電動(dòng)自行車火災(zāi)機(jī)理及防控建議

郭春裕 李偉權(quán)

摘要：屢見(jiàn)不鮮的電動(dòng)自行車起火事故引發(fā)了消費(fèi)者的廣泛關(guān)注和擔(dān)憂，極大地影響公共安全。此文通過(guò)大量收集電動(dòng)自行車起火事故信息，先對(duì)表層事故原因進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類，并集中分析幾起典型事故案例，深入分析起火事故真因，為電動(dòng)自行車的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、使用和管理提供建議。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)自行車；火災(zāi)分析；數(shù)字化；防控建議。

0? ? 引言

近年來(lái)，我國(guó)電動(dòng)自行車行業(yè)迅速發(fā)展。2021年，全國(guó)電動(dòng)自行車產(chǎn)量約4 551.1萬(wàn)輛，保有量約3.25億輛。2019年4月15日，GB 17761—2018《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》正式實(shí)施，電動(dòng)自行車行業(yè)開(kāi)始實(shí)行CCC認(rèn)證管理制度。

電動(dòng)自行車在使用過(guò)程中易發(fā)生因過(guò)充電、過(guò)放電、外部短路、振動(dòng)沖擊等引起的自燃、自爆安全事故，同時(shí)該類安全事故呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。據(jù)消防救援部門統(tǒng)計(jì)，2021年共接報(bào)因電動(dòng)自行車及其電池故障引發(fā)的火災(zāi)近1.8萬(wàn)起，死亡人數(shù)達(dá)57人。從起火原因看，電氣故障和自燃是造成電動(dòng)自行車火災(zāi)的主要原因，分別占電動(dòng)自行車火災(zāi)總數(shù)的62.1%和23.5%；而過(guò)充電、電池故障、電氣線路短路是導(dǎo)致電動(dòng)自行車電氣火災(zāi)的主要原因。電動(dòng)自行車生產(chǎn)使用安全已成為不容忽視的問(wèn)題。

1? ? 電動(dòng)自行車火災(zāi)事故的特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)表1中電動(dòng)自行車火災(zāi)事故典型案例分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)自行車在充電、停放、行駛過(guò)程中都可能發(fā)生起火事故。

電動(dòng)自行車火災(zāi)事故的特點(diǎn)主要有：充電時(shí)起火多發(fā)，火災(zāi)不易探測(cè)，鋰電池爆燃風(fēng)險(xiǎn)高，火災(zāi)的毒煙氣產(chǎn)量大、毒性高。

電動(dòng)自行車火災(zāi)事故可能引發(fā)的危害主要有：

1）充電時(shí)起火多發(fā)：電動(dòng)自行車長(zhǎng)時(shí)間充電、夜間充電等火災(zāi)頻發(fā)。

2）火災(zāi)不易探測(cè)：電動(dòng)自行車電池一般位于車體內(nèi)部，當(dāng)火災(zāi)探測(cè)器能夠探測(cè)到電動(dòng)自行車火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)很有可能已發(fā)展到較為猛烈的階段。

3）鋰電池爆燃風(fēng)險(xiǎn)高：發(fā)生火災(zāi)后，電動(dòng)自行車電池與普通可燃物不同，其火源來(lái)自電池內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，即使外部火災(zāi)得到抑制，但內(nèi)部電池在氧含量較低甚至無(wú)氧的環(huán)境中仍能夠發(fā)生火災(zāi)。

4）毒煙氣產(chǎn)量大、毒性高：在火災(zāi)中，動(dòng)力電池一旦發(fā)生熱失控，電池或其安全閥將破裂并釋放有毒物質(zhì)。隨著熱失控的逐漸發(fā)展，電池將產(chǎn)生更多的煙霧和有毒氣體。一些鋰電池內(nèi)部的氟也可能形成氟氧化磷（POF3）。這些有毒氣體包括氟化氫（HF） 、氰化氫（HCN）和一氧化碳（CO）等。吸入一氧化碳會(huì)使人體出現(xiàn)頭暈、心悸、全身乏力等癥狀，重度中毒會(huì)使人體痙攣、昏迷甚至死亡。

2? ? 電動(dòng)自行車起火的主要原因

通過(guò)火調(diào)分析和對(duì)電動(dòng)自行車產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)研判，我們可總結(jié)出引起電動(dòng)自行車起火的主要因素有：違規(guī)改裝、蓄電池安全、電氣安全等。

2.1? ? 違規(guī)改裝因素

為滿足消費(fèi)者對(duì)行駛速度、續(xù)航里程等性能的需求，市場(chǎng)上存在大量違規(guī)改裝電動(dòng)自行車的行為。違規(guī)行為主要包括：一是更換不匹配的蓄電池，如更換大功率蓄電池或?qū)囯姵睾豌U酸電池互換，電源輸入端電線被擠壓在蓄電池下，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期顛簸震動(dòng)可能導(dǎo)致線路故障，從而引發(fā)火災(zāi)；二是使用不匹配的充電器[1]，如使用低價(jià)、劣質(zhì)的充電器，以及型號(hào)規(guī)格不匹配的充電器，甚至鋰電池使用鉛酸充電器，過(guò)度充電等；三是改裝大功率電機(jī)，導(dǎo)致蓄電池因長(zhǎng)期大電流放電而引發(fā)電池溫度過(guò)高、壽命變短，甚至出現(xiàn)鼓包報(bào)廢、起火爆炸等情況。

2.2? ? 蓄電池安全因素

電動(dòng)自行車常用蓄電池主要有鉛酸電池和鋰電池，其中電池?zé)崾Э赝瞧鸹稹⑷急膶?dǎo)火索。這種情況包括：一是鋰電池穩(wěn)定性相對(duì)較低，容易在過(guò)度充電、短路、重物沖擊、熱濫用和外殼阻燃等檢測(cè)項(xiàng)目出現(xiàn)熱失控等情況。二是鋰電池未及時(shí)報(bào)廢，長(zhǎng)期使用的鋰電池內(nèi)部材質(zhì)老化，易因內(nèi)部短路起火。三是鋰電池缺乏回收途徑。我國(guó)現(xiàn)行法律、法規(guī)對(duì)鉛酸電池回收有相應(yīng)規(guī)定，但對(duì)鋰電池回收暫無(wú)明確規(guī)定，導(dǎo)致大量舊電池重新流入市場(chǎng)，廉價(jià)銷售，同時(shí)還有退役汽車動(dòng)力鋰電池在電動(dòng)自行車上梯次利用等問(wèn)題。四是鉛酸蓄電池在充電過(guò)程中先釋放出氧氣，即將充足電時(shí)溢出的氫氣因通風(fēng)不好，積聚在相對(duì)密閉的電池倉(cāng)處，一遇電火花就會(huì)引起燃燒。

2.3? ? 電氣安全因素

電氣安全是電動(dòng)自行車安全的重要指標(biāo)，GB 17761—2018《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》中有相關(guān)的電氣安全要求，其有效性與電動(dòng)自行車起火爆炸息息相關(guān)，但目前一些電動(dòng)自行車產(chǎn)品仍存在電氣安全風(fēng)險(xiǎn)。其中包括：一是電器元件因質(zhì)量或老化問(wèn)題引起的電路電氣故障導(dǎo)致的火災(zāi)，如選用質(zhì)量差的電線、接插件及電氣部件采用非金屬材料。電動(dòng)自行車電氣回路中主要的電氣部件有電池、保護(hù)裝置、控制器、電機(jī)、儀表和燈具等。二是導(dǎo)線布線不規(guī)范，致使導(dǎo)線容易受到擠壓或其絕緣材料易受損，造成線路短路、漏電等安全隱患。三是電動(dòng)自行車進(jìn)水。電動(dòng)自行車在使用過(guò)程中遇雨淋或經(jīng)過(guò)積水較深的水潭后，內(nèi)部控制器、電機(jī)、電池盒等部件會(huì)由于進(jìn)水造成線路短路[2]。

3? ? 電動(dòng)自行車火災(zāi)事故防控建議

3.1 監(jiān)管部門應(yīng)加大對(duì)違規(guī)改裝電動(dòng)自行車的管理力度，開(kāi)展專項(xiàng)整治或重點(diǎn)查處；加強(qiáng)電動(dòng)自行車鋰電池產(chǎn)品的監(jiān)管，加大相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的宣貫力度，建立電芯生產(chǎn)企業(yè)和電池組裝企業(yè)的認(rèn)證制度；大力宣傳《產(chǎn)品質(zhì)量法》和各地電動(dòng)自行車管理?xiàng)l例等法律法規(guī)，提高產(chǎn)品生產(chǎn)者、銷售者及維修者的質(zhì)量安全意識(shí)。

3.2 提高整車及零部件質(zhì)量，落實(shí)主體責(zé)任，對(duì)設(shè)計(jì)、制造、工藝等進(jìn)行全方面考慮，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，使產(chǎn)品質(zhì)量得到有效控制；從提高零部件質(zhì)量入手，加強(qiáng)對(duì)問(wèn)題較突出的零部件品質(zhì)管控，重點(diǎn)關(guān)注涉及安全的電池、充電器、電機(jī)和控制器等零部件質(zhì)量問(wèn)題。

3.3 完善電池回收體系，綜合運(yùn)用區(qū)塊鏈、射頻技術(shù)、溯源碼等手段，制定電動(dòng)自行車電池產(chǎn)品回收處理的相關(guān)規(guī)定，推動(dòng)建立規(guī)范化的回收處理機(jī)制，構(gòu)建電動(dòng)自行車電池產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)，有效避免廢舊電池重新流入市場(chǎng)違規(guī)利用[3]。

3.4 實(shí)施整車、電池通信協(xié)議，推動(dòng)電動(dòng)自行車和電池物聯(lián)感知技術(shù)的應(yīng)用：在硬件上，要求電池包內(nèi)部具備BMS（電池管理系統(tǒng)）、無(wú)線物聯(lián)模塊等硬件；在軟件上，對(duì)電池包內(nèi)的無(wú)線物聯(lián)模塊和云端后臺(tái)之間要求統(tǒng)一通信協(xié)議，以便不同廠家生產(chǎn)的電池產(chǎn)品與電動(dòng)自行車進(jìn)行合規(guī)匹配綁定，并向管理平臺(tái)提供電池充、放電的異常運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于有效監(jiān)測(cè)電池的運(yùn)行安全。

3.5 推廣共享?yè)Q電，深化電動(dòng)自行車智能化、數(shù)字化應(yīng)用，加強(qiáng)電動(dòng)自行車充換電、停放場(chǎng)所消防安全管理，布局“車電分離、以換代充”的模式，有效地進(jìn)行物理隔離，避免電動(dòng)自行車集中充停的火災(zāi)事故發(fā)生。

3.6 在選購(gòu)和安全使用方面，加大對(duì)消費(fèi)者的宣傳引導(dǎo)，及時(shí)向社會(huì)發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；增強(qiáng)消費(fèi)者的質(zhì)量安全意識(shí)，避免因盲目購(gòu)買價(jià)格低廉的電動(dòng)自行車產(chǎn)品和零部件，以及違規(guī)改裝電動(dòng)自行車造成的安全隱患。

4? ? 結(jié)束語(yǔ)

本文認(rèn)為，建立健全電動(dòng)自行車、共享充換電的建設(shè)運(yùn)營(yíng)管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，推廣“車電分離”的共享?yè)Q電模式；建立電動(dòng)自行車、蓄電池通信協(xié)議的溯源機(jī)制，推進(jìn)跨平臺(tái)安全預(yù)警信息交換共享機(jī)制，是有效遏制電動(dòng)自行車消防安全事故的必由之路。

參考文獻(xiàn)

[1]周全，湯培勇，曹寅，俞毅敏.電動(dòng)自行車用便攜式充電器的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)研究[J].日用電器，2015（4）：46—50+55.

[2]邱正，陳鑠.淺析電動(dòng)自行車標(biāo)準(zhǔn)中的防火要求[J].中國(guó)自行車，2020（5）：62—65.

[3]郭春裕，盧騁，李偉權(quán)，王瑾，鄒建華.動(dòng)力鋰離子電池退役后不宜在電動(dòng)自行車上實(shí)施梯次利用[J].中國(guó)自行車，2022（1）：110—112.