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电动汽车特斯拉Model S起火爆炸致死事故报告

来源:知化汽车 | 作者:admin | 分类:分析 | 时间:2019-12-25 | 浏览:5943
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锂电网讯:上周五,美国国家运输安全委员会(NTSB)对外公布了2018年5月份,Tesla Model S碰撞起火、致两名青少年死亡的调查报告。这里就其中有关电池系统的内容进行分析,共分4个部分:

事故概述

电池包高压断开、爆炸、自燃回顾

电池包FA分析

小结


事故概述

2018年5月8日,下午6点左右,一辆2014年的Model SP85D在佛罗里达洲的Seabreeze Boulevard 1300街区失控,高速(碰撞前116mph)先后与路边上的水泥墙发生碰撞,在第二次碰撞起火,最后撞到路灯杆停在路上。驾驶员和前排乘客(均为18岁)当场死亡,后排座椅男孩被甩出车受伤。起火现场,以及碰撞过程车的轨迹如以下两图所示。

有关该起事故,驾驶员的父母正在起诉Tesla,很重要的一点在于,驾驶员父母原来在Tesla 4S店将车速限定不超过85 mph(loaner mode),但驾驶员又让4S店人员将其设置到正常模式。另一点在于,法医鉴定,驾驶员和副驾乘客均死于热伤害(The cause of death was listed as thermal injuries and manner of death was accident),下文可以看出这与电芯和明火进入乘客舱有关。对于事故的责任这里不做探讨,重点看下NTSB对事故后电池包的分析,从中我们可以窥见和评估碰撞过程中电池包受到的破坏,以及Model S的安全设计如何。

 

电池包高压断开、起火爆炸、自燃回顾

在停止前,整车共发生了3次碰撞,前面两次碰撞较严重,并在第二次碰撞时起火爆炸(外界看到明火,也有可能第一次碰撞电池包就已经起火)。

As the car exited the curve, it struck andmounted the curb on the west side of the road, crossed the sidewalk, andcontinued south, striking a wall on thenorth side of a residential driveway. The car continued forward and struck the wall on the south side of thedriveway. Witnesses reported that flames came from the car after the second collision.

在第一次碰撞后55毫秒时,整车断开电池系统高压,从反应时间来看,断开高压几乎与安全气囊在同一时间动作。

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车前头右侧是碰撞最为严重的地方,导致电池包整体变形,前面两个模组被甩出去。

在将事故车辆和电池拖回去的过程中,被甩出去的模组和电池包均发生了自燃,有两次是自己熄灭,一次是消防人员用水和灭火泡沫扑灭。

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在整个电池起火爆炸的过程中,有一点非常值得注意,那就是模组在碰撞时产生的电弧和电芯的爆炸,烧穿了电池包的上盖、乘员舱地板,从而让明火、有害烟雾,以及(推测:燃爆的)电芯进入前排乘客舱,这可能也直接导致人了前排人员的死亡。由此可见,在发生碰撞过程中,确保电池包任何部件不得进入乘员舱,是极重要的,该事故是个典型案例。

Holes were found in the steel top of thebattery case, matching holes in the bottom of the passenger-side floorboard.The holes were caused by electrical arcing at high-voltage terminals and individual cells exploding, as a result of crash damage to the battery case and thebattery fire.

整车地板的孔大约3英寸(约7.62厘米)长,如下图所示。

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电池包上盖的孔径大约5英寸(约12.7厘米)长,如下所示。

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电池包的FA分析

除了上面已提到的上盖被烧穿,电池包受到的首要机械破坏位于右上角,碰撞将整个右上角沿45度擦损,同时右上角上抬,变形。

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用于紧固电池包与车身的螺栓大部分也断裂。

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对于模组,按照起火、热失控、机械损坏,没有受到损害进行定性的评估,如下表所示。

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模组1、2、4、6、8在视检的条件下,既没有发现起火或热失控,也没有发现有机械破坏,并且在模组上透明塑料盖下发现有水。

模组3的外侧边缘有一些浅色变色,透明塑料盖下有水。浅色类似于干燥的AFFF(灭火剂)。定位销子处破裂。

模组5和7的外侧边缘有一些浅色变色,透明塑料盖下有水。

模块9的前内侧盖板有热失控,塑料盖在内侧前角和外侧前角融化了,塑料盖下没有明显的水存在。

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模组11起火,整个塑料盖上覆盖着烟灰和碎屑,外侧边缘向内融化到约1.5英寸。融化的内侧边缘在前端向外延伸11英寸,向后延伸约8英寸。模组内也没有可见的水。

模块12塑料盖内侧和外侧边缘下有水,塑料盖整个表面呈白色/灰色变色,集中在内外角落。

模组14有热失控、起火,塑料盖子下没有明显的水。

接下来,重点检查每个模组对应的热失控泄爆阀状况,如下所示:

模组2、4、6、8的泄爆阀没有烧损,有水流出,有Mica的碎屑,有黑色物质;

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模组12没有水流出,有黑色物质,没有烧灼迹象,有灭火泡沫干了后的物质,有大的Mica.

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有烧熔现象的主要是以下几个模组所在的区域:

模组11有个输出极绝缘盖丢失(可能烧尽了),输出极有烧穿的孔。

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后部白色的隔热-防火-隔振垫保存较完好,前部的有些都已烧焦。

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Pyro-fuse也被烧毁。

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后端的配电器件和BMS

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各模组的电压,以及对地电压。

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小结

(1)该次事故电池包起火主要是由机械撞击引起的,直接起火/热失控因素有外部短路、电弧,可能存在电芯内部短路(刺穿),高温火烧;

(2)模组的物理隔离起到了减缓热失控蔓延的效果,阻燃物质Mic发挥了其作用,不过在烧起来后,也被烧尽;

(3)泄爆阀在热失控时也发挥了排泄作用,在来不及泄出时,泄爆阀本身直接在安装位置被烧焦(根据专利,如果泄放顺利的话会被冲掉);

(4)碰撞过程中,电池系统(零部件)进入到了乘客舱,明火、烟雾等也进入;

(5)电池系统在第一时间被断掉了高压(55毫秒);

(6)电弧成为此次事故中最重要的危害(否则直接火烧是无法烧穿上壳体+车地板的);

(7)现场火被扑灭后,事故车被运输过程中多次复燃。

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