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比亚迪刀片电池的底部碰撞起火事故分析

     2022-07-19 次浏览

比亚迪的刀片电池今年有点多事之秋的感觉,前段时间一直在烧车,具体不知是什么原因;它的整包集成确实还是有些问题,但基于磷酸铁锂电芯的设计来看,让这些问题没那么突出。这里分析的是它在去年的一起火烧事故,是由于电池包底部碰撞受损、同时进水而引发的起火,与电芯本身无关(非自燃)。

一、事故描述:

该车为一辆出租车,2021年10月7-8日因连续暴雨,该车有两次涉水行驶,涉水行驶后引起车辆故障报警;随后在9日到4S店维修,在卸车的过程中发生起火。

比亚迪刀片电池的底部碰撞起火事故分析


事发时,最先在车辆的底部出现烟雾,靠近后轮部位,约2秒后,在车辆右前轮位置首次出现火光,持续约80秒后,车子右后轮位置出现喷射状燃烧。由于扑救及时火势被控制下来。

二、事故分析:

综合分析来看,这次事故的原因是比较容易判断的,一是整个车辆,电池包没有被完全烧毁,肉眼能够很直观地观察到火烧的痕迹,相当于现场保存完好;

比亚迪刀片电池的底部碰撞起火事故分析


二是有后台大数据做支持,能够将事发整个过程串起来。我们先重点看下物理层面的分析。

最先发现的是电池包的底护板(材质为复合材料,非金属)有一个明显的孔洞,孔洞的直径约15mm,距离电池包的后部端面约230mm,距离右侧边约200mm。洞口附近有轻微烧着碳化的痕迹,基本可以判定是后面电池包热失控火焰造成,而整个孔洞的形成应该是来自路面对电池包的撞击或穿刺形成。

比亚迪刀片电池的底部碰撞起火事故分析


从事故中火烧的明火来看,这里应该是第二次火焰喷发出来的地方,所以对底护板周边有烧灼的痕迹。打开电池包可以发现,前端部位,也就是PDU所在一端,它的总正铝排已经烧断,说明这个地方首先绝缘被破坏,之后发生外短路,大电流造成了该处的熔断。它的铝制箱体底盘在主正与电芯连接的附近区域有两个烧穿的孔,推测是这该处有拉弧的现象,直接将底盘烧/击穿,而后热失控的火苗从该处喷出,这就是事故中车辆前端前面的喷火现象。

比亚迪刀片电池的底部碰撞起火事故分析


比亚迪刀片电池的底部碰撞起火事故分析


从外在表象来看,车辆前端的先起火,但至于内部是否是该处电芯先热失控,还没法断定。为什么这里会发生短路和拉弧呢?因为在车子碰撞后,随后车子发生故障报警,被运送到4S店。在4S店卸车的时候,车辆有一个向前倾斜的下车过程,致使电池包内的积水汇集到电池包的前端,受雨水的浸泡,绝缘被破坏,总正铝输出极对地(下箱体)形成短路。从而导致铝排熔断,(高压)拉弧,连同附近的采集线也被烧断。

比亚迪刀片电池的底部碰撞起火事故分析


另外,电池包的上盖也被烧穿了,这里与下箱体的前端的烧穿对应,说明也是在热失控那一瞬间火焰造成的。

比亚迪刀片电池的底部碰撞起火事故分析


比亚迪目前的刀片CTP,由于电芯直接与下箱体连接,而它的底护板也没有采用强度更好的金属,所以对于底部碰撞的防护是偏弱的。现在比亚迪支持把这个复合材料的底护板换成金属的。

三、事前预报警分析

通过后台大数据可以发现,这个车辆在8号,9号已经连续报警了:

10 月8日监测数据信息如下:

17:48-19:33,车辆持续启动状态,剩余电量为71%~77%,SOC中高水平;

19:33:41,车辆D 挡行驶,车速为13.7 km/h,剩余电量为71%,绝缘阻值由5 310 kΩ 降到2 462 kΩ;

19:35:41,车辆P 挡,绝缘阻值下降至261 kΩ;

19:40:43,车辆R 挡,绝缘阻值84 kΩ,随后D 挡继续行驶;

19:43:41,绝缘阻值13 kΩ,触发绝缘报警

19:43:46,绝缘阻值456 kΩ,绝缘报警恢复正常,车辆D 挡行驶,此后车辆频繁触发严重漏电,车速降为0 km,绝缘回升后继续行驶;

23:21:39,电池温度探针采样由23 ℃突变为8 ℃,随后采样在3~27 ℃持续跳动;

23:29:48,电池温度探针出现-5,-3,126 ℃(电池温度采样回路已受到损伤),触发温度差异报警,30 s 后,采样持续发送25 ℃

10 月9日监测数据信息如下:

1:29:29,电池温度探针采样66 ℃ , 触发电池高温报警

2:14:30,车辆熄火, soc 为29%;

9:54:41,车辆启动,P 挡,剩余电量跳0,电池采样异常,最高电压4.049 V,最低电压2.441V,最高温度73 ℃,最低温度28 ℃,绝缘阻值0~6 838 kΩ 跳动

12:27:15,单体电压持续下降,探针温度66~106 ℃,此后无数据回传。

这个数据已经很明显了,车子的安全状态在持续的恶化,即使考虑到误报警的可能性存在,比亚迪也应该能识别到这个车辆的安全风险在急剧增大,理论上是可以更早地向司机发出警告,向运营公司和售后发出警告并安排人员去排查。

此外,绝缘报警、高温报警、温升过快这些都是三级报警,国家的新能源汽车大数据监控平台也会不断发出报警给到企业和地方平台,从这个车辆的情况来看,目前的闭环处理速度还有很大提升空间。


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