电动自行车火灾机理及防控建议

郭春裕 李伟权

摘要：屡见不鲜的电动自行车起火事故引发了消费者的广泛关注和担忧，极大地影响公共安全。此文通过大量收集电动自行车起火事故信息，先对表层事故原因进行统计分类，并集中分析几起典型事故案例，深入分析起火事故真因，为电动自行车的设计、开发、使用和管理提供建议。

关键词：电动自行车；火灾分析；数字化；防控建议。

0    引言

近年来，我国电动自行车行业迅速发展。2021年，全国电动自行车产量约4 551.1万辆，保有量约3.25亿辆。2019年4月15日，GB 17761—2018《电动自行车安全技术规范》正式实施，电动自行车行业开始实行CCC认证管理制度。

电动自行车在使用过程中易发生因过充电、过放电、外部短路、振动冲击等引起的自燃、自爆安全事故，同时该类安全事故呈现逐年增长态势。据消防救援部门统计，2021年共接报因电动自行车及其电池故障引发的火灾近1.8万起，死亡人数达57人。从起火原因看，电气故障和自燃是造成电动自行车火灾的主要原因，分别占电动自行车火灾总数的62.1%和23.5%；而过充电、电池故障、电气线路短路是导致电动自行车电气火灾的主要原因。电动自行车生产使用安全已成为不容忽视的问题。

1    电动自行车火灾事故的特点

通过对表1中电动自行车火灾事故典型案例分析，我们可以发现，电动自行车在充电、停放、行驶过程中都可能发生起火事故。

电动自行车火灾事故的特点主要有：充电时起火多发，火灾不易探测，锂电池爆燃风险高，火灾的毒烟气产量大、毒性高。

电动自行车火灾事故可能引发的危害主要有：

1）充电时起火多发：电动自行车长时间充电、夜间充电等火灾频发。

2）火灾不易探测：电动自行车电池一般位于车体内部，当火灾探测器能够探测到电动自行车火灾时，火灾很有可能已发展到较为猛烈的阶段。

3）锂电池爆燃风险高：发生火灾后，电动自行车电池与普通可燃物不同，其火源來自电池内部发生的化学反应，即使外部火灾得到抑制，但内部电池在氧含量较低甚至无氧的环境中仍能够发生火灾。

4）毒烟气产量大、毒性高：在火灾中，动力电池一旦发生热失控，电池或其安全阀将破裂并释放有毒物质。随着热失控的逐渐发展，电池将产生更多的烟雾和有毒气体。一些锂电池内部的氟也可能形成氟氧化磷（POF3）。这些有毒气体包括氟化氢（HF） 、氰化氢（HCN）和一氧化碳（CO）等。吸入一氧化碳会使人体出现头晕、心悸、全身乏力等症状，重度中毒会使人体痉挛、昏迷甚至死亡。

2    电动自行车起火的主要原因

通过火调分析和对电动自行车产品风险的技术研判，我们可总结出引起电动自行车起火的主要因素有：违规改装、蓄电池安全、电气安全等。

2.1    违规改装因素

为满足消费者对行驶速度、续航里程等性能的需求，市场上存在大量违规改装电动自行车的行为。违规行为主要包括：一是更换不匹配的蓄电池，如更换大功率蓄电池或将锂电池和铅酸电池互换，电源输入端电线被挤压在蓄电池下，经过长期颠簸震动可能导致线路故障，从而引发火灾；二是使用不匹配的充电器[1]，如使用低价、劣质的充电器，以及型号规格不匹配的充电器，甚至锂电池使用铅酸充电器，过度充电等；三是改装大功率电机，导致蓄电池因长期大电流放电而引发电池温度过高、寿命变短，甚至出现鼓包报废、起火爆炸等情况。

2.2    蓄电池安全因素

电动自行车常用蓄电池主要有铅酸电池和锂电池，其中电池热失控往往是起火、燃爆的导火索。这种情况包括：一是锂电池稳定性相对较低，容易在过度充电、短路、重物冲击、热滥用和外壳阻燃等检测项目出现热失控等情况。二是锂电池未及时报废，长期使用的锂电池内部材质老化，易因内部短路起火。三是锂电池缺乏回收途径。我国现行法律、法规对铅酸电池回收有相应规定，但对锂电池回收暂无明确规定，导致大量旧电池重新流入市场，廉价销售，同时还有退役汽车动力锂电池在电动自行车上梯次利用等问题。四是铅酸蓄电池在充电过程中先释放出氧气，即将充足电时溢出的氢气因通风不好，积聚在相对密闭的电池仓处，一遇电火花就会引起燃烧。

2.3    电气安全因素

电气安全是电动自行车安全的重要指标，GB 17761—2018《电动自行车安全技术规范》中有相关的电气安全要求，其有效性与电动自行车起火爆炸息息相关，但目前一些电动自行车产品仍存在电气安全风险。其中包括：一是电器元件因质量或老化问题引起的电路电气故障导致的火灾，如选用质量差的电线、接插件及电气部件采用非金属材料。电动自行车电气回路中主要的电气部件有电池、保护装置、控制器、电机、仪表和灯具等。二是导线布线不规范，致使导线容易受到挤压或其绝缘材料易受损，造成线路短路、漏电等安全隐患。三是电动自行车进水。电动自行车在使用过程中遇雨淋或经过积水较深的水潭后，内部控制器、电机、电池盒等部件会由于进水造成线路短路[2]。

3    电动自行车火灾事故防控建议

3.1 监管部门应加大对违规改装电动自行车的管理力度，开展专项整治或重点查处；加强电动自行车锂电池产品的监管，加大相关标准的宣贯力度，建立电芯生产企业和电池组装企业的认证制度；大力宣传《产品质量法》和各地电动自行车管理条例等法律法规，提高产品生产者、销售者及维修者的质量安全意识。

3.2 提高整车及零部件质量，落实主体责任，对设计、制造、工艺等进行全方面考虑，严格把好质量关，使产品质量得到有效控制；从提高零部件质量入手，加强对问题较突出的零部件品质管控，重点关注涉及安全的电池、充电器、电机和控制器等零部件质量问题。

3.3 完善电池回收体系，综合运用区块链、射频技术、溯源码等手段，制定电动自行车电池产品回收处理的相关规定，推动建立规范化的回收处理机制，构建电动自行车电池产品全生命周期管理系统，有效避免废旧电池重新流入市场违规利用[3]。

3.4 实施整车、电池通信协议，推动电动自行车和电池物联感知技术的应用：在硬件上，要求电池包内部具备BMS（电池管理系统）、无线物联模块等硬件；在软件上，对电池包内的无线物联模块和云端后台之间要求统一通信协议，以便不同厂家生产的电池产品与电动自行车进行合规匹配绑定，并向管理平台提供电池充、放电的异常运行数据，便于有效监测电池的运行安全。

3.5 推广共享换电，深化电动自行车智能化、数字化应用，加强电动自行车充换电、停放场所消防安全管理，布局“车电分离、以换代充”的模式，有效地进行物理隔离，避免电动自行车集中充停的火灾事故发生。

3.6 在选购和安全使用方面，加大对消费者的宣传引导，及时向社会发布风险预警；增强消费者的质量安全意识，避免因盲目购买价格低廉的电动自行车产品和零部件，以及违规改装电动自行车造成的安全隐患。

4    结束语

本文认为，建立健全电动自行车、共享充换电的建设运营管理规范和标准，推广“车电分离”的共享换电模式；建立电动自行车、蓄电池通信协议的溯源机制，推进跨平台安全预警信息交换共享机制，是有效遏制电动自行车消防安全事故的必由之路。

参考文献

[1]周全，汤培勇，曹寅，俞毅敏.电动自行车用便携式充电器的质量安全风险研究[J].日用电器，2015（4）：46—50+55.

[2]邱正，陈铄.浅析电动自行车标准中的防火要求[J].中国自行车，2020（5）：62—65.

[3]郭春裕，卢骋，李伟权，王瑾，邹建华.动力锂离子电池退役后不宜在电动自行车上实施梯次利用[J].中国自行车，2022（1）：110—112.