一起電動自行車火災(zāi)的調(diào)查與思考

■ 羅 安 黃 凱

（上海市徐匯區(qū)消防救援支隊，上海 200233）

1 典型事故

2019年8月，上海市肇嘉浜路大木橋路路口發(fā)生火災(zāi)，上空濃煙滾滾。火災(zāi)未造成人員傷亡，未蔓延至建筑室內(nèi)，現(xiàn)場17輛露天停放的非機動車燒毀燒損。

2 事故調(diào)查情況

2.1 監(jiān)控視頻分析

火災(zāi)發(fā)生后，調(diào)查人員立即展開現(xiàn)場調(diào)查，第一時間采集周邊監(jiān)控，確認(rèn)起火時間、起火部位、起火現(xiàn)象。根據(jù)視頻監(jiān)控顯示：10時32分51秒有白煙冒出，10時32分54秒出現(xiàn)疑似明火爆燃現(xiàn)象，10時32分59秒火勢擴大并出現(xiàn)黑煙。起火特征如下：1）先有白煙，后出現(xiàn)明火和黑煙；2）火勢發(fā)展迅猛，從出現(xiàn)白煙至明火蔓延僅8 s時間；3）火勢發(fā)展過程中存在爆燃、爆炸現(xiàn)象。調(diào)查人員在校準(zhǔn)北京時間、監(jiān)控角度的基礎(chǔ)上，以路燈、欄桿、地磚為參照物對監(jiān)控畫面進行“分割”，并逐幀分析每秒畫面的細(xì)微變化，將嫌疑車輛縮小至3輛以內(nèi)。

2.2 現(xiàn)場勘驗還原

根據(jù)監(jiān)控得出的線索，調(diào)查人員對現(xiàn)場進行勘驗。由于現(xiàn)場封閉及時，現(xiàn)場車輛及其它過火物品基本處于原位，事故現(xiàn)場不存在“人為破壞”的可能性。調(diào)查人員采用監(jiān)控畫面實時比對的方法進一步確認(rèn)了起火部位和嫌疑車輛，將嫌疑最大的兩輛車命名為：1號車、2號車。起火區(qū)域內(nèi)過火的非機動車以1號車、2號車為中心分別向東、西兩側(cè)傾斜倒塌：1號車及其東側(cè)的非機動車向東傾斜倒塌，2號車及其西側(cè)的非機動車向西傾斜倒塌。調(diào)查人員對兩車的電池、電源線及周邊過火的物品進行逐一勘查，確認(rèn)1號車的電源為18650型鋰離子電芯構(gòu)成的電池包（見圖1、圖2），2號車為鉛酸蓄電池。

圖1 火災(zāi)現(xiàn)場概貌

圖2 1號車的電池包

2.3 排除其他可能

鉛酸蓄電池與鋰離子電池故障起火的現(xiàn)象差異較大，該起火災(zāi)從冒煙至起火僅數(shù)秒，火勢發(fā)展速度快，不符合鉛酸蓄電池故障或電氣線路故障起火的特征。現(xiàn)場擴大勘查范圍，將1號車周邊的其他非機動車進行拆解、分析，確認(rèn)電源均為鉛酸蓄電池，電源線束中無故障點；將中心區(qū)域內(nèi)的殘留物逐一篩查，結(jié)合撲救人、路人的現(xiàn)場指認(rèn)，確認(rèn)現(xiàn)場無抽煙行為、無自燃物質(zhì)。自此排除線路故障、遺留火種、物質(zhì)自燃引發(fā)火災(zāi)的可能性，調(diào)查范圍鎖定在1號車的電池包處。

2.4 模擬實驗驗證

從機理方面分析，鋰離子電池除正常的充放電的電化學(xué)反應(yīng)外，還存在一些副反應(yīng)，這些副反應(yīng)大多會產(chǎn)生熱量。當(dāng)產(chǎn)生熱量的速度大于電池的散熱速度時，電池溫度升高，產(chǎn)生更多的熱量和氣體產(chǎn)物，此時電池進入無法控制的自升溫狀態(tài)，就會發(fā)生燃燒，甚至爆炸。

調(diào)查人員通過模擬實驗進行進一步論證。實驗采用與火災(zāi)現(xiàn)場同規(guī)格的18650型電芯，額定電壓3.7 V，在1.0 m×0.8 m×0.8 m的玻璃房內(nèi)，采用電加熱器對電芯進行加熱，使其成為電芯內(nèi)部發(fā)生故障的誘因，采用高清攝像頭記錄其著火過程。在熱誘導(dǎo)作用下，電芯的內(nèi)部開始失控：首先是電芯的外包裝材料開始變形并伴隨聲響和微量煙氣產(chǎn)生，隨后，電芯的泄壓閥處開始持續(xù)冒煙并形成大量煙氣，約7 s后出現(xiàn)明火。由于模擬實驗采用的是單節(jié)電芯，相比起案例中幾百節(jié)電芯串并聯(lián)組成的電池包，起火的猛烈程度不同。但將模擬實驗與案例中的起火特征進行對照，煙霧顏色和火光變化完全一致（見表1、圖3）。

表1 實驗現(xiàn)象記錄

圖3 模擬實驗現(xiàn)象

2.5 確認(rèn)事故原由

該起事故調(diào)查的難點在于相關(guān)車輛車主的確認(rèn)，起火地點為一處露天的非機動車臨時停放點，該位置的車輛多為路人、外賣騎手臨時停放，不存在管理單位、管理人員，且部分車輛長期放置此處棄用。調(diào)查人員根據(jù)現(xiàn)場殘留的車牌號、鋼印號逐一篩查，鎖定車主，并傳喚至現(xiàn)場進行指認(rèn)，確認(rèn)1號車車主為一名外賣騎手。他當(dāng)時停車后回頭，發(fā)現(xiàn)停車區(qū)域內(nèi)突現(xiàn)出現(xiàn)白煙，隨后出現(xiàn)明火。根據(jù)現(xiàn)場指認(rèn)內(nèi)容，結(jié)合監(jiān)控分析、現(xiàn)場勘驗的情況，進一步印證該起火災(zāi)為1號車的電池包故障引發(fā)。

3 事故關(guān)鍵詞分析

3.1 電動自行車

該起火災(zāi)事故為電動自行車的電池包故障引發(fā)。眼下，電動自行車已經(jīng)走進千家萬戶，很多居民通過電動自行車上下班通勤，其中鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電動自行車領(lǐng)域。但伴隨而生的卻是火災(zāi)事故釀成的悲劇，造成的財產(chǎn)損失不計其數(shù)，其安全問題是一個無法避開、必須面對的問題。

3.2 非充電起火

鋰離子電池起火的誘發(fā)因素包括過充電、短路、擠壓、穿刺、振動、跌落、高溫、制造瑕疵等，其中過充電是鋰離子電池故障失控的主要誘發(fā)因素之一，尤其是當(dāng)充電器不匹配時，危險性很大。但鋰離子電池本身是帶電體，存在內(nèi)部電路，不充電時也存在故障起火的可能性。該起火災(zāi)就是一起典型的“非充電起火”。

3.3 非標(biāo)電池包

按照2019年4月15日開始全面實施的GB17761-2018《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》（俗稱為電動自行車新國標(biāo)）強制性規(guī)定，電動自行車整車重量包含電池不得超過55 kg，電池的標(biāo)稱電壓不得超過48 V。調(diào)查人員與相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍ζ鸹疖囕v的殘骸進行綜合分析，起火車輛的電池包應(yīng)為55～72 V的電池包，屬于非標(biāo)電池包。

4 調(diào)查體會與深層思考

4.1 危險性認(rèn)知缺失

當(dāng)前，全國電動自行車的保有量已突破2.5億輛，國內(nèi)的外賣、快遞騎手的從業(yè)總?cè)藬?shù)已超過1 000 萬人，并且這一數(shù)字仍在迅猛增長。多數(shù)兼職騎手的電動自行車都是自購，充電方式往往依照個人習(xí)慣而定，混充、飛線充電的現(xiàn)象不在少數(shù)，對鋰離子電池的相關(guān)風(fēng)險更是知之甚少。以磷酸鐵鋰體系的鋰離子電池為例，其故障起火時會釋放出多種有害氣體（見圖4），易使人中毒、窒息。據(jù)不完全統(tǒng)計，2020年以來，上海市已發(fā)生電動自行車火災(zāi)事故381起，造成20人死亡，造成亡人的火災(zāi)事故中有6起和外賣、快遞騎手的電動自行車相關(guān)。

圖4 磷酸鐵鋰體系鋰離子電池的燃燒產(chǎn)物

4.2 非標(biāo)電池來源可疑

作為城市中不可或缺的組成部分，外賣、快遞騎手對全市經(jīng)濟發(fā)展作出的貢獻功不可沒，尤其在今年防疫抗災(zāi)期間，其貢獻不容置疑。但該行業(yè)的現(xiàn)狀是工作量大、時間緊迫，采用能量密度高、重量相對于鉛酸蓄電池輕三分之二的鋰離子電池包成為騎手的首選。

據(jù)調(diào)研，每個外賣騎手每天駕駛電動自行車的行駛里程大約為100 km，如果使用符合新國標(biāo)規(guī)定的蓄電池或電池包（即標(biāo)稱電壓不超過48 V），無論是鉛酸蓄電池還是鋰離子電池包都要更換2～3次才能完成一天的任務(wù)。如果使用60 V、55 Ah以上的非標(biāo)電池，外賣騎手只要使用一組電池就可以基本搞定一天的任務(wù)。結(jié)合這次案例進行分析，這類非標(biāo)電池應(yīng)用于外賣行業(yè)的現(xiàn)象或許不是個例，這些電池或源于新國標(biāo)落地前售出的老式電動自行車，或源于一些合法性存疑的電池租賃點，甚至可能是源于一些沒有資質(zhì)非法進行電芯、電池包組裝的拼裝作坊。

4.3 產(chǎn)業(yè)鏈條需要規(guī)范

正規(guī)的蓄電池、電池包通常設(shè)置保護電路，用于對充、放電狀態(tài)進行監(jiān)測和管理，并在電量充滿時斷開充、放電回路，防止電池受損。相比較而言，一些既沒有生產(chǎn)廠家，也沒有任何容量、產(chǎn)品性能標(biāo)識的“三無電池”，往往只是對電芯進行了簡單的串并聯(lián)，缺乏相應(yīng)的保護電路。同時，這些“三無電池”的電芯來源值得推敲。

據(jù)初步調(diào)研，這些來源不詳?shù)碾娦敬嬖谝韵聨追N出處：1）通過較低的價格回收“退役”的動力電池包或電池組并拆解電芯，重新進行兼容配組，裝配成了“新電池”；2）通過各種途徑采購正規(guī)企業(yè)已經(jīng)報廢的電芯次品組裝成電池包，并通過低價租賃、售出，以價格優(yōu)勢爭取市場。據(jù)國內(nèi)幾家著名的鋰離子電池制造企業(yè)相關(guān)的技術(shù)人員所述，部分用于外賣行業(yè)的電池包或蓄電池，每組（包括保護板）制造成本在700～1 000元/組，而售價約2 000多元/組左右。暴利驅(qū)使部分批發(fā)商、電動車行和維修店鋪“鋌而走險”。

5 相關(guān)建議

5.1 加強宣傳教育，提高安全意識

要充分發(fā)揮新聞媒體的宣傳引導(dǎo)和輿論監(jiān)督作用，積極組織主流媒體，廣泛曝光違法違規(guī)生產(chǎn)、銷售、改裝企業(yè)和單位，大力宣傳電動自行車“進樓入戶”“人車同屋”“飛線充電”和違規(guī)改裝、停放、混充所帶來的危害。要加強火災(zāi)案例警示教育，面向居民群眾、快遞外賣騎手等重點人群，高頻播放電動自行車火災(zāi)警示片，普及防火滅火常識和自救逃生技能，以慘痛的案例開展警示教育，引導(dǎo)群眾自覺加強火災(zāi)防范，學(xué)會自救。

5.2 推動安全充電，試點換電設(shè)施

要推動建設(shè)電動自行車集中停放場所和充電設(shè)施，鼓勵新建住宅小區(qū)同步設(shè)置具備定時充電、自動斷電、故障報警等功能的智能安全充電設(shè)施，指導(dǎo)、督促物業(yè)服務(wù)企業(yè)按照合同約定做好住宅小區(qū)共用消防設(shè)施的維護管理工作。同時，可探索在重點區(qū)域設(shè)置電動自行車電池充電柜、換電柜的試點，旨在防止室內(nèi)充電，實現(xiàn)“人電分離”，最大限度地減少致災(zāi)的可能性，提升社區(qū)消防安全系數(shù)。

5.3 強化部門協(xié)作，完善倒查機制

電動自行車的蓄電池、電池包的安全問題涉及到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、流通銷售、維修改裝、停放充電等多個領(lǐng)域。針對其產(chǎn)業(yè)鏈條中存在的違法問題，需結(jié)合實際，多部門聯(lián)合發(fā)力，在案件調(diào)查過程中相互溝通發(fā)現(xiàn)的違規(guī)違法情況和相關(guān)信息，開展聯(lián)合執(zhí)法，綜合運用行政、經(jīng)濟、法律等手段依法懲戒。

6 結(jié)語

鋰離子電池在帶給人們便利的同時也帶來了風(fēng)險。在可取代鋰離子電池的新發(fā)明、新技術(shù)出現(xiàn)之前，我們可以借鑒相關(guān)的火災(zāi)案例，分析火災(zāi)誘因，從強化安全意識、探索創(chuàng)新措施、規(guī)范產(chǎn)業(yè)鏈條這三方面入手，盡量減少火災(zāi)事故的發(fā)生。