨后車子發(fā)生故障報警,被運送到4S店。在4S店卸車的時候,車輛有一個向前傾斜的下車過程,致使電池包內(nèi)的積水匯集到電池包的前端,受雨水的浸泡,絕緣被破壞,總正鋁輸出極對地(下箱體)形成短路。從而導(dǎo)致鋁排熔斷,(高壓)拉弧,連同附近的采集線也被燒斷。

      另外,電池包的上蓋也被燒穿了,這里與下箱體的前端的燒穿對應(yīng),說明也是在熱失控那一瞬間火焰造成的。

      比亞迪目前的刀片CTP,由于電芯直接與下箱體連接,而它的底護板也沒有采用強度更好的金屬,所以對于底部碰撞的防護是偏弱的?,F(xiàn)在比亞迪支持把這個復(fù)合材料的底護板換成金屬的。

      三、事前預(yù)報警分析

      通過后臺大數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),這個車輛在8號,9號已經(jīng)連續(xù)報警了:
      10 月8 日監(jiān)測數(shù)據(jù)信息如下:
      17:48-19:33,車輛持續(xù)啟動狀態(tài),剩余電量為71%~77%,SOC中高水平;
      19:33:41,車輛D 擋行駛,車速為13.7 km/h,剩余電量為71%,絕緣阻值由5 310 kΩ 降到2 462 kΩ;
      19:35:41,車輛P 擋,絕緣阻值下降至261 kΩ;
      19:40:43,車輛R 擋,絕緣阻值84 kΩ,隨后D 擋繼續(xù)行駛;
      19:43:41,絕緣阻值13 kΩ,觸發(fā)絕緣報警;
      19:43:46,絕緣阻值456 kΩ,絕緣報警恢復(fù)正常,車輛D 擋行駛,此后車輛頻繁觸發(fā)嚴重漏電,車速降為0 km,絕緣回升后繼續(xù)行駛;
      23:21:39,電池溫度探針采樣由23 ℃突變為8 ℃,隨后采樣在3~27 ℃持續(xù)跳動;
      23:29:48,電池溫度探針出現(xiàn)-5,-3,126 ℃(電池溫度采樣回路已受到損傷),觸發(fā)溫度差異報警,30 s 后,采樣持續(xù)發(fā)送25 ℃

      10 月9 日監(jiān)測數(shù)據(jù)信息如下:
      1:29:29,電池溫度探針采樣66 ℃ , 觸發(fā)電池高溫報警
      2:14:30,車輛熄火, soc 為29%;
      9:54:41,車輛啟動,P 擋,剩余電量跳0,電池采樣異常,最高電壓4.049 V,最低電壓2.441V,最高溫度73 ℃,最低溫度28 ℃,絕緣阻值0~6 838 kΩ 跳動;
      12:27:15,單體電壓持續(xù)下降,探針溫度66~106 ℃,此后無數(shù)據(jù)回傳。

      這個數(shù)據(jù)已經(jīng)很明顯了,車子的安全狀態(tài)在持續(xù)的惡化,即使考慮到誤報警的可能性存在,比亞迪也應(yīng)該能識別到這個車輛的安全風(fēng)險在急劇增大,理論上是可以更早地向司機發(fā)出警告,向運營公司和售后發(fā)出警告并安排人員去排查。

      此外,絕緣報警、高溫報警、溫升過快這些都是三級報警,國家的新能源汽車大數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺也會不斷發(fā)出報警給到企業(yè)和地方平臺,從這個車輛的情況來看,目前的閉環(huán)處理速度還有很大提升空間。



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