安全工程-鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)論文

本科論文摘要隨著我國(guó)不斷推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展，鋰離子電池在行業(yè)的應(yīng)用大幅提高。雖然如今的鋰離子電動(dòng)汽車的工藝水平以穩(wěn)步提高，但是相關(guān)的火災(zāi)事故不斷發(fā)生。我們不能否定鋰離子電動(dòng)汽車的普及給我們帶來(lái)的益處，但可以將其的事故概率盡可能的降低，減少事故給我們帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。鋰離子動(dòng)力汽車最為典型的是火災(zāi)事故，因?yàn)殇囯姵仄囅啾葌鹘y(tǒng)燃油汽車有其特殊的特性，火災(zāi)蔓延快、控制措施少等特點(diǎn)使得我們不得不更加重視電動(dòng)汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性。本文通過(guò)查閱資料，了解鋰離子電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)及工作原理等相關(guān)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際情況客觀分析導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)的各種因素包括但不限于高壓線路、電池組。根據(jù)相應(yīng)原則合理劃分各項(xiàng)指標(biāo)，包括人和各種硬件以及軟件，利用層次分析法和專家賦值法確定各指標(biāo)的權(quán)重值，體現(xiàn)出最應(yīng)該受到重視的關(guān)鍵指標(biāo)，加強(qiáng)重視程度。再對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車進(jìn)行實(shí)際調(diào)查，進(jìn)一步研究其火災(zāi)危險(xiǎn)性。對(duì)鋰電池進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以證實(shí)電池組故障在火災(zāi)危險(xiǎn)性中占重要地位。根據(jù)對(duì)電動(dòng)汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析，提出電池組、設(shè)計(jì)生產(chǎn)和消防多個(gè)方面相應(yīng)的防范措施，可以最大程度的降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí)，有利于促進(jìn)鋰離子動(dòng)力汽車及其相行業(yè)的發(fā)展。 關(guān)鍵詞：鋰離子動(dòng)力汽車；火災(zāi)危險(xiǎn)性；危險(xiǎn)源辨識(shí)；安全評(píng)價(jià)；防范對(duì)策Abstract WithChina'scontinuouspromotionofthedevelopmentofelectricvehicles,lithium-ionbatteriesintheindustryhasgreatlyimprovedtheapplication.Althoughtoday'slithium-ionelectricvehicleshavesteadilyimprovedtheirprocesses,relatedfireaccidentscontinuetooccur.Wecannotdenythebenefitsofthepopularityoflithium-ionelectricvehicles,butwecanreducetheprobabilityofaccidentsasmuchaspossible,reducingtheeconomicandpropertydamagecausedbyaccidents.Lithium-ionpoweredgycarsarethemosttypicalfireaccidents,becauselithiumbatterycarshavetheirspecialcharacteristicscomparedtoconventionalfuelcars,therapidspreadoffire,lesscontrolmeasuresandsoon,wehavetopaymoreattentiontothefiredangerofelectricvehicles. Thispaperconsultsthedatatounderstandthestructureandworkingprincipleoflithium-ionelectricvehiclesandotherrelatedknowledge,combinedwiththeactualsituationofobjectiveanalysisofthevariousfactorsleadingtothefire,includingbutnotlimitedtohigh-voltagelines,batterypacks.Accordingtothecorrespondingprinciples,thecorrespondingprinciplesoftherationaldivisionofindicators,includingpeopleandvarioushardwareandsoftware,theuseofhierarchicalanalysisandexpertassignmentmethodtodeterminetheweightvalueoftheindicators,reflectingthemostworthyofattentiontothekeyindicators,strengthenthedegreeofattention.Theactualinvestigationoflithium-ionpoweredvehiclesiscarriedouttofurtherstudyitsfirerisk.Experimentsonlithiumbatteriescanconfirmthatbatterypackfailureplaysanimportantroleinfirerisk.Accordingtothefireriskanalysisofelectricvehicles,thecorrespondingpreventivemeasuresofbatterypack,designproductionandfireprotectioncanminimizethefireriskandensurethesafetyofpeople'slivesandproperty,andpromotethedevelopmentoflithium-ionpoweredi-powervehicleandanditsphaseindustry. Keywords:Lithium-ionpoweredcars;Firehazard;Hazardidentification;Safetyevaluation;Precautions

目錄TOC\o"1-3"\u第一章緒論 11.1研究背景 11.1.1新能源汽車補(bǔ)貼政策 11.1.2新能源汽車的市場(chǎng)信息 11.1.3鋰離子動(dòng)力汽車的組成 21.1.4鋰離子動(dòng)力汽車危險(xiǎn)性分析 21.1.5鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì) 21.1.6鋰離子電池概述 41.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 41.3研究的意義 51.4本文主要研究?jī)?nèi)容 5第二章鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)發(fā)生因素分析 72.1鋰離子動(dòng)力汽車簡(jiǎn)介 72.2動(dòng)力電池組 72.2.1鋰電池的組成和工作原理 72.2.2鋰離子電池著火的危險(xiǎn) 82.3鋰離子動(dòng)力汽車控制器 112.3.1鋰離子動(dòng)力汽車控制器介紹 112.3.2鋰離子動(dòng)力汽車整車控制器火災(zāi)分析 112.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 122.4.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介 122.4.2鋰離子動(dòng)力汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)火災(zāi)分析 122.5電源轉(zhuǎn)換器 132.5.1電源轉(zhuǎn)換器介紹 132.5.2功率轉(zhuǎn)換器火災(zāi)分析 132.6高壓線路 142.6.1鋰離子動(dòng)力汽車高壓線路介紹 142.6.2高壓電系統(tǒng)火災(zāi)分析 142.7電池管理系統(tǒng)（BMS） 152.7.1電池管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介 152.7.2電池管理系統(tǒng)火災(zāi)分析 152.8人的不安全因素 162.9充電設(shè)施因素 16第三章鋰電池動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn) 173.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皸l件 173.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程 173.2.1導(dǎo)線短路實(shí)驗(yàn) 183.2.2電池浸水短路實(shí)驗(yàn) 213.3實(shí)驗(yàn)總結(jié) 23第四章鋰離子動(dòng)力汽車現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析 244.1現(xiàn)場(chǎng)分析條件及目的 244.2現(xiàn)場(chǎng)分析 244.2.1前引擎部位 244.2.2鋰電池組部位 254.2.3其他部位 264.3采用調(diào)查表法 264.3.1采用調(diào)查表法的意義 264.3.2調(diào)查表 274.3.3調(diào)查結(jié)果分析 27第五章鋰離子動(dòng)力汽車危險(xiǎn)性評(píng)價(jià) 295.1評(píng)估方法綜述 295.2鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建 295.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的原則和指標(biāo)選取 295.2.2評(píng)估指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu) 305.3主觀權(quán)重的確定 325.4各指標(biāo)主觀權(quán)重的確定 335.5小結(jié) 38第六章鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)防治對(duì)策 406.1鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)防治簡(jiǎn)介 406.2動(dòng)力電池 406.2.1.動(dòng)力電池的火災(zāi)特點(diǎn) 406.2.2提高鋰離子動(dòng)力電池安全的措施 416.3汽車設(shè)計(jì)生產(chǎn)方面 416.3.1鋰離子動(dòng)力汽車電氣保護(hù) 416.3.2發(fā)展主動(dòng)保護(hù)技術(shù)運(yùn)用 426.3.3防止間接起火 426.4消防建議 426.4.1鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)現(xiàn)狀 426.4.2完善鋰離子動(dòng)力汽車標(biāo)準(zhǔn)體系 436.4.3加強(qiáng)鋰離子動(dòng)力汽車消防方面理論研究 436.5加快充電設(shè)施的建設(shè) 43第七章結(jié)論 44第一章緒論1.1研究背景自2010年以來(lái)，新能源汽車在中國(guó)已呈現(xiàn)出驚人的發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)政府高度重視新能源鋰離子動(dòng)力汽車的發(fā)展。2016年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了32項(xiàng)文件，將新能源鋰離子汽車正式劃分為七個(gè)戰(zhàn)略性新產(chǎn)業(yè)。2018年，科學(xué)技術(shù)部，工信部，財(cái)政部以及國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合出臺(tái)了以純鋰離子汽車，插電式混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車技術(shù)開(kāi)發(fā)為重點(diǎn)的新能源開(kāi)發(fā)方案[1]。汽車研發(fā)和大型商業(yè)試驗(yàn)項(xiàng)目促進(jìn)了鋰離子動(dòng)力汽車的工業(yè)應(yīng)用。在國(guó)家政策以及相應(yīng)工業(yè)水平的支持下，它使新能源鋰離子動(dòng)力汽車的發(fā)展邁上了一個(gè)新臺(tái)階。1.1.1新能源汽車補(bǔ)貼政策新能源鋰離子動(dòng)力汽車已逐步形成較大規(guī)模產(chǎn)量。通過(guò)補(bǔ)貼政策和其他手段，在城市中使用新能源的鋰離子動(dòng)力公交車正在得到推廣，特別是在空氣污染嚴(yán)重的地區(qū)，如今，除了特殊的公交路線外，各大城市的公交車基本上已經(jīng)被新能源汽車所取代。國(guó)家還協(xié)助個(gè)人或企業(yè)購(gòu)買新能源汽車。2013年，國(guó)家明確了新能源汽車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，購(gòu)買純鋰離子動(dòng)力乘用車的消費(fèi)者通過(guò)汽車補(bǔ)貼能節(jié)省最高12萬(wàn)元的支出，新能源客車價(jià)位從30萬(wàn)至50萬(wàn)元不等。在2019年國(guó)家下發(fā)的新能源汽車補(bǔ)貼政策中，明確了車輛的續(xù)航里程與電池密度，以及能耗等因素都對(duì)具體補(bǔ)貼金額起決定性作用。這種政策更能促進(jìn)企業(yè)更好的發(fā)展新能源技術(shù)，顯示出政府將傳統(tǒng)的補(bǔ)貼行為轉(zhuǎn)變到由企業(yè)和市場(chǎng)推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展。同時(shí)，全國(guó)在2020年實(shí)行新能源汽車免征購(gòu)置稅政策。個(gè)別地區(qū)實(shí)行對(duì)充電樁建設(shè)的補(bǔ)貼，通過(guò)增加充電樁的分布數(shù)量，還包括出行不限號(hào)措施、個(gè)人設(shè)置充電樁免安裝費(fèi)、部分停車場(chǎng)對(duì)新能源汽車半價(jià)優(yōu)惠或免費(fèi)等政策推動(dòng)我國(guó)新能源汽車企業(yè)更快發(fā)展，也加快群眾購(gòu)買新能源汽車的速度[2]。1.1.2新能源汽車的市場(chǎng)信息到目前為止，新能源汽車的生產(chǎn)和銷售分別為639,000和609,000，分別比上年增長(zhǎng)49.7％和51.4％。教練（基本上是純鋰離子公共汽車和通勤者）有大約100,000人。乘用車用電量為137億瓦時(shí)，占37.72％，專用車用電量為85.1億瓦時(shí)，占22.95％。鋰離子電池的支撐能力為3690億瓦時(shí)，占支撐能力的99.56％。鋰離子動(dòng)力電池已被廣泛使用。中國(guó)是世界上第一輛以純鋰離子動(dòng)力的公交汽車是深圳公交車，它遵循新能源領(lǐng)域的獨(dú)特技術(shù)路線，為公共交通車輛提供動(dòng)力，并實(shí)現(xiàn)了純鋰離子動(dòng)力的所有成就。中國(guó)插電式混合動(dòng)力汽車的開(kāi)發(fā)已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，并取得了顯著的技術(shù)成果。1.1.3鋰離子動(dòng)力汽車的組成純鋰離子動(dòng)力汽車由三部分主體組成：一是電源系統(tǒng)。二是電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。三是輔助系統(tǒng)[3]。1.1.4鋰離子動(dòng)力汽車危險(xiǎn)性分析鋰離子動(dòng)力汽車相比普通型汽車來(lái)說(shuō)，首先在政策上有優(yōu)惠價(jià)和不限行，以及成本方面，每公里電費(fèi)3毛左右，鋰離子動(dòng)力車加速和靜音方面體驗(yàn)良好，還對(duì)環(huán)境的污染較小等優(yōu)點(diǎn)。隨著全球鋰離子動(dòng)力汽車的快速發(fā)展，車企越來(lái)越注重鋰離子動(dòng)力汽車帶來(lái)的效益，加大力度推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，增加更多的續(xù)航里程，使用很多的電池單元。人民群眾也逐漸對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車持積極樂(lè)觀態(tài)度，在購(gòu)買時(shí)，考慮鋰離子動(dòng)力汽車的車型等，維修行業(yè)也拓展鋰離子動(dòng)力汽車的維修業(yè)務(wù)。但是在鋰離子動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速的同時(shí)，帶來(lái)很多的隱患。例如，盲目的追求技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)推廣，忽略安全性，可能對(duì)易損件，易損部位未加強(qiáng)，容易使人忽略其重要性。另外，消費(fèi)者檢修不及時(shí)規(guī)范；對(duì)隱蔽部位、易損部件檢查不仔細(xì)；忽略汽車自檢報(bào)警；未按時(shí)保養(yǎng)檢查；未按說(shuō)明書和其他要求對(duì)電池、線路保養(yǎng)檢查或違反鋰離子動(dòng)力電池使用條件和注意事項(xiàng)等的行為，使其鋰離子動(dòng)力汽車存在隱患。在行駛中，長(zhǎng)時(shí)間的接觸不良造成發(fā)熱，會(huì)引燃周圍可燃物，發(fā)生火災(zāi)。其外部原因包括但不限于處于高溫環(huán)境下的熱沖擊、由于操作不當(dāng)或其他原因造成的碰撞、因意外情況導(dǎo)致車輛浸水以及電池過(guò)充等都會(huì)產(chǎn)生火災(zāi)甚至爆炸事故。1.1.5鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)2018年1月，由于鋰離子電池過(guò)熱，儲(chǔ)存在烏魯木齊市公共交通公司車庫(kù)中的某品牌純鋰離子動(dòng)力公共汽車被移除。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，（去年12月23日天氣寒冷）這輛汽車被存放在一個(gè)有殘疾人的倉(cāng)庫(kù)中，停放大約有15天后著火。2018年，由于磷酸鐵鋰電池過(guò)熱故障，上海純鋰離子動(dòng)力客車自然點(diǎn)火。同年4月，杭州的一輛鋰離子出租車在行駛過(guò)程中，由于電池過(guò)熱而發(fā)生事故。近年以來(lái)隨著鋰離子動(dòng)力汽車的增多，事故的累計(jì)數(shù)量也增長(zhǎng)。2020年1月，據(jù)中國(guó)工程院士孫逢春介紹，目前萬(wàn)輛新能源汽車的年事故率約為0.9-12/10000。2015年3月，福建省陸地方舟牌的鋰離子動(dòng)力客車在行駛中自燃。2016年4月，珠海市銀龍牌新能源客車因電池短路自燃。2017年3月，位于上海的特斯拉牌某型號(hào)乘用車因充點(diǎn)電壓不穩(wěn)導(dǎo)致冒煙。2018年8月，安凱客車企業(yè)下的某乘用車因電氣元件短路引發(fā)火災(zāi)。2019年2月，美國(guó)特斯拉牌鋰離子動(dòng)力汽車行駛時(shí)碰撞導(dǎo)致起火。同年8月，浙江杭州富陽(yáng)區(qū)一輛新能源汽車起火燃燒。這也僅僅是事故數(shù)量的冰山一角，列出近年來(lái)較為典型的事故案例，如表1-1?？梢詫④囕v火災(zāi)時(shí)的狀態(tài)分為三類：一是行駛中起火，二是充電中起火，三是停置中起火。另外，根據(jù)2015-2019年新能源汽車事故統(tǒng)計(jì)其中充電狀態(tài)占75%、行駛狀態(tài)占13%、靜止?fàn)顟B(tài)占12%（如圖1-1）[4]。表1-12015-2019年新能源汽車事故統(tǒng)計(jì)日期地點(diǎn)車型車輛類型事故原因2015.1深圳五洲龍客車行駛中自燃2015.4深圳五洲龍客車過(guò)充短路2016.2北京宇通客車充電中自燃2016.5珠海銀隆客車電池短路2016.6上海比亞迪乘用車因車主私自改裝2016.6北京江淮乘用車原因不明2016.7南京蘇州金龍客車浸水起火2016.9惠州宇通客車追尾起火2019.9湘潭眾泰乘用車電池信號(hào)線短路起火2016.11天津NA客車行駛中自燃2017.2廣州特斯拉乘用車碰撞后起火2017.5北京安凱客車飛絮引發(fā)火災(zāi)2017.6北京江淮乘用車停放時(shí)自燃2017.8珠海銀隆客車臺(tái)風(fēng)大雨天氣2017.11石家莊江淮乘用車充電中自燃2018.5湖北眾泰乘用車停放中自燃2018.5深圳未知物流車充電中自燃2018.7深圳陸地方舟物流車動(dòng)力電池故障2018.8銅陵安凱客車客車電器元件短路起火圖1-1火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)的車輛狀態(tài)在鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)事故中，基本都是鋰電池受碰撞、進(jìn)水以及線路短路等原因引起，所以在新能源鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)事故危險(xiǎn)性分析中，重點(diǎn)是圍繞鋰電池以及線路問(wèn)題進(jìn)行分析。1.1.6鋰離子電池概述鋰離子電池是一種高性能可充電電池，它使鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)以完成充電和放電。隨著鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)的飛速發(fā)展，使得鋰離子動(dòng)力汽車和混合動(dòng)力汽車都以鋰離子電池作為重要?jiǎng)恿υ?。?dāng)前的鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)每年增長(zhǎng)20%。鋰離子電池一般常見(jiàn)以下幾類：一個(gè)是磷酸鐵鋰子電池，一個(gè)是三元鋰子電池，有鈷酸鋰電池和錳酸鋰電池等。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，國(guó)內(nèi)很多知名的鋰離子動(dòng)力汽車制造商和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車消防安全的研究基本將重點(diǎn)放在動(dòng)力電池組、車內(nèi)高壓輸電線路以及碰撞等這些汽車制造相關(guān)技術(shù)層面。同時(shí)為了應(yīng)對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的發(fā)生，消防部門也采取相關(guān)措施。美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室采用數(shù)值仿真方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)等手段測(cè)量的鋰離子動(dòng)力電池模塊內(nèi)部實(shí)際溫度數(shù)據(jù)推出了溫度場(chǎng)分布情況，并配合單位電池?zé)崃W(xué)模型及其所建立的動(dòng)力電池模塊與熱電耦合模型，對(duì)動(dòng)力電池整體模塊的生熱量進(jìn)行了預(yù)測(cè)計(jì)算，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，其研究結(jié)果對(duì)于評(píng)價(jià)并優(yōu)化鋰離子動(dòng)力汽車電池能量管理系統(tǒng)中的熱管理模塊具有一定的指導(dǎo)意義。國(guó)內(nèi)針對(duì)鋰離子電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的試驗(yàn)研究受成本和技術(shù)限制起步較晚，試驗(yàn)驗(yàn)證的方法使用較少，主要還是以采用軟件建模仿真分析研究方法為主。清華大學(xué)研究人員給予國(guó)內(nèi)外相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立了不同類型鋰離子電池?zé)嵝?yīng)模型，并進(jìn)行了不同倍率放電條件下電池模塊溫度場(chǎng)分布模擬計(jì)算，為研究電池升溫效應(yīng)和散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)提供了參考。各國(guó)對(duì)車內(nèi)高壓線路方面的研究基本是和碰撞安全聯(lián)系在一起，很多專家，企業(yè)和相關(guān)部門對(duì)這些都進(jìn)行了較為深入的研究。例如三菱公司已經(jīng)研發(fā)出了在電腦識(shí)別到車輛發(fā)生較大碰撞后迅速切斷動(dòng)力電池模塊電路的系統(tǒng)，即使線路發(fā)生短路故障，也不會(huì)直接造成火災(zāi)等的二次事故。另外還將車輛內(nèi)部電池組處配備了整套的緩沖保護(hù)等硬件設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)中都得到了良好的肯定。我國(guó)對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車高壓輸電線路的碰撞安全性也十分重視。國(guó)家863計(jì)劃在鋰離子動(dòng)力汽車重大專項(xiàng)中就專門設(shè)置了“高壓電安全控制與動(dòng)力系統(tǒng)故障診斷”這一課題。承擔(dān)該課題的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)相關(guān)研究人員研發(fā)的電池安全管理系統(tǒng)中就繼承了接地故障檢測(cè)、絕緣檢測(cè)、高壓線路通斷控制、預(yù)充電控制及撞擊后自動(dòng)迅速斷開(kāi)控制等多種功能，這對(duì)于提高鋰電池動(dòng)力汽車高壓線路的安全性有重要作用，也提高整車的安全水平，降低火災(zāi)事故的發(fā)生[5]。1.3研究的意義目前，就全球鋰離子動(dòng)力汽車在市場(chǎng)的占有率來(lái)看，鋰離子動(dòng)力汽車的安全性更關(guān)系到群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。在鋰離子動(dòng)力汽車事故中，火災(zāi)事故在所有事故中占大幅比例，所以，降低火災(zāi)事故更能有效的降低鋰離子動(dòng)力汽車的總事故率。另外，發(fā)生火災(zāi)事故后，因?yàn)殇囯x子電池的特殊性，車輛較少會(huì)隨車攜帶滅火器，并且滅火器可能不適用電氣火災(zāi)，車輛火勢(shì)迅速，若有車內(nèi)有人則逃生時(shí)間更短，所以在發(fā)生火災(zāi)事故以后，車輛基本只能報(bào)廢，而且還會(huì)引燃周圍車輛或其他可燃物，導(dǎo)致人員傷亡造成更大的財(cái)產(chǎn)損失。而減少鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)發(fā)生的可能性，可以大幅度降低人民生命財(cái)產(chǎn)損失。就目前看來(lái)，國(guó)內(nèi)和國(guó)外對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的研究較少，所以，本文的意義在于通過(guò)分析鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性，來(lái)降低鋰離子動(dòng)力汽車的火災(zāi)事故率并推動(dòng)鋰離子動(dòng)力汽車技術(shù)改進(jìn)，促進(jìn)相關(guān)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有積極作用。1.4本文主要研究?jī)?nèi)容本文研究影響鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的因素，并研究相應(yīng)的防范措施。因鋰離子動(dòng)力汽車相比于傳統(tǒng)燃油汽車有結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)形式上的差異，鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)有其獨(dú)特性，和傳統(tǒng)燃油汽車火災(zāi)相比，從救援，預(yù)防等角度更有難度。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下：（1）通過(guò)查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，分析目前鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的研究狀況，分析鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的特點(diǎn)，研究意義，提出本文研究路線及重點(diǎn)。（2）結(jié)合列舉的鋰離子動(dòng)力汽車的火災(zāi)事故，針對(duì)可能導(dǎo)致鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)事故的各種危險(xiǎn)因素，包括汽車軟件和硬件包括：動(dòng)力電池組、控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)化器、高壓線路、電池管理系統(tǒng)BMS和充電樁和設(shè)備以及人的不安全因素進(jìn)行分析，研究火災(zāi)發(fā)生原因。（3）利用現(xiàn)有的條件，進(jìn)行對(duì)鋰離子動(dòng)力電池的短路實(shí)驗(yàn)。通過(guò)記錄數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，分析結(jié)果方法進(jìn)一步了解鋰離子動(dòng)力汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性。（4）根據(jù)現(xiàn)有的條件，對(duì)鋰離子汽車進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析，并且通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的方法分析相關(guān)有害因素。（5）根據(jù)前文中的調(diào)查和分析得到鋰離子車輛易于評(píng)估危險(xiǎn)區(qū)域和危險(xiǎn)工作條件，并且根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)劃分了危險(xiǎn)因素，運(yùn)用層次分析法和專家賦值法計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重。（6）基于分析和評(píng)估的結(jié)果，我們基于最危險(xiǎn)的因素對(duì)鋰離子動(dòng)力車輛的火災(zāi)和消防安全措施進(jìn)行了研究，并提出了相關(guān)的改進(jìn)措施。第二章鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)發(fā)生因素分析進(jìn)入二十一世紀(jì)后，人民的物質(zhì)生活水平提高了，但是交通堵塞、汽車尾氣污染等問(wèn)題表現(xiàn)的更加突出。同時(shí)，由于社會(huì)政府對(duì)保護(hù)環(huán)境的重視，鋰離子動(dòng)力汽車以其零排放、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到青睞。作為綠色交通工具的鋰離子動(dòng)力汽車，將是未來(lái)汽車發(fā)展的主要方向。2.1鋰離子動(dòng)力汽車簡(jiǎn)介隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，鋰離子動(dòng)力汽車的數(shù)量在增加，有三種類型：鋰離子動(dòng)力汽車，燃料電池汽車和混合動(dòng)力汽車。鋰離子動(dòng)力汽車具有環(huán)境污染小，效率高，噪聲低，運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。鋰離子動(dòng)力汽車構(gòu)造與傳統(tǒng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)區(qū)別，全車動(dòng)力部件涉及高壓線路，導(dǎo)致火災(zāi)概率增加。傳統(tǒng)車輛中燃油系統(tǒng)損壞等引發(fā)的火災(zāi)在鋰離子動(dòng)力汽車就不會(huì)發(fā)生，而鋰離子動(dòng)力汽車中的電池組具有一定的火災(zāi)危險(xiǎn)性，因此研究鋰離子動(dòng)力汽車的火災(zāi)原因，對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的防治具有重要作用。隨著全球鋰離子動(dòng)力汽車保有量的持續(xù)增加，鋰離子動(dòng)力汽車的火災(zāi)事故也頻繁發(fā)生。大量事故案例分析可見(jiàn)，因動(dòng)力電池組的故障引發(fā)火災(zāi)的案例占了鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的80%，故對(duì)動(dòng)力電池組以及直接影響電池組安全性的研究是鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)防治的關(guān)鍵。2.2動(dòng)力電池組鋰離子電池組是鋰離子動(dòng)力汽車的重要組成部分，并提供電能來(lái)驅(qū)動(dòng)鋰離子動(dòng)力機(jī)器。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能以驅(qū)動(dòng)汽車。目前鋰離子電池的技術(shù)較為成熟，廣泛用于動(dòng)力汽車電池組的組成。2.2.1鋰電池的組成和工作原理（1）鋰電池的組成鋰離子電池結(jié)構(gòu)如圖2-1所示[6]，主要由正極、負(fù)極、隔膜、電解液組成?！閯?dòng)力汽車提供電能的鋰離子電池組是將單個(gè)鋰電池按照一定的串并聯(lián)順序?qū)⒍鄠€(gè)單體電池組成電池包或電池模塊，每個(gè)電池模塊內(nèi)的電池?cái)?shù)量決定了電池模板的容量，各類型的電池模塊中的電池?cái)?shù)量有較大的差異。鋰電池正極材料負(fù)極材料電解液鋰電池正極材料負(fù)極材料電解液隔膜其他外殼及其他六氟磷酸鋰其他鋰鹽溶劑非碳材料碳材料錳酸鋰磷酸鐵鋰鎳鈷錳酸鋰鈷酸鋰圖2-1鋰離子電池的組成（2）鋰離子電池的工作原理在鋰電池的充電和放電過(guò)程中，Li離子在正極和負(fù)極之間結(jié)合和分離。在放電過(guò)程中，被正極材料吸收的Li失去電子，變?yōu)長(zhǎng)i離子溶解在電解質(zhì)中，并向陽(yáng)極移動(dòng)。在充電過(guò)程中，正極和Li的電解質(zhì)積聚在負(fù)極上，并且將獲得的電子還原為L(zhǎng)i并吸附在負(fù)極的碳材料上[7]。2.2.2鋰離子電池著火的危險(xiǎn)在以下情況下電池可能會(huì)燃燒或爆炸，發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)更大，包括過(guò)度充電，包括內(nèi)部短路，擠壓，刺穿，跌落和振動(dòng)等。（1）鋰電池的燃燒分析電池內(nèi)部壓力高或瞬時(shí)溫度迅速升高是鋰電池燃燒或爆炸的主要原因。由于單個(gè)鋰電池的小尺寸和良好的密封性，電池充電和放電過(guò)程中的一系列反應(yīng)都在這個(gè)狹窄的空間內(nèi)。陽(yáng)極的熱分解與溶液的氧化和還原等反應(yīng)也在這里進(jìn)行。充電態(tài)正極的熱分解在鋰電池充電時(shí)，可能會(huì)引起正極的活性材料分解反應(yīng)，正極分解放出的熱量會(huì)引起一系列的副反應(yīng)發(fā)生，從而進(jìn)一步快速放熱，如此循環(huán)使電池內(nèi)部快速升溫。②磷酸鐵鋰電池燃燒分析在充放電過(guò)程中，Li離子可以可逆地分離或嵌入電池中，即使Li大量分離，也可以保持出色的穩(wěn)定性。電池的負(fù)極材料是石墨。在中間，有一個(gè)聚合物隔板，該隔板將正極和負(fù)極隔開(kāi)，并防止電池短路，并且電子通常無(wú)法通過(guò)隔板，但離子可以。電解質(zhì)的作用是在陽(yáng)極和陰極之間轉(zhuǎn)移，從而影響電池的功率和安全性。當(dāng)電池在正常溫度和電壓范圍內(nèi)時(shí)，不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)和晶格結(jié)構(gòu)損壞，并且電池內(nèi)部的充放電反應(yīng)是常規(guī)進(jìn)行的。如果電池溫度過(guò)高，則觸發(fā)鋰電池的內(nèi)部反應(yīng)以釋放氣體并產(chǎn)生大量熱量，并且磷酸鐵鋰電池正極材料的晶格結(jié)構(gòu)受損。由于反應(yīng)快速，劇烈且瞬時(shí)，因此會(huì)產(chǎn)生大量熱量，電池溫度升高，由于高溫導(dǎo)致內(nèi)部壓力升高，同時(shí)高溫會(huì)促進(jìn)副反應(yīng)速率，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)并進(jìn)入失控狀態(tài)。如果電池的內(nèi)部壓力和溫度過(guò)高而無(wú)法及時(shí)打開(kāi)安全閥，則電池可能不會(huì)引起危險(xiǎn)事故。如果壓力太高，安全閥打開(kāi)時(shí)，由于加熱而揮發(fā)的易燃?xì)怏w混合物會(huì)與電池盒壁的摩擦而產(chǎn)生熱量，從而容易點(diǎn)燃點(diǎn)火點(diǎn)低的混合蒸汽，從而導(dǎo)致電池燃燒。另外，當(dāng)電池在空氣濕度高的環(huán)境中破裂時(shí)，碳陰極中的鋰會(huì)與水分劇烈反應(yīng)，立即釋放大量熱量，并且電池可能會(huì)燃燒。（2）動(dòng)力電池燃燒的誘因[8]外部環(huán)境激勵(lì)a）電池過(guò)度充電。電池在正常充電過(guò)程中溫度會(huì)緩慢上升，沒(méi)有隨時(shí)間推移去散熱而發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)發(fā)生過(guò)度充電情況后，電池升溫速率提高，并且電解質(zhì)會(huì)發(fā)生氧化分解，導(dǎo)致一系列熱反應(yīng)發(fā)生，熱量會(huì)加重電池內(nèi)部溫度升高，并且在反復(fù)循環(huán)之后，電池容易發(fā)生熱失控。b）短路。發(fā)生短路時(shí)，電池的放電電流會(huì)變得非常大，并且溫度會(huì)迅速升高，從而導(dǎo)致一系列放熱反應(yīng)，火花和爆炸。c）機(jī)械濫用。機(jī)械濫用包括電池收到刺傷，擠壓，掉落，振動(dòng)等傷害，電池極有可能由機(jī)械濫用而發(fā)生短路并立即釋放大量熱量。d）高溫效應(yīng)。當(dāng)電池長(zhǎng)時(shí)間裸露在高溫下時(shí)，SEI膜會(huì)分解，導(dǎo)致電池短路，并且在電池短路后立即釋放出大量的熱量，從而引起另一個(gè)放熱反應(yīng)。e）鋰離子動(dòng)力車輛碰撞時(shí)，導(dǎo)致電池收到壓縮或刺穿，易發(fā)生燃燒和爆炸。當(dāng)鋰離子動(dòng)力車輛著火時(shí)，電池組會(huì)迅速燃燒或著火，并且難以撲滅，從而可能導(dǎo)致嚴(yán)重的生命和財(cái)產(chǎn)損失。②內(nèi)部因素許多測(cè)試結(jié)果證實(shí)，電池的內(nèi)部短路是危險(xiǎn)的。如在正常使用條件下，電池會(huì)燃燒和爆炸?，F(xiàn)場(chǎng)的所有電池都通過(guò)了電壓感應(yīng)過(guò)程，但是由于內(nèi)部電路的存在，短路經(jīng)常在用戶使用時(shí)發(fā)生，這使得很難發(fā)現(xiàn)和避免。內(nèi)部短路的原因有：a）導(dǎo)電粉塵吸附在隔板表面上。這是最大的隱患，可能導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，導(dǎo)致操作不安全，因此，在正常使用過(guò)程中，大多數(shù)不安全操作都會(huì)發(fā)生。如果無(wú)法嚴(yán)格控制電池組裝車間的環(huán)境，則空氣中會(huì)存在大量激光焊接粉塵和極板雕刻粉塵。這種懸浮的灰塵由于靜電會(huì)被吸附在隔板的表面上，并且在卷繞過(guò)程中會(huì)被捕獲在陽(yáng)極和陰極之間?；覊m會(huì)對(duì)電池生產(chǎn)產(chǎn)生兩個(gè)影響。①電池短路。保留電池電壓后，可根據(jù)電池電壓找到并取出電池的該部分，并且該部分不會(huì)流通給用戶，這會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生不利影響，只會(huì)降低產(chǎn)品的產(chǎn)量。②灰塵不能完全滲透到隔膜中，但是有短路的危險(xiǎn)。如果正常使用，則隨時(shí)可能發(fā)生安全事件，這種情況最危險(xiǎn)，原因是電池的厚度與充電狀態(tài)密切相關(guān)，隨著電池的連續(xù)充電，電池的厚度逐漸增加，并且在放電過(guò)程中電池的厚度逐漸減小。b）電池芯的正極板和負(fù)極板未對(duì)齊。在設(shè)計(jì)電池極片時(shí)，陰極片通常比陽(yáng)極片寬。目的是確保電池單元中負(fù)極的相對(duì)邊緣寬度為0.25至0.5mm，以便在電池充電過(guò)程中不會(huì)在負(fù)極邊緣產(chǎn)生鋰。然而，在纏繞過(guò)程中，由于正極邊緣的一部分從負(fù)極突出并且鋰在充電期間可能析出，因此極靴位置未被精確地控制。C）極靴上有毛刺。如果極靴是狹縫，則由于極靴邊緣有毛刺而作為合格產(chǎn)品裝運(yùn)，并且如果它在電池生產(chǎn)過(guò)程中不引起直接內(nèi)部短路，則通常不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。但是，由于在使用電池時(shí)厚度的不斷膨脹和收縮，毛刺可能會(huì)刺穿隔膜并造成內(nèi)部短路，從而導(dǎo)致安全事故。d）鋰在負(fù)極表面的析出。為了避免鋰沉淀在負(fù)極表面上，在設(shè)計(jì)電池時(shí)，負(fù)極片的容量通常比正極片的容量高5％至10％。由于在陰極表面上有一個(gè)空白的涂層點(diǎn)或不均勻的涂層，因此局部陽(yáng)極容量可能高于陰極。e）電解質(zhì)不均勻。電解質(zhì)分布越多，電極表面的使用越多，分布越少，利用率越低。在充電過(guò)程電解質(zhì)過(guò)度參與易導(dǎo)致負(fù)極表面鋰沉淀現(xiàn)象，從而引起電池內(nèi)部短路并造成危險(xiǎn)事故。f）正極材料不純，材料中的其他金屬雜質(zhì)可能引起電池短路。2.3鋰離子動(dòng)力汽車控制器2.3.1鋰離子動(dòng)力汽車控制器介紹鋰離子動(dòng)力車輛控制器包括車輛控制器和電動(dòng)機(jī)控制器。其中，車輛控制器是整個(gè)車輛的關(guān)鍵控制組件。整車控制器是實(shí)現(xiàn)鋰離子動(dòng)力汽車控制功能的關(guān)鍵，有多種功能：采集車輛的運(yùn)行狀態(tài)等信號(hào)，在駕駛員做出反應(yīng)后，發(fā)送相應(yīng)命令至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按駕駛員的意愿做出實(shí)際行為；通過(guò)CAN總線與汽車相關(guān)部件進(jìn)行通訊，通過(guò)采集信息、通訊，使車載儀表顯示車輛的狀態(tài)信息；如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，能記錄并分析這些故障，且如果故障可能損壞汽車時(shí)，能在出現(xiàn)故障時(shí)根據(jù)危險(xiǎn)程度做出反饋，必要情況切斷線路；還包括協(xié)助管理控制電路及輔助設(shè)備功能。2.3.2鋰離子動(dòng)力汽車整車控制器火災(zāi)分析由于消費(fèi)者對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車?yán)m(xù)航里程、動(dòng)力性的高要求以及電池技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在的鋰離子動(dòng)力汽車動(dòng)力電池組的輸出電壓也在不斷提高，目前國(guó)內(nèi)外的鋰離子動(dòng)力乘用車的電池電壓大部分集中在280V-400V之間，而純鋰離子動(dòng)力客車更是達(dá)到了500~600V的高電壓。在如此高電壓、大電流環(huán)境下工作，鋰離子動(dòng)力汽車控制器在工作過(guò)程中可能因發(fā)生以下故障而引起火災(zāi)。（1）總線過(guò)電壓在線路和電氣設(shè)備中產(chǎn)生火花電弧，往往是由于母線電壓高于正常值造成的；電弧溫度高，就有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。（2）母線電壓低動(dòng)力電池也具有可接受的最小電壓值，超過(guò)此極限可能很危險(xiǎn)。如果總線電壓太低，則相應(yīng)的電流會(huì)很大。如果存在大的直通電流，某些大型控制電路的阻抗組件和設(shè)備可能會(huì)引起火災(zāi)并產(chǎn)生大量熱量。（3）過(guò)熱控制器電動(dòng)機(jī)如果長(zhǎng)時(shí)間承受長(zhǎng)負(fù)載，就會(huì)造成絕緣導(dǎo)體和電氣設(shè)備老化，從而導(dǎo)致泄漏電流。同時(shí)，當(dāng)接通大電流時(shí)，功率單元會(huì)發(fā)熱，有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。2.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.4.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為鋰離子動(dòng)力汽車的核心工作系統(tǒng)。電子控制器通過(guò)相應(yīng)的傳感器和電子設(shè)備，從蓄電池、功率變換設(shè)備、鋰離子動(dòng)力機(jī)、變速器和差速器采集電流、電伍、轉(zhuǎn)速、溫度等信號(hào)，通過(guò)電子控制器內(nèi)部控制算法，結(jié)合鋰離子動(dòng)力汽車當(dāng)前狀態(tài)明確駕駛員的駕駛意圖，從而輸出控制信號(hào)給功率變換設(shè)備。功率變換設(shè)備作為能量傳遞的橋梁，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)能量回饋中實(shí)現(xiàn)蓄電池化學(xué)能和電機(jī)動(dòng)能的能量轉(zhuǎn)換[9]。2.4.2鋰離子動(dòng)力汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)火災(zāi)分析電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)機(jī)理分析，有以下幾種火災(zāi)隱患。（1）線路過(guò)壓電動(dòng)系統(tǒng)的過(guò)電壓現(xiàn)象主要集中在直流總線電壓上，這可能會(huì)損壞總線電容器、總線或功率設(shè)備。在過(guò)電壓條件下長(zhǎng)時(shí)間使用可能會(huì)影響電氣設(shè)備，降低電線的絕緣性或?qū)е峦耆珦舸?。?）線路低壓在相同的系統(tǒng)輸出功率條件下，線路電壓太低，線路電流變得太大，超過(guò)設(shè)備的額定電流，從而損壞設(shè)備并產(chǎn)生嚴(yán)重的熱量。同時(shí)，電動(dòng)機(jī)不僅在低效率和高溫產(chǎn)生的情況下在電壓下運(yùn)行，而且還在長(zhǎng)期的低壓條件下運(yùn)行，從而降低了電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣性，從而導(dǎo)致繞組短路或開(kāi)路，從而存在著火的危險(xiǎn)。（3）電動(dòng)機(jī)過(guò)電流發(fā)生過(guò)電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以旋轉(zhuǎn)，但驅(qū)動(dòng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)額定值，超過(guò)振幅時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生較大的浪涌電流。如果線路過(guò)電流，則線圈絕緣會(huì)降低，從而可能導(dǎo)致匝間短路，相間短路或地線匝短路或電動(dòng)機(jī)起火，包括導(dǎo)線絕緣層損壞，這可能會(huì)在電動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)導(dǎo)致嚴(yán)重的火災(zāi)隱患。（4）電機(jī)過(guò)載由于過(guò)載期間流經(jīng)電路的電流大，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的某些組件具有相對(duì)較高的阻抗，因此容易在電路中產(chǎn)生高溫，如果溫度過(guò)高，則漆包線的絕緣層會(huì)損壞并燒毀或圍繞絕緣子它可能會(huì)加速并引起老化和起火。（5）過(guò)熱如果溫度過(guò)高，則會(huì)影響電動(dòng)機(jī)主體的絕緣值，導(dǎo)致線路和電氣設(shè)備的絕緣故障，引起漏電的風(fēng)險(xiǎn)，還可能引起電弧引燃周圍可燃物導(dǎo)致火災(zāi)。2.5電源轉(zhuǎn)換器2.5.1電源轉(zhuǎn)換器介紹鋰離子動(dòng)力汽車電氣系統(tǒng)中使用的功率轉(zhuǎn)換器主要是DC/DC轉(zhuǎn)換器在各種鋰離子動(dòng)力車輛中，功率轉(zhuǎn)換器主要實(shí)現(xiàn)以下功能[10]：（1）不同電源之間的特性匹配。（2）驅(qū)動(dòng)輔助系統(tǒng)中的直流鋰離子電源。在較低功率直流鋰離子動(dòng)力機(jī)器驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)之類的輔助系統(tǒng)中，DC/DC轉(zhuǎn)換器通常用于供電。（3）給低壓輔助電池充電。在鋰離子動(dòng)力車輛中，需要高壓電源通過(guò)降壓轉(zhuǎn)換器為二次電池充電。在電池系統(tǒng)和車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間增加了DC/DC轉(zhuǎn)換器，并且電池系統(tǒng)和DC/DC轉(zhuǎn)換器一起形成電力系統(tǒng)以向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電，從而提高了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。CPU控制系統(tǒng)的功能是控制不同負(fù)載轉(zhuǎn)換條件下的輸出穩(wěn)定性，輸入濾波可確保電池兼容性并抑制傳導(dǎo)干擾。先進(jìn)的整流濾波和二次濾波可減少電源的輸出紋波。2.5.2功率轉(zhuǎn)換器火災(zāi)分析功率轉(zhuǎn)換器工作時(shí)的輸入電壓在200-600V之間，而輸出電壓在24V或以下，而且鋰離子動(dòng)力汽車中輔助電路及控制電路多，負(fù)載也多，則功率轉(zhuǎn)換器工作功率很大，有可能發(fā)生以下故障，從而引發(fā)火災(zāi)。（1）短路短路故障導(dǎo)致絕緣導(dǎo)線的接頭、接線端子和插接件等連接部位，由于其接觸面相比其他導(dǎo)線電阻較大，且短路時(shí)電流特別大，從而使相關(guān)連接部分產(chǎn)生高溫現(xiàn)象，增大火災(zāi)隱患。短路也會(huì)間接使得電池溫度升高，存在安全隱患。在短路故障點(diǎn)，其溫度更高，危險(xiǎn)性更大，短路電弧溫度非常高，損壞電路的同時(shí)，可能引燃內(nèi)飾等可燃材料，導(dǎo)致火災(zāi)危險(xiǎn)性增大。（2）過(guò)載如果功率轉(zhuǎn)換器的工作電流超過(guò)允許的電流量，則稱為絕緣導(dǎo)體過(guò)載。過(guò)載會(huì)加速連接零件周圍的絕緣電線的老化并引起火災(zāi)。（3）絕緣失效當(dāng)絕緣導(dǎo)體的使用壽命達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，表面變硬，破裂或腐蝕并損壞導(dǎo)致漏電，甚至短路，引起高溫或電弧，引發(fā)火災(zāi)。（4）接觸電阻故障接觸電阻故障。如果接觸電阻過(guò)高，則可能導(dǎo)致連接過(guò)熱和高溫，從而引起火災(zāi)。2.6高壓線路2.6.1鋰離子動(dòng)力汽車高壓線路介紹純鋰離子動(dòng)力汽車在高壓電氣和電氣系統(tǒng)中包括許多高功率設(shè)備，這些設(shè)備具有高壓，大電流和強(qiáng)電磁干擾的特性。鋰離子動(dòng)力汽車的高壓電路由動(dòng)力電池，在電池組內(nèi)部的控制線路，正負(fù)接觸器和高壓負(fù)載組成[11]。根據(jù)鋰離子動(dòng)力車輛的實(shí)際結(jié)構(gòu)和高壓電路的特點(diǎn)，已知鋰離子動(dòng)力車輛的高壓系統(tǒng)需要在保證車輛動(dòng)力傳輸?shù)耐瑫r(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)高壓電氣狀況，而高壓系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)會(huì)導(dǎo)致高壓系統(tǒng)故障。為了確保整個(gè)車輛系統(tǒng)和乘客的安全，必須切斷高壓電路，并同時(shí)阻止在停車或充電時(shí)可能發(fā)生的所有高壓危險(xiǎn)。2.6.2高壓電系統(tǒng)火災(zāi)分析根據(jù)之前的鋰離子動(dòng)力汽車的高壓電路圖，根據(jù)高壓系統(tǒng)電路的電氣特性，鋰離子動(dòng)力汽車的高壓電路的安全缺陷是由于動(dòng)力電池組故障，短路故障，開(kāi)路故障和通電瞬態(tài)效應(yīng)引起的。缺陷主要有五種類型，例如故障和事故，并且這五類缺陷中的每一種都可能導(dǎo)致鋰離子動(dòng)力汽車著火。（1）電池組不工作鋰離子動(dòng)力汽車電池在發(fā)生故障時(shí)容易發(fā)生火災(zāi)事故，高壓線特殊故障會(huì)導(dǎo)致汽車在更短時(shí)間內(nèi)燒毀。（2）短路錯(cuò)誤高壓線具有大電流和大量功率器件，并且當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，高壓線會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，從而引起火災(zāi)。（3）開(kāi)路故障如果高壓線上發(fā)生開(kāi)路錯(cuò)誤，則連接器將燒壞并且有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。（4）電源瞬態(tài)沖擊錯(cuò)誤一旦高壓線接通，容性負(fù)載可能會(huì)引起諸如短路之類的沖擊，從而導(dǎo)致燃燒安全事故。（5）意外碰撞鋰離子動(dòng)力車輛直接發(fā)生了較為嚴(yán)重的碰撞事故，極有可能高壓線路受到影響，則可能會(huì)發(fā)生一系列故障，并有引發(fā)火災(zāi)的危險(xiǎn)。2017年8月26日凌晨，鈴木鋰離子出租車在南京著火，炸死3人。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)照片可以看到電池組中的某些電池已耗盡，在撞車過(guò)程中高壓線發(fā)生短路，導(dǎo)致高溫電弧，電弧火花點(diǎn)燃了部分電池和汽車內(nèi)部引起火災(zāi)。2.7電池管理系統(tǒng)（BMS）2.7.1電池管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介電池管理系統(tǒng)即BMS（BatteryManagementSystem），是用戶與電池之間的交通紐帶。BMS的使用極為廣泛，在數(shù)碼設(shè)備、人工智能和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域都有它的參與。具有防止電池出現(xiàn)過(guò)度充放電情況，提高電池的利用率，監(jiān)控電池的狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)。BMS在電動(dòng)汽車領(lǐng)域極為重要，主要提供以下三個(gè)功能：（1）BMS應(yīng)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)。可以監(jiān)測(cè)電視的外特參數(shù)，例如電壓、電流、溫度等，可以通過(guò)系統(tǒng)讓司機(jī)及時(shí)了解剩余的能量。還可以實(shí)現(xiàn)電池內(nèi)部狀態(tài)的估算和監(jiān)控，例如有效容量和SOC等，可以檢測(cè)電池健康情況，這也是電池管理系統(tǒng)有效運(yùn)行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。（2）在正確獲得電池的狀態(tài)后進(jìn)行熱管理、電池均衡管理、充放電管理、故障檢測(cè)等。（3）BMS建立通信總線，向顯示系統(tǒng)、整車的控制器和充電機(jī)等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。2.7.2電池管理系統(tǒng)火災(zāi)分析電源管理系統(tǒng)是防止電池出現(xiàn)熱失控的重要系統(tǒng)，當(dāng)此系統(tǒng)故障時(shí)，無(wú)法對(duì)電池的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控管理，在充電完成或者全部放電后，不能及時(shí)合理的切斷電源，造成電池的過(guò)充過(guò)放電現(xiàn)象，引起電池組的溫度升高，因BMS也無(wú)法檢測(cè)溫度，導(dǎo)致電池在短時(shí)間內(nèi)可能出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象，造成火災(zāi)事故。電池管理系統(tǒng)如果失效，不能對(duì)各個(gè)電池狀態(tài)進(jìn)行均衡或者不能及時(shí)檢測(cè)出有故障的單體電池，導(dǎo)致單體電池的運(yùn)行參數(shù)參差不齊或者對(duì)故障電池依然保持原有的狀態(tài)供電，進(jìn)一步引起電池組的溫度升高，導(dǎo)致火災(zāi)事故。另外，系統(tǒng)故障使得通訊單元失效，用戶和其他系統(tǒng)不能有效識(shí)別信息，不能根據(jù)電池的狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，也會(huì)使得電池組發(fā)生火災(zāi)。而且BMS如果不能識(shí)別短路等情況，在某種條件下，可能導(dǎo)致電弧引燃可燃物引發(fā)火災(zāi)。2.8人的不安全因素人的不安全因素是引發(fā)電動(dòng)汽車火災(zāi)的主要原因，疏忽對(duì)車體的檢查，對(duì)電池組的維護(hù)等都會(huì)影響電池組或者車內(nèi)其他設(shè)施的安全水平。例如過(guò)度對(duì)電池組的充電、經(jīng)常超負(fù)荷的運(yùn)行、忽視環(huán)境對(duì)汽車安全性的影響等，都可能造成電池的過(guò)充放電以及絕緣值大幅降低或浸水等嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)，從而提高電動(dòng)汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性。2.9充電設(shè)施因素電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，也得益于充電樁的大量建成，使得影響電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航問(wèn)題得到有效解決。充電樁的安全性影響電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性，充電樁的設(shè)置位置一般位于室外，溫度濕度等不確定因素較多，又因?yàn)闄z修人員不能及時(shí)檢查腐蝕、損壞的部位，導(dǎo)致發(fā)熱引起火災(zāi)事故。無(wú)論是車主私人的充電樁，還是公共充電樁都會(huì)因充電電壓不穩(wěn)定破壞電動(dòng)汽車的防護(hù)設(shè)施，引起B(yǎng)MS或高壓線等故障，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)事故。使用不配套、不符合要求的充電器和臨時(shí)的充電線路，都會(huì)大幅增加汽車火災(zāi)事故的概率。第三章鋰電池動(dòng)力電池實(shí)驗(yàn)3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皸l件實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕敬螌?shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)單個(gè)電動(dòng)汽車鋰離子動(dòng)力電池進(jìn)行模擬短路、浸水情況，觀察電池電壓及溫度的變化。通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車電池在上述情況下的火災(zāi)隱患進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)而降低火災(zāi)隱患。實(shí)驗(yàn)條件：本次實(shí)驗(yàn)使用18650鋰電池2節(jié)、備用電池2節(jié)、充電座1個(gè)、可測(cè)量-20~1000℃的萬(wàn)用表1個(gè)、低量程電壓表1個(gè)、開(kāi)放式防護(hù)箱1個(gè)、護(hù)目鏡1個(gè)、導(dǎo)線若干、用于意外起火后應(yīng)急用水、用于攝像采集數(shù)據(jù)的手機(jī)和用于計(jì)時(shí)的手機(jī)各一部，如圖3-1所示。圖3-1部分實(shí)驗(yàn)器材本次實(shí)驗(yàn)所用的電池是圓柱卷繞式鋰離子18650電池，電池截面尺寸18mm*65mm，額定電壓3.7V，最高電壓4.2V，放電最大電流5000mA，電池容量1500mAh，以充電電流600mA時(shí)充電時(shí)間約為4小時(shí)。為安全起見(jiàn)，使用的電池有防爆功能，外部采用金屬包裹。在實(shí)驗(yàn)中所用的電池電壓為4.0±0.2V。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為室外，電池溫度受天氣風(fēng)速等影響，在分析中不考慮其他因素[12]。3.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)兩個(gè)電池分別充完成后，靜置5分鐘。第一種方法，采用導(dǎo)線連接電池正負(fù)極造成短路，每10s記錄一次電池的溫度變化，直至觀察不到反應(yīng)的發(fā)生為止。第二種是將電池放在具有導(dǎo)電性的水中使其發(fā)生短路現(xiàn)象，觀察電池的反應(yīng)。3.2.1導(dǎo)線短路實(shí)驗(yàn)（1）操作步驟首先將實(shí)驗(yàn)拍攝器材固定在斜上方用于記錄數(shù)據(jù)，用兩根導(dǎo)線的一端分別連接電池的正負(fù)極上，同時(shí)將萬(wàn)用表的溫度探針固定到電池外壁中間位置，如圖3-2所示。再將兩個(gè)導(dǎo)線的另一端連接在開(kāi)關(guān)上，在室外放置2分鐘，待溫度穩(wěn)定在22℃后，按下開(kāi)關(guān)。由于全程錄像，使用視頻時(shí)間即可。如圖3-3所示。圖3-2實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖3-3實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理當(dāng)按下開(kāi)關(guān)后，電池溫度立即上升，由于使用開(kāi)關(guān)觸發(fā)，未見(jiàn)明顯火花。在5min左右的短路實(shí)驗(yàn)中，溫度持續(xù)升高迅速，未見(jiàn)明顯煙霧。為安全起見(jiàn)，在升溫至130℃后人為停止短路。待冷卻后測(cè)得此時(shí)的電壓為3-29V，如圖3-4所示。仔細(xì)觀察電池，正極有鼓包現(xiàn)象。如圖3-5所示。通過(guò)視頻記錄的時(shí)間對(duì)應(yīng)溫度，如圖3-6所示，具體溫度數(shù)據(jù)如表3-1所示。圖3-4冷卻后的電池電壓圖3-5鋰電池短路導(dǎo)致的正極凸出圖3-6視頻記錄的時(shí)間與溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系表3-1短路時(shí)時(shí)間與溫度數(shù)據(jù)記錄時(shí)間/s電池溫度/℃?zhèn)渥?22無(wú)1023無(wú)2027無(wú)3031無(wú)4035無(wú)5039無(wú)6043無(wú)7047無(wú)8051無(wú)9055無(wú)10059無(wú)11064無(wú)12069無(wú)13073無(wú)14076無(wú)15079無(wú)16083無(wú)17086無(wú)18090無(wú)19094無(wú)20098無(wú)210101無(wú)220104無(wú)230108無(wú)240112無(wú)續(xù)表3-1短路時(shí)時(shí)間與溫度數(shù)據(jù)記錄時(shí)間/s電池溫度/℃?zhèn)渥?50116無(wú)260119無(wú)270121無(wú)280125無(wú)290127無(wú)300129斷開(kāi)線路通過(guò)獲得鋰電池短路時(shí)的溫度與時(shí)間的數(shù)據(jù)，繪制溫度（℃）-時(shí)間（s）變化圖，如下圖3-7所示。圖3-7電池短路時(shí)溫度隨時(shí)間的變化圖3.2.2電池浸水短路實(shí)驗(yàn)（1）操作步驟將電池放進(jìn)盛有自來(lái)水的容器中，為使實(shí)驗(yàn)效果明顯，向自來(lái)水中加入10g左右的食用鹽，將電池放入容器中，且容器四周不導(dǎo)電，實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為30min，如圖3-8所示。因電池與水接觸，使溫度探針無(wú)法準(zhǔn)確顯示電池的溫度數(shù)值，故采用觀察電池變化的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖3-8實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在放入水中時(shí)，鋰離子電池負(fù)極處不斷產(chǎn)生氣體，正極未發(fā)現(xiàn)明顯反應(yīng)。經(jīng)過(guò)6min后，正極附近有明顯顏色變化，仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)正極有腐蝕現(xiàn)象。而后進(jìn)行測(cè)溫，溫度為20℃左右，應(yīng)為水溫，忽略此結(jié)果。實(shí)驗(yàn)至30分鐘結(jié)束后，水質(zhì)變渾濁，如圖3-9所示。觀察電池負(fù)極沒(méi)有明顯變化，但是正極卻嚴(yán)重腐蝕，如圖3-10所示。圖3-9實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)狀態(tài)圖3-10浸水后的電池正極腐蝕情況3.3實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)觀察表3-1，在短路后，溫度持續(xù)上升，速率大體一致，在5min左右上升至130℃，可見(jiàn)其升溫迅速，且電池剩余電量較多，說(shuō)明升溫至一百余度也僅僅是耗費(fèi)小部分電量，隨著時(shí)間的推延，溫度依然會(huì)持續(xù)上升至高溫。在停車時(shí)更不容易發(fā)現(xiàn)電池異常，往往會(huì)造成更大的影響。上述實(shí)驗(yàn)表明，鋰離子動(dòng)力電池在發(fā)生短路時(shí)，電池內(nèi)部反應(yīng)劇烈，整體溫度迅速升高，且速率未有降低趨勢(shì)。而電池浸水短路，會(huì)腐蝕電極，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)因?yàn)殡姵毓收洗罅堪l(fā)熱，伴隨較多氣體的釋放。無(wú)論是溫度升高還是大量氣體的釋放，在狹小而密集的動(dòng)力汽車電池組里都是具有很高的火災(zāi)隱患，而這種危險(xiǎn)因素的釋放也是及其迅速，對(duì)整個(gè)車體及人體都會(huì)造成較重的損傷。所以，通過(guò)分析上述兩組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，更能體現(xiàn)鋰離子電動(dòng)汽車中預(yù)防、控制電池短路的必要性，有效降低車輛火災(zāi)事故的發(fā)生。第四章鋰離子動(dòng)力汽車現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析4.1現(xiàn)場(chǎng)分析條件及目的受實(shí)際情況影響，本次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析只對(duì)比亞迪秦EV2019款高續(xù)航版尊貴型，一種車型進(jìn)行調(diào)研，地點(diǎn)位于本小區(qū)內(nèi)，此款汽車已行駛7000余公里，購(gòu)于兩年前。另外，采用網(wǎng)絡(luò)方式對(duì)身邊的采用鋰電池的電動(dòng)汽車車主發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷。此次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研目的是根據(jù)現(xiàn)有車型及使用磨損情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)此款電動(dòng)汽車各部位可能存在的火災(zāi)隱患。同時(shí)，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的形式了解車主在保養(yǎng)檢修時(shí)的過(guò)程，以及掌握車主在使用汽車時(shí)是否對(duì)危險(xiǎn)易損件的檢修情況，降低火災(zāi)事故的發(fā)生。4.2現(xiàn)場(chǎng)分析4.2.1前引擎部位此款車型前引擎出和其他電動(dòng)車輛大體相似，主要分布高壓配電盒、DC-DC電機(jī)控制器、電動(dòng)機(jī)、充電驅(qū)動(dòng)、繼電器開(kāi)關(guān)和其他用電設(shè)備以及其他附件，如圖4-1。因高壓配電盒內(nèi)部有高壓、現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有可以操作的人員，所以，對(duì)高壓配電盒部分只進(jìn)行外部觀察。高壓配電盒外部用堅(jiān)硬的金屬部件包裹保護(hù)，能在事故發(fā)生時(shí)，抵擋外界或車體本身部件擠壓、撞擊配電盒，有效的保護(hù)配電盒部分，這可以減少因撞擊導(dǎo)致的配電盒受損，避免起火。雖然配電盒占用了較大的空間，但是周圍空間并沒(méi)有特別緊湊擁擠，這有助于行駛中介質(zhì)與金屬殼體的熱交換。此外，配電外殼有密封膠，也有助于在潮濕，或者車輛浸水時(shí)保護(hù)內(nèi)部。但是仔細(xì)觀察配電盒進(jìn)出線會(huì)發(fā)現(xiàn)，如圖4-2，在進(jìn)線端，電線未做加強(qiáng)保護(hù)，部分接頭處電線未穿管保護(hù)，車體防撞鋼梁也與電線垂直錯(cuò)開(kāi)。在第三章中介紹線路安全事故權(quán)重值較大，在碰撞事故發(fā)生時(shí)，主線路得不到應(yīng)有的防護(hù)，可能會(huì)造成線路短路、起點(diǎn)火花，從而導(dǎo)致火災(zāi)。電動(dòng)機(jī)在行駛中雖然會(huì)產(chǎn)生熱量，但是不足以引起火災(zāi)的發(fā)生，當(dāng)電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)時(shí)，會(huì)用相應(yīng)的控制電路斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的供電，以防止電動(dòng)機(jī)燒毀及火災(zāi)的發(fā)生。圖4-1秦EV2019款引擎艙圖4-2秦EV2019款控制器高壓進(jìn)線4.2.2鋰電池組部位在觀察鋰電池組中，同樣無(wú)法直觀的觀察到鋰電池組。通過(guò)說(shuō)明書了解到本車使用能量密度為160Wh/kg的三元鋰電池，總?cè)萘繛?3.1kWh。電源位于汽車底盤上方，如圖4-3，車座內(nèi)飾下方隱蔽處。由十余個(gè)小型鋰電池組組成，水平軸、縱軸方向均為一組，車身縱向突出。整個(gè)電池組包括有多個(gè)單一電池串聯(lián)在一起組成的一個(gè)電池組、正負(fù)極總繼電器、電腦板、采集電壓和溫度等信息的模塊、保險(xiǎn)絲和維修開(kāi)關(guān)以及水冷系統(tǒng)等組成。根據(jù)上述章節(jié)介紹，電池組發(fā)生過(guò)放電、短路、溫度過(guò)熱等情況時(shí)更容易發(fā)生火災(zāi)。因此，要對(duì)實(shí)況著重觀察分析是否有導(dǎo)致電池組發(fā)生上述情況的危險(xiǎn)源。目前，根據(jù)官方信息了解到，比亞迪秦的電池組模塊處設(shè)置了以水為傳熱介質(zhì)的熱管理系統(tǒng)，通過(guò)水流的循環(huán)，有效防止電池組過(guò)高溫的發(fā)生。當(dāng)在北方冬季時(shí)，氣溫過(guò)低會(huì)導(dǎo)致鋰電池不穩(wěn)定，此系統(tǒng)可以通過(guò)加熱方式，用水提高電源模塊的溫度。避免過(guò)低溫度的大功率使用導(dǎo)致加大火災(zāi)危險(xiǎn)性。內(nèi)置的保險(xiǎn)絲在短路等情況下會(huì)自動(dòng)迅速融化斷開(kāi)，可以有效防止短路或者過(guò)載導(dǎo)致加大火災(zāi)發(fā)生率。在防水方面，觀察到底部的密封效果較為良好，可以保證在涉水時(shí)電池組的干燥。但是因?yàn)楣に嚭湍p等條件的影響，未必能做到完全的密封，所以在進(jìn)水后，長(zhǎng)時(shí)間的揮發(fā)不出去，可能導(dǎo)致絕緣值降低、元件線路腐蝕，從而增大火災(zāi)的發(fā)生率。圖4-3位于底盤上方的電源4.2.3其他部位此車的充電口位于車位副駕駛方向，而充電適配器在引擎艙處，此處的線路應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)。另外，輪胎處的剎車盤等部位，在不見(jiàn)斷行駛里程較多時(shí)熱量集聚較多，電線和其他設(shè)備應(yīng)對(duì)此處采取良好的隔熱設(shè)施。增強(qiáng)車身的穩(wěn)定性也能間接保證線路及電源的良好狀態(tài)，降低火災(zāi)危險(xiǎn)性4.3采用調(diào)查表法4.3.1采用調(diào)查表法的意義現(xiàn)準(zhǔn)備采用調(diào)查表法，對(duì)使用鋰電池動(dòng)力汽車的車主進(jìn)行調(diào)查。此方法便于選定統(tǒng)一的調(diào)查對(duì)象，同時(shí)對(duì)被調(diào)查者的影響較小，從時(shí)間和成本上更有優(yōu)勢(shì)。而且方便統(tǒng)計(jì)分析調(diào)查結(jié)果，更加簡(jiǎn)單直觀的體現(xiàn)出駕駛員在使用電動(dòng)汽車時(shí)，對(duì)各個(gè)影響安全的部件的檢修情況以及對(duì)火災(zāi)的重視情況。4.3.2調(diào)查表根據(jù)此次課題以及結(jié)合實(shí)際情況制定調(diào)查表，如表4-1所示。表4-1調(diào)查問(wèn)卷表4.3.3調(diào)查結(jié)果分析本次調(diào)查發(fā)放30份調(diào)查表，收回26份。調(diào)查對(duì)象以年輕人為主，男女比例按發(fā)放時(shí)約為1.5∶1。調(diào)查結(jié)果如表4-2所示。表4-2調(diào)查結(jié)果匯總序號(hào)選項(xiàng)1234567891011121314A21071031532317872B131810519169450017194C11716146101471839120根據(jù)調(diào)查表可以看出，有很大一部分人對(duì)電動(dòng)汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性重視不足，可能認(rèn)為概率很小，有事不關(guān)己的心態(tài)，我認(rèn)為這是非常不利于降低火災(zāi)危險(xiǎn)性的因素，駕駛者首先應(yīng)該重視火災(zāi)危險(xiǎn)性，其次靠機(jī)械系統(tǒng)的防護(hù)措施。多數(shù)人在行車前不進(jìn)行安全檢查，甚至是最基本的行車前的檢查都沒(méi)有，這會(huì)導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)的發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)因素。像車輛冷卻液的缺失、是否浸水等情況均不及時(shí)關(guān)注，部件或電池因過(guò)熱或腐蝕短路發(fā)生故障，往往會(huì)增大火災(zāi)的隱患。不定期的檢查易損件和安全措施，倘若絕緣層因某種原因磨損導(dǎo)致失效，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)會(huì)有很大隱患。從結(jié)果看來(lái)，絕大部分人都能使用原裝充電器進(jìn)行充電，能有效降低電池組因過(guò)充引起的熱失控。車主隨意增配例如座椅加熱、副駕駛座椅電動(dòng)調(diào)節(jié)、車內(nèi)氛圍燈等電子設(shè)施，無(wú)疑是更加加重電源及線路的負(fù)荷。在增配過(guò)程中，因性價(jià)比問(wèn)題，改裝的人員對(duì)線路的安全意識(shí)薄弱，可能在安裝選配件時(shí)破壞出廠時(shí)的絕緣防護(hù)設(shè)施導(dǎo)致增加火災(zāi)隱患。另外，車內(nèi)普遍缺少滅火器等設(shè)施，對(duì)火勢(shì)的控制極其不利。第五章鋰離子動(dòng)力汽車危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)5.1評(píng)估方法綜述鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)安全性評(píng)價(jià)是受到多個(gè)因素共同影響的復(fù)雜問(wèn)題，針對(duì)復(fù)雜主題且有多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，每種評(píng)價(jià)方法都有其一定的適用條件[13]，具體如表5-1。表5-1幾種常用綜合評(píng)估方法比較評(píng)價(jià)方法適用條件層次分析法適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、決策準(zhǔn)則多且不易量化的決策問(wèn)題數(shù)據(jù)包絡(luò)法多指標(biāo)投入和多指標(biāo)產(chǎn)出的多目標(biāo)決策單元的績(jī)效評(píng)價(jià)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法適合非線性、特征不明顯的問(wèn)題模糊綜合評(píng)價(jià)法以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)解決模糊屬性方面的問(wèn)題信息熵法適用于評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)信息具有較高完整性和科學(xué)性的問(wèn)題屬性數(shù)學(xué)法適用于有完整數(shù)據(jù)并可以劃分?jǐn)?shù)據(jù)屬性等級(jí)的評(píng)價(jià)由于目前的鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)案例不多，數(shù)據(jù)還不完善，屬性數(shù)學(xué)法、信息熵法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、數(shù)據(jù)包絡(luò)法都滿足不適用條件，則本文采取層次分析法結(jié)合問(wèn)卷調(diào)查和專家賦權(quán)法來(lái)對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)安全性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并劃分危險(xiǎn)系數(shù)。5.2鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建5.2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的原則和指標(biāo)選?。?）評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取原則要實(shí)現(xiàn)良好的評(píng)估效果，在實(shí)際操作過(guò)程中對(duì)指標(biāo)的把握非常重要，指標(biāo)的選取受兩個(gè)因素影響：指標(biāo)量及指標(biāo)的確定。首先，如果指標(biāo)量太小，得到的評(píng)估結(jié)果不夠全面；而指標(biāo)量太大，這之間必定會(huì)有重復(fù)及相關(guān)性，造成結(jié)果不準(zhǔn)確，均達(dá)不到目標(biāo)。因此，要遵循以下原則：①客觀與實(shí)際結(jié)合。在于客觀、真實(shí)，保證指標(biāo)體系的完整、科學(xué)和全面，要有科學(xué)的理論依據(jù)。同時(shí)指標(biāo)可操作性也是關(guān)鍵，良好的指標(biāo)要含義明確、容易收集、計(jì)算簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。②系統(tǒng)性。鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估涉及多個(gè)方面，按照主要軟硬件以及零部件和其他因素可分為八個(gè)方面，為保證評(píng)估結(jié)果的全面、可信，評(píng)估指標(biāo)體系要能分層分類、完整的反應(yīng)其火災(zāi)危險(xiǎn)因素的綜合情況。③層次性結(jié)合關(guān)聯(lián)性。從準(zhǔn)則層到指標(biāo)層，層次關(guān)系明朗，容易分辨評(píng)估體系的質(zhì)量，指標(biāo)權(quán)重也相對(duì)容易確定。指標(biāo)要與上層指標(biāo)有較良好的關(guān)聯(lián)性，并且處于同一層次的指標(biāo)不能是從屬關(guān)系。（2）選取評(píng)價(jià)指標(biāo)指標(biāo)收集指標(biāo)收集指標(biāo)收集國(guó)內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、理論知識(shí)、結(jié)合實(shí)際分析系統(tǒng)性原則定性分析依據(jù)上述特點(diǎn)采用層次分析法，選取一級(jí)指標(biāo)，提出的指標(biāo)體系來(lái)建立指標(biāo)體系，參考上一章中容易引發(fā)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)因素的分析指標(biāo)收集指標(biāo)收集指標(biāo)收集國(guó)內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、理論知識(shí)、結(jié)合實(shí)際分析系統(tǒng)性原則定性分析圖5-1指標(biāo)選取流程圖5.2.2評(píng)估指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)防治安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)涉及多個(gè)層面，而且同一層面中影響因素多、內(nèi)容廣泛，因此本文以層次分析法來(lái)建立評(píng)估指標(biāo)結(jié)構(gòu)體系，如圖5-2所示。頂層為鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估指標(biāo)體系，按相應(yīng)原則將準(zhǔn)則層展開(kāi)為動(dòng)力電池組、功率轉(zhuǎn)換器、控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高壓線路、電池管理系統(tǒng)、人為因素和充電設(shè)施8個(gè)方面，最后為指標(biāo)層，即各個(gè)引起火災(zāi)的危險(xiǎn)因素。表5-2評(píng)價(jià)體系構(gòu)建目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估指標(biāo)體系動(dòng)力電池組過(guò)充電過(guò)放電短路故障機(jī)械濫用高溫?zé)釠_擊碰撞控制器母線過(guò)壓母線欠壓控制器過(guò)溫電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)過(guò)載線路過(guò)壓線路欠壓斷路故障功率轉(zhuǎn)換器過(guò)載故障絕緣故障接觸電阻故障線路欠壓高壓線路動(dòng)力電池組故障短路故障斷路故障上電瞬態(tài)沖擊故障安全事故電池管理系統(tǒng)（BMS）準(zhǔn)確估測(cè)SOC功能故障動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)類故障單體電池間均衡功能故障通信故障外部充電設(shè)施臨時(shí)線路不規(guī)范電壓輸出不穩(wěn)設(shè)備高溫短路故障人為因素長(zhǎng)期未檢修忽視報(bào)警私自改裝線路駕駛環(huán)境惡劣破壞防水絕緣設(shè)施使用劣質(zhì)充電設(shè)備5.3主觀權(quán)重的確定（1）本次針對(duì)比亞迪秦系列車型，采用咨詢相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員及專家，邀請(qǐng)其填寫調(diào)查咨詢表，并根據(jù)車輛情況對(duì)相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行百分制打分。根據(jù)表5-2鋰離子電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)體系，結(jié)合實(shí)際，設(shè)計(jì)的鋰離子電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性指標(biāo)體系權(quán)重專家問(wèn)卷表，如圖5-2。發(fā)放調(diào)查表10份，有效數(shù)據(jù)10份。其中電動(dòng)汽車企業(yè)技術(shù)人員5人，相關(guān)專家3人，工程師2人。圖5-2鋰離子電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)性的評(píng)價(jià)體系咨詢表（3）實(shí)際操作中，主觀權(quán)重的確定要經(jīng)由以下步驟[14]：①建立經(jīng)驗(yàn)判斷矩陣。通過(guò)專家賦權(quán)法來(lái)確定主觀權(quán)重。設(shè)有S個(gè)專家對(duì)m個(gè)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行分布經(jīng)驗(yàn)判斷，從而得到各個(gè)指標(biāo)權(quán)重的經(jīng)驗(yàn)判斷矩陣X，表示為：X=X1X2?X確定參考序列。對(duì)于每一個(gè)指標(biāo)S，（j=1，2，···，m），選出X中最大的值作為參考權(quán)重，從而組成參考序列X0：X0=X0③求各指標(biāo)權(quán)重。求經(jīng)驗(yàn)判斷矩陣X中各個(gè)權(quán)重值與參考序列之間的距離Doj：Doj=i=1sX則得到各指標(biāo)的初步權(quán)重為：Woj=1/1+D將初步權(quán)重進(jìn)行歸一化處理及得到最終權(quán)重值：Wj=Woj/分別計(jì)算得分。設(shè)共有z個(gè)二級(jí)指標(biāo)，第i個(gè)專家對(duì)應(yīng)的總得分Fi，（i=1,2,3，···，S），第i個(gè)專家對(duì)第n個(gè)二級(jí)指標(biāo)的評(píng)分Fin，第n個(gè)二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)一級(jí)指標(biāo)權(quán)重Wn’,則有：Fi=n=1Z最終得分的計(jì)算：F=i=1SFi5.4各指標(biāo)主觀權(quán)重的確定根據(jù)調(diào)研情況對(duì)其八個(gè)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，調(diào)研咨詢情況如表5-3。表5-3一級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)總評(píng)估目標(biāo)權(quán)重專家咨詢情況專家經(jīng)驗(yàn)判斷權(quán)重專家一級(jí)指標(biāo)UAUBUCUDUEUFUGUH10.250.050.050.050.120.3000.00.1530.350000.1續(xù)表5-3一級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)總評(píng)估目標(biāo)權(quán)重專家咨詢情況專家經(jīng)驗(yàn)判斷權(quán)重專家一級(jí)指標(biāo)UAUBUCUDUEUFUGUH40.35000.0500.050.050.10.1550.050.0580.30.050.050.00.1590.30.050.050.10.1100.35000.10.05根據(jù)5-2，得出參考序列X0，再由X0計(jì)算初步權(quán)重Woj，并計(jì)算最終權(quán)重值Wj。最終權(quán)重值Wj（j=1,2,3,4,5,6,7,8）序列為：：W表5-4一級(jí)指標(biāo)UA、UB的二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)專家權(quán)重情況專家UA二級(jí)指標(biāo)UB二級(jí)指標(biāo)UA1UA2UA3UA4UA5UA6UB1UB2UB30.00.30.3989510090989098999920.350.30.359896989510095981009830.350.350.396969995999296989850.00.350.2598959995989510010010050.350.40.15959595969695100959860.350.20.050.050.350.398959898999598989850.00.350.259696999210088999899續(xù)表5-4一級(jí)指標(biāo)UA、UB的二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)專家權(quán)重情況專家UA二級(jí)指標(biāo)UB二級(jí)指標(biāo)UA1UA2UA3UA4UA5UA6UB1UB2UB350.00.30.31009810095989299989890.350.350.298929895989310010098100.30.40.2969599969892100100100表5-5一級(jí)指標(biāo)UC、UD的二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)專家權(quán)重情況專家UC二級(jí)指標(biāo)UD二級(jí)指標(biāo)UC1UC2UC3UC4UD1UD2UD3UD410.30.21009698989595989820.450.450.350.050.159898999996989910030.40.25999698989596991000.150.39810010096989510010050.150.45999898989292989860.350.350.250.050.298999996100981009970.450.350.150.050.40.350.10.15100100951009590989880.450.350.150.050.15961001009998961001000.10.49896989896929998100.30.31009810010096989998表5-6一級(jí)指標(biāo)UE、UF的二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)專家權(quán)重情況專家UE二級(jí)指標(biāo)UF二級(jí)指標(biāo)UE1UE2UE3UE4UF1UF2UF3UF40.20.1590921001009895989820.350.30.050.250.19596989996989910030.30.350.10.00.15929599999596991000.250.2929299100989510010050.250.2909098969698989860.350.30.050.050.250.350.20.296961009810098100990.30.1929510096959898980.050.250.350.20.296959898989610010090.40.35050.250.2959210099969999980.050.10.196989998表5-7一級(jí)指標(biāo)UG、UH的二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)專家權(quán)重情況專家UG二級(jí)指標(biāo)UH二級(jí)指標(biāo)UG1UG2UG3UG4UH1UH2UH3UH4UH5UH610.350.00.10.290989896909895981009020.450.00.150.1588999998959896100989530.4592989896959696999992續(xù)表5-7一級(jí)指標(biāo)UG、UH的二級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)專家權(quán)重情況專家UG二級(jí)指標(biāo)UH二級(jí)指標(biāo)UG1UG2UG3UG4UH1UH2UH3UH4UH5UH60.250.00.050.159010010010095989598999550.159598989896959596959560.350.050.250.3881009999981009599989570.450.050.150.350.00.150.29510095100929696100998880.450.050.150.350.00.10.29099100100951009898100920.30.050.10.29298989695989298989350.359010010098969695989992根據(jù)上表中各一級(jí)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的二級(jí)指標(biāo)專家權(quán)重值，得出二級(jí)指標(biāo)的最終權(quán)重值：WWWWWWWW經(jīng)過(guò)對(duì)上述結(jié)果整理匯總，最終得到鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估指標(biāo)主觀權(quán)重值如表5-8。表5-8鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估指標(biāo)主觀權(quán)重值目標(biāo)層一級(jí)指標(biāo)權(quán)重指標(biāo)層權(quán)重電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估動(dòng)力電池組0.18052短路故障0.24323過(guò)充電0.15820過(guò)放電0.13513機(jī)械濫用0.12668高溫?zé)釠_擊0.17754碰撞0.15923控制器0.09602母線過(guò)壓0.36316母線欠壓0.34919控制器過(guò)熱0.28765電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)0.09353電機(jī)過(guò)載0.32659線路欠壓0.29298線路過(guò)壓0.21754斷路故障0.16289功率轉(zhuǎn)換器0.10588過(guò)載故障0.33767絕緣故障0.28023接觸電阻故障0.16634線路欠壓0.21576高壓線路0.14384動(dòng)力電池組故障0.24895短路故障0.23996斷路故障0.14623上電瞬態(tài)沖擊0.15344安全事故0.21143電池管理系統(tǒng)（BMS）0.15138動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)類故障0.14129估測(cè)SOC功能故障0.302817電池間均衡功能故障0.24669通信故障0.20920外部充電設(shè)施0.11143臨時(shí)線路不規(guī)范0.32639短路故障0.16422設(shè)備高溫0.21796電壓輸出不穩(wěn)0.29142續(xù)表5-8鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估指標(biāo)主觀權(quán)重值目標(biāo)層一級(jí)指標(biāo)權(quán)重指標(biāo)層權(quán)重電動(dòng)汽車火災(zāi)危險(xiǎn)因素評(píng)估人為因素0.11741破壞防水絕緣設(shè)施0.13203忽視報(bào)警0.18185私自改裝線路0.19276使用劣質(zhì)充電設(shè)備0.17564駕駛環(huán)境惡劣0.14714長(zhǎng)期未檢修0.17058將上表中的各二級(jí)指標(biāo)得分分別代入式（5-6）、（5-7）中得：F=5.5小結(jié)通過(guò)對(duì)人、硬件、軟件進(jìn)行權(quán)重的計(jì)算，看出動(dòng)力電池組評(píng)估權(quán)重最高，可以認(rèn)為動(dòng)力電池組的故障是最容易引發(fā)火災(zāi)的因素，高壓線路故障及BMS故障也是引發(fā)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的重要隱患。另外，引發(fā)電池組故障的短路因素占了較大的比重，在電動(dòng)汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析中，應(yīng)著重考慮電池組短路的危害后果及預(yù)防措施，且同時(shí)考慮其他因素的影響，因?yàn)槿魏我蛩氐陌l(fā)生，都可能對(duì)電池組造成很大的影響。而控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、功率轉(zhuǎn)換器所占權(quán)重相比其他因素較低，引起鋰離子動(dòng)力汽車發(fā)生火災(zāi)的可能性比較小，但設(shè)計(jì)、生產(chǎn)時(shí)也不能忽視。人的不安全行為也會(huì)大幅提高鋰離子動(dòng)力汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性，即使在安全的機(jī)械都需要配合人的安全行為才能降低火災(zāi)危險(xiǎn)性。對(duì)于比亞迪秦系列車型的得分為96.67，等級(jí)為良好。說(shuō)明此車型整體火災(zāi)危險(xiǎn)性較小，同樣，我們也應(yīng)在此基礎(chǔ)上盡可能的提高整車的安全性，防止火災(zāi)事故的發(fā)生。第六章鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)防治對(duì)策6.1鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)防治簡(jiǎn)介近年來(lái)，頻繁發(fā)生的鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)事故引起了國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研人員及消防部門的關(guān)注。我國(guó)雖然已經(jīng)出臺(tái)了關(guān)于鋰離子電動(dòng)車方面的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和措施，但是由于國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池的容量、內(nèi)阻、電池包結(jié)構(gòu)差異較大，標(biāo)準(zhǔn)不能完全適用。近年來(lái)對(duì)鋰離子電動(dòng)車的火災(zāi)危險(xiǎn)性已經(jīng)進(jìn)行了一定的研究，得到了一些有價(jià)值的結(jié)論和符合當(dāng)前形勢(shì)的對(duì)策二。但是鋰離子動(dòng)力汽車方面未深入研究，電池容量、重量、類型以及使用特點(diǎn)與其他產(chǎn)品都有很大區(qū)別，故應(yīng)需要對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車的火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)行專項(xiàng)研究。目前，對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)的研究還比較少、不夠深入，而且正處于鋰離子動(dòng)力汽車快速發(fā)展階段，亟須對(duì)鋰離子動(dòng)力汽車火災(zāi)隱患方面的深入研究來(lái)促進(jìn)發(fā)展[15]。6.2動(dòng)力電池動(dòng)力電池系統(tǒng)作為鋰離子動(dòng)力汽車的核心技術(shù)，目前的技術(shù)發(fā)展處于起步階段，需要更深入的研究、多方位的應(yīng)對(duì)。一個(gè)穩(wěn)定安全、性能良好的電池系統(tǒng)需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員密切配合，并且充分利用實(shí)際使用中得到的反饋信息，多次設(shè)計(jì)、持續(xù)迭代優(yōu)化。6.2.1.動(dòng)力電池的火災(zāi)特點(diǎn)根據(jù)動(dòng)力電池著火事故因素的分析，火災(zāi)主要特點(diǎn)如下[16]：（1）鋰離子動(dòng)力電池燃燒溫度高；（2）鋰離子動(dòng)力電池起火后發(fā)展迅速，燃燒劇烈。電池的火災(zāi)一般有熱失控引起，而溫度異常升高可引起一系列放熱的副反應(yīng)，從而導(dǎo)致火災(zāi)不易撲救。（3）動(dòng)力電池種類眾多：正極材料差異很大，引發(fā)燃燒的現(xiàn)象差別很大。（4）鋰離子動(dòng)力電池火災(zāi)撲救困難：鋰離子動(dòng)力電池的火災(zāi)與其他類火災(zāi)有很大區(qū)別，是由一系列電化學(xué)反應(yīng)引起的，反應(yīng)及溫度升高迅速，部分電池可在無(wú)氧氣條件燃燒，一般像二氧化碳等種類滅火劑無(wú)濟(jì)于事。一般的電動(dòng)汽車，鋰電池組基本位于底盤上方與駕駛艙下方之間，導(dǎo)致起火后冷卻劑等不能直接作用于著火部位，使得撲救困難。6.2.2提高鋰離子動(dòng)力電池安全的措施鋰離子動(dòng)力電池的安全關(guān)系到很多方面，僅僅改進(jìn)一兩個(gè)點(diǎn)是不能徹底解決的，要從電池設(shè)計(jì)、制造，材料科學(xué)，車輛設(shè)計(jì)等多方面采取措施，才能真正有效的提高車用動(dòng)力電池系統(tǒng)的安全性[17]。（1）生產(chǎn)環(huán)境必須是干燥的和清潔的在動(dòng)力電池內(nèi)部短路的形成中，主要有以下幾種情況：①異物混入電池中，并且穿透了隔離物，從而引起正極和負(fù)極短路。②過(guò)分充電或在低溫下快速充電時(shí)，在陰極碳材料上會(huì)形成鋰金屬枝晶。為了應(yīng)對(duì)異物并提高生產(chǎn)環(huán)境的清潔度，還可以通過(guò)測(cè)試以移除帶有異物的電池。通過(guò)限制低溫快速充電期間的過(guò)度充電并限制充電功率，可以抑制枝晶的產(chǎn)生和生長(zhǎng)，同時(shí)可以在隔板的表面上涂覆陶瓷以提高耐穿透性。（2）安全的電池操作檢查鋰離子電池在充電，放電和存儲(chǔ)期間的溫度，電流和電壓下具有安全的工作范圍，這就必須嚴(yán)格按要求操作。為了在安全的溫度，電流和電壓范圍內(nèi)工作，需要對(duì)鋰電池進(jìn)行有效的監(jiān)視和管理。（3）早期事故控制如今，鋰電池在電池體內(nèi)安裝了許多安全措施，例如安全閥，溫度保護(hù)裝置，低熔點(diǎn)隔膜等。可靠性已經(jīng)大大提高。6.3汽車設(shè)計(jì)生產(chǎn)方面6.3.1鋰離子動(dòng)力汽車電氣保護(hù)鋰離子動(dòng)力汽車在充電過(guò)程中，可能處于危險(xiǎn)狀況，例如碰撞，滾動(dòng)或其他車輛的撞擊，也可能線路與車身之間的長(zhǎng)時(shí)間摩擦?xí)?dǎo)致潛在的絕緣設(shè)施破損或短路。鋰離子動(dòng)力車輛的電氣安全設(shè)計(jì)在關(guān)鍵情況下至關(guān)重要，因?yàn)榧闪舜罅扛邏弘姎庠O(shè)備和線束。為了減少在危險(xiǎn)情況下鋰離子動(dòng)力車輛引起火災(zāi)的可能性，可以在車輛設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中采取以下措施[18]：（1）設(shè)計(jì)汽車時(shí)，考慮動(dòng)力電池可能出現(xiàn)的各種情況，并做好防護(hù)措施。（2）車上配備切斷裝置，緊急情況下駕駛員能夠斷開(kāi)電池及相關(guān)設(shè)備。（3）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛信息，跟蹤記錄車輛的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)比，一旦發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，必要時(shí)采取主動(dòng)行為。（4）針對(duì)高壓線路，盡可能多的采取主動(dòng)熔斷措施。出現(xiàn)高溫、過(guò)載、短路等情況時(shí)，指定部位能夠快速斷開(kāi)，保護(hù)車輛安全。6.3.2發(fā)展主動(dòng)保護(hù)技術(shù)運(yùn)用許多鋰離子動(dòng)力汽車上的主動(dòng)安全技術(shù)及被動(dòng)安全技術(shù)幾乎從傳統(tǒng)汽車移植而來(lái)，由于發(fā)生火災(zāi)時(shí)情況相差比較大，在實(shí)際使用中效果可能不明顯。這就要求各汽車生產(chǎn)廠商與科研機(jī)構(gòu)加強(qiáng)縱深聯(lián)合，開(kāi)發(fā)出適應(yīng)鋰離子動(dòng)力汽車的安全技術(shù)。目前，已有一些比較成熟的被動(dòng)安全技術(shù)運(yùn)用在鋰離子動(dòng)力汽車上，可是，以現(xiàn)有的動(dòng)力電池技術(shù)條件，為保障鋰離子動(dòng)力汽車的安全，除了類似從發(fā)生事故進(jìn)行保護(hù)等被動(dòng)安全手段外，也應(yīng)重視事故發(fā)生前的主動(dòng)安全，更多的主動(dòng)安全系統(tǒng)應(yīng)