電動車火災(zāi)事故原因及預(yù)防措施分析

宋 煒 傅 貴教授

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 應(yīng)急管理與安全工程學(xué)院，北京 100083)

0 引言

應(yīng)急管理部消防救援局發(fā)布消息稱，2021年一季度到三季度全國共接報(bào)電動自行車火災(zāi)10 030起，其中三季度共接報(bào)電動自行車火災(zāi)3 880起，分別比前2個季度增加47%和16%[1]。電動車引發(fā)的安全問題日漸突出，電動車火災(zāi)事故頻發(fā)，因此預(yù)防電動車火災(zāi)事故對改善我國火災(zāi)頻發(fā)的現(xiàn)象具有重要意義。

為預(yù)防電動車火災(zāi)事故，學(xué)者分別從不同角度開展研究。部分學(xué)者研究電動車安全技術(shù)，褚福濤[2]從電動車常用的鉛酸蓄電池本身的火災(zāi)危險性、車輛電氣線路阻燃性能以及充電器防火設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，分析電動自行車火災(zāi)致因因素；游陽[3]分析幾種阻止電動車上樓的技術(shù)應(yīng)用和管理方法，提出采用地感應(yīng)線圈阻車系統(tǒng)、圖像識別阻車系統(tǒng)和采集板阻車系統(tǒng)3種方式防止電動車上樓，防止火災(zāi)事故；阮立等[4]對電動車充電系統(tǒng)進(jìn)行研究，提出并設(shè)計(jì)電動車充電器過溫報(bào)警保護(hù)系統(tǒng)。部分學(xué)者對電動車火災(zāi)事故進(jìn)行研究，分析導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生的原因及預(yù)防措施，來艷利[5]采用事故樹分析典型電動車火災(zāi)事故案例，分析得出電動自行車的安全隱患主要集中在電動自行車電氣電路，引發(fā)火災(zāi)原因有電氣短路和電路接觸不良等，并提出提高電動自行車本身質(zhì)量、集中充電、集中管理等電動自行車火災(zāi)防范建議；袁仁杰[6]對電動自行車火災(zāi)防控工作進(jìn)行分析，提出電動自行車火災(zāi)調(diào)查要注意火災(zāi)現(xiàn)場勘察、做好個人防護(hù)、排除人為放火可能等技術(shù)要點(diǎn)；Wu Y等[7]提出一種基于主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)的電動自行車火災(zāi)事故分析模型，并運(yùn)用該方法分析選定的代表火災(zāi)的特征；Lei L (Lei Lei)[8]分析研究我國電動自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，建立基于層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)的電動自行車火災(zāi)危險性評價體系；常萬森[9]提出我國火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)仍不規(guī)范，由于錄入規(guī)范不統(tǒng)一以及火災(zāi)統(tǒng)計(jì)管理系統(tǒng)不夠完善，對電動車火災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析產(chǎn)生較大的影響；Kwek J等[10]分析個人移動設(shè)備(Personal Mobility Devices，PMDs)及相關(guān)火災(zāi)對用戶健康的影響。

從現(xiàn)有研究來看，國內(nèi)外電動車火災(zāi)事故的研究集中于電動車防火技術(shù)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和追溯火災(zāi)的直接原因方面，但在深入研究電動車火災(zāi)根本原因和人為致因因素方面仍然存在空缺，并缺乏對火災(zāi)造成傷亡原因的研究。基于此，本文選取近幾年來發(fā)生的50起電動車火災(zāi)事故作為樣本，對電動車火災(zāi)事故直接原因和導(dǎo)致人員傷亡原因進(jìn)行分析，并深入研究造成這些原因的人員不安全行為與習(xí)慣，針對上述原因提出居民電動車使用和防火注意事項(xiàng)，為居民預(yù)防電動車火災(zāi)事故提供理論依據(jù)。

通過分析，本文得出以下邊際貢獻(xiàn)：引用大量事故案例數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提出更加具有普遍意義的結(jié)論，對當(dāng)前電動車火災(zāi)事故研究提供更加科學(xué)的理論支持；將電動車火災(zāi)原因分析思路與居民不安全動作研究相結(jié)合，搭建起電動車火災(zāi)原因與傷亡原因分析的新思路，為以后的科研提供可能的視角與領(lǐng)域，并且對火災(zāi)后人員逃生方法的研究進(jìn)行豐富與補(bǔ)充；對于居民規(guī)范日常不安全動作和培養(yǎng)火災(zāi)救援防范意識提供切實(shí)可行的行動意見。

1 理論概述

5Why分析法又稱為“為什么分析法”，起源于日本豐田公司，常被用來識別、說明因果關(guān)系鏈和分析各類安全事件的根本原因，在HSE管理中得到廣泛應(yīng)用。5Why分析法對一個問題點(diǎn)連續(xù)以5個“為什么”進(jìn)行發(fā)問，將當(dāng)前問題的結(jié)果當(dāng)作下個問題繼續(xù)追問下去，直至找到事故的根本原因[11]。5Why分析法將問題原因的探索多層次化，從問題出現(xiàn)的根源上采取措施消除隱患，從管理上大大降低事件的重發(fā)率，提高本質(zhì)性安全[12]。

2 事故原因統(tǒng)計(jì)與分析

電動車火災(zāi)事故的整體規(guī)模相對較小，一般發(fā)生在民用建筑內(nèi)部或者電動車集中存放區(qū)域，具有突發(fā)性和隱蔽性[13]。發(fā)生電動車火災(zāi)后，造成的傷亡人數(shù)較少，實(shí)際開展火災(zāi)調(diào)查時會出現(xiàn)諸多難點(diǎn)。本文對各地應(yīng)急管理局(廳)、安全管理網(wǎng)以及新聞報(bào)道的電動車火災(zāi)事故進(jìn)行收集整理，選取50起具有事故報(bào)告的代表性事故案例作為樣本，采用5Why分析法對導(dǎo)致電動車火災(zāi)的原因和導(dǎo)致人員傷亡的原因進(jìn)行分析。

2.1 電動車火災(zāi)原因分析

采用5Why分析法對導(dǎo)致電動車火災(zāi)的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致電動車火災(zāi)事故的原因?yàn)殡妱榆囯姵匕l(fā)生短路、電動車線路短路、其他外因火災(zāi)、電動車本身具有可燃性，見表1。

表1 5Why分析法分析電動車火災(zāi)發(fā)生原因Tab.1 Analysis on the causes resulted in electric vehicle fire using 5Why analysis method

(1)電動車電池發(fā)生短路。①電池沒有短路、過流保護(hù)：電動車生產(chǎn)時，部分廠家壓低成本和標(biāo)準(zhǔn)，電池沒有設(shè)置短路、過流保護(hù)，對短路保護(hù)裝置不重視。②電池質(zhì)量不合格：許多車主為滿足車輛時速、續(xù)航能力及其他個人需要，對電動車進(jìn)行改造甚至加裝電池，如部分車主擅自增加電池容量或?qū)Ⅲw積大、容量小的鉛酸電池非法改裝成體積小、容量大的鋰電池，電池與原車輛組裝連接不到位，增加發(fā)生事故的可能性[14]；其次電池品牌混亂，質(zhì)量無法保證。市場監(jiān)管總局、國家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會于2018年發(fā)布新的強(qiáng)制性國標(biāo)《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》，但部分商家仍然偷偷售賣無CCC認(rèn)證的舊國標(biāo)產(chǎn)品[15]。③電池電氣線路老化、破損：電動自行車蓄電池一般連續(xù)充電7～8h即可充滿，但是很多車主會沖7h以上，如絕大部分車主在18:00開始對電動車進(jìn)行充電，然而在次日3:00～4:00正是人們熟睡的時候，電動車一般會充滿電，但無人對電動車停止充電，電池與充電器極易發(fā)生過充與過熱的情況，電池電氣線路容易老化甚至破損；另外，盡管電動車主在停車以后關(guān)閉電動車的總電源，但是電動車的防盜報(bào)警器、指示燈裝置仍然帶電，長時間下來電氣線路老化嚴(yán)重[16]。④電接觸件接頭不牢靠：很多電動車設(shè)計(jì)為電池可拆卸充電式，電池充電完成后往回安裝時，電池接線頭與插座未插緊便離開，并且電池上沒有設(shè)置安裝警示燈，電動車電接觸件接頭不牢靠導(dǎo)致電池短路。⑤充電器不匹配：部分電動車主在充電時使用的并非售賣時附帶的充電器，市面上也售賣各種規(guī)格的“萬能充電器”，兼容不同品牌的電池，這些充電器給人們生活帶來便利，但是與電動車不匹配的充電器與電池連接不緊密，很容易導(dǎo)致電池短路，在使用時安全得不到保障。⑥充電器、電源線老化、破損：部分社區(qū)內(nèi)缺乏集中充電區(qū)域或充電裝置數(shù)量較少無法滿足社區(qū)充電需求，充電電費(fèi)偏貴等原因，導(dǎo)致電動車主選擇私拉電線或“飛線”充電，電源線與充電器長期懸掛在空中，且大部分車主在充電結(jié)束后懶得將充電器取回直至下一次使用，充電器一直暴露在室外，很容易老化破損；質(zhì)量符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的電動車充電器，當(dāng)達(dá)到安全使用壽命時，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也會出現(xiàn)顯著的降低；電動車充電器存放時電源線經(jīng)常處于反復(fù)纏繞狀態(tài)，引起充電電子電路絕緣層老化，導(dǎo)致線路存在短路的安全隱患[16]。⑦電池過載：電動車在充滿電后進(jìn)入涓流充電模式，充電速度放緩但不會停止，長時間的持續(xù)充電仍然會導(dǎo)致電池過載。⑧電池進(jìn)水：電動車停放場所一般設(shè)置在室外，部分社區(qū)的停放場所未設(shè)置頂棚，下雨天電動車在充電或出行過程中電池可能會進(jìn)水；部分電動車設(shè)置暴露與外界直接接觸，并未設(shè)置防水裝置。⑨充電裝置電壓不穩(wěn)：部分老舊小區(qū)在設(shè)置充電裝置時未考慮現(xiàn)場情況，小區(qū)內(nèi)線路老化，直接加裝充電裝置很容易造成小區(qū)內(nèi)電壓不穩(wěn)定；同時電動車充電時間集中在晚上，同一時間內(nèi)充電設(shè)備數(shù)量太多，用電負(fù)荷較大，線路很容易短路甚至著火。

(2)電動車線路短路。日常使用中消費(fèi)者很少對電動車進(jìn)行保養(yǎng)，導(dǎo)致電氣線路老化容易發(fā)生短路；其次，部分電動車主會自行或去自行車行對電動車進(jìn)行改造，很容易破壞電動車的線路平衡，充電過程中引發(fā)自身高溫，正負(fù)極接線柱極板受腐蝕作用發(fā)生破裂，電解液流出或極柱接線不牢從而發(fā)生短路[17]。部分電動車廠家在生產(chǎn)電動車時未設(shè)置短路保護(hù)裝置，發(fā)生短路后無法自動斷電，導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)。

(3)其他外因火災(zāi)。部分電動車火災(zāi)是由其他外因火災(zāi)導(dǎo)致。一些缺乏電動車集中停放充電場所的小區(qū)內(nèi)，車主會將電動車停放在建筑物的樓梯間內(nèi)，如果個別居民吸煙發(fā)生火災(zāi)或者在樓梯間進(jìn)行維修作業(yè)有明火操作的情況，極易引發(fā)電動車火災(zāi)[18]。一些車主將電動車或蓄電池帶入家中充電，家中面積較小物品擺放較為密集，沙發(fā)等易燃物品數(shù)量較多，一旦發(fā)生火災(zāi)很容易擴(kuò)散引發(fā)電動車著火。

(4)電動車本身具有可燃性。電動車框架結(jié)構(gòu)和選用的材料具有一定的特殊性，其核心結(jié)構(gòu)為蓄電池和電機(jī)組。電動車除本身主要框架為金屬材質(zhì)外，坐墊、燈具等構(gòu)件主要為橡膠、聚乙烯、聚氨酯發(fā)泡、人造革以及其他大分子材料。這些材料雖然價格實(shí)惠、外觀優(yōu)美，但是高分子材料燃點(diǎn)低且熱值高，一旦燃燒會在短時間產(chǎn)生大量的硫化氫、一氧化碳等有毒氣體，對周邊人員造成嚴(yán)重的危害[6]。廠家在設(shè)計(jì)電動車時很少考慮到電動車的阻燃設(shè)計(jì)，使得電動車可燃性較好。

2.2 火災(zāi)人員傷亡原因分析

采用5Why分析法分析發(fā)生電動車火災(zāi)后導(dǎo)致人員傷亡的原因，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致人員傷亡的原因主要為人員逃生困難、滅火困難，見表2。

表2 5Why分析法分析電動車火災(zāi)人員傷亡原因Tab. 2 Analysis on the causes resulted in casualties in electric vehicle fire using 5Why analysis method

(1)人員逃生困難。①第一時間難以發(fā)現(xiàn)火災(zāi)。電動車使用群體較為廣泛，居民大多在白天使用電動車，例如上下班、送快遞等，白天的使用頻率非常高，而晚上則用來充電[19]。電動車在夜晚集中充電，用電負(fù)荷量大，且充電時間長，有較大火災(zāi)隱患。部分小區(qū)雖然設(shè)有物業(yè)等組織對電動車進(jìn)行專門管理，但是負(fù)責(zé)人員往往在上班時間對小區(qū)內(nèi)違規(guī)行為做出處罰，在下班后管理人員離開，小區(qū)內(nèi)監(jiān)管空缺，電動車違停入戶等行為增多。凌晨，電動車普遍充電完成，正是電動車火災(zāi)事故的高發(fā)時段，卻無專人對其進(jìn)行管理；火災(zāi)發(fā)生時人們處于熟睡之中，無法第一時間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，延誤搶救與逃生機(jī)會。②逃生通道被堵塞。部分老舊小區(qū)內(nèi)缺乏物業(yè)管理，電動車在小區(qū)內(nèi)隨意停放，尤其是集中于走廊過道與一層樓道門外，火災(zāi)發(fā)生時電動車燃燒釋放的有毒有害氣體易通過疏散樓梯擴(kuò)散至其他樓層，建筑內(nèi)部人員也無法通過疏散樓梯快速逃生。在日常生活中，將紙箱等雜物堆放在逃生通道的現(xiàn)象屢見不鮮；為了防盜等目的，住戶在窗口設(shè)置防盜窗，很多防盜窗口不具備打開的功能，發(fā)生火災(zāi)后無法從窗口逃生。③逃生途中受傷。發(fā)生火災(zāi)后，居民由于缺乏逃生知識和相關(guān)培訓(xùn)，很多住戶選擇電梯或直立樓梯間逃生，這些場所不具備防煙隔火的能力，火災(zāi)煙霧迅速擴(kuò)散。部分住戶在逃生過程中未使用濕潤的毛巾或衣服捂住口鼻，可能吸入大量有毒煙氣；逃生時身上未使用濕衣物或濕被褥等物品進(jìn)行防護(hù)，燒傷燙傷的可能性較大。

(2)滅火困難。許多著火建筑由于違規(guī)改建，改變原有建筑功能，其建筑防火等級不能滿足新的生產(chǎn)生活需求。居民在裝修時也采用大量易燃可燃材料，電動車在停放時未與周圍環(huán)境做防火分隔，一旦著火極易擴(kuò)散，難以撲滅。電動車停放場所附近缺乏消防栓與自動滅火器等設(shè)備，居民家中一般配備干粉滅火器，雖然在初期可以將明火滅掉，但是窒息式滅火方式不能阻止鋰離子電池放熱反應(yīng)，無法降低鋰電池內(nèi)部的溫度，電池內(nèi)部高溫化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)，很容易復(fù)燃產(chǎn)生二次火災(zāi)[20]。

3 預(yù)防對策措施

針對上述導(dǎo)致電動車火災(zāi)事故發(fā)生的原因和導(dǎo)致人員傷亡的原因，提出針對性建議措施，給居民預(yù)防電動車火災(zāi)事故提供依據(jù)。

3.1 火災(zāi)預(yù)防措施

回顧導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生的原因，線路短路、過載等現(xiàn)象發(fā)生是由于電動車質(zhì)量不合格導(dǎo)致的，而充電器不匹配、老化破損等現(xiàn)象是由于日常使用不當(dāng)造成的，因此從設(shè)備選擇與規(guī)范日常使用2方面提出對策措施。

(1)設(shè)備選擇與保養(yǎng)。首先，居民在購買電動車時要選擇具有國家認(rèn)證相關(guān)合格證的正規(guī)品牌，在購買時查驗(yàn)產(chǎn)品的CCC認(rèn)證和產(chǎn)品合格證，并且查驗(yàn)電動車車架號和電機(jī)號等是否匹配，避免買到不合格產(chǎn)品或拼裝產(chǎn)品；其次在選擇電動車時，要選擇符合電動車新標(biāo)準(zhǔn)《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》的新版電動車，并在購買時確認(rèn)是否安裝有短路、過流保護(hù)裝置和防水保護(hù)裝置；在日常電動車使用過程中，定期到品牌售后點(diǎn)對電動車進(jìn)行檢查和保養(yǎng)，對使用時間較長的電動車及時進(jìn)行更新?lián)Q代，避免自行對電動車進(jìn)行修理和改裝。

(2)規(guī)范日常使用。在日常充電過程中，使用與電動車匹配的充電器，避免不同品牌的充電器混用；在充電時盡量選擇具有自動斷電裝置的充電樁，日常生活中可依據(jù)《高層民用建筑消防安全管理規(guī)定》等法律文件監(jiān)督檢查社區(qū)住宅小區(qū)內(nèi)是否設(shè)置電動自行車集中存放和充電的場所，充電裝置是否配備自動斷電功能；嚴(yán)禁私拉電線、“飛線”充電，避免將蓄電池帶入家中充電；日常盡量錯峰充電，避免通宵充電；在下雨天避免充電和電動車長時間淋雨；充電結(jié)束后及時將插座拔下，避免長時間過充，并將電動車充電線和充電器收回，放置充電線時不纏繞打結(jié)；日常避免將電動車停放在走廊、過道和樓梯口等疏散通道，嚴(yán)禁將電動車推入單元樓等住宅內(nèi)。

3.2 傷亡預(yù)防措施

第一時間難以發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、火災(zāi)發(fā)生后建筑耐火時長不足等原因是由于火災(zāi)隱患排查不合格導(dǎo)致；選擇錯誤的逃生路線、逃生途中未作保護(hù)措施是由于缺乏逃生知識導(dǎo)致；電動車入戶、與可燃物放置在一起是由于居民缺乏電動車相關(guān)安全知識，因此從火災(zāi)隱患排查、火災(zāi)逃生知識和電動車安全知識3方面提出預(yù)防措施。

(1)火災(zāi)隱患排查。在日常生活中，居民要避免將易燃可燃物堆放在電動車附近，對電動車做好防火分隔；選擇普通住宅時檢查建筑內(nèi)功能劃分是否合理，避免違規(guī)改建的建筑，在居住前檢查房屋的耐火消防等級是否合格；定期對疏散通道進(jìn)行檢查，避免雜物堆放影響疏散，檢查疏散通道門鎖是否可以開啟；給房屋設(shè)置防盜窗時選擇可開啟式，緊急情況可以從窗口進(jìn)行逃生。

(2)火災(zāi)逃生知識。居民應(yīng)當(dāng)多學(xué)習(xí)火災(zāi)逃生的相關(guān)知識?；馂?zāi)逃生時選擇封閉樓梯間，避免乘坐電梯和開放式樓梯；火勢較小逃生時，用濕毛巾將口鼻捂住，有條件時將全身浸濕或披濕棉被，運(yùn)用低頭彎腰的方式逃離火場；如若煙霧已經(jīng)廣泛擴(kuò)散，并且熱氣十分明顯時，要馬上緊閉房門并且對房門進(jìn)行潑水降溫，同時運(yùn)用濕棉被、濕毛巾等物品來封緊房門以防止火勢蔓延到屋內(nèi)[21]；如果蓄電池等設(shè)備在家中著火，首先切斷電源，及時運(yùn)用家中常備的自來水、濕棉被、滅火器等滅火工具進(jìn)行滅火；在家中可準(zhǔn)備逃生繩、軟梯、救生氣墊等輔助自救類逃生裝置，平時多參加社區(qū)及消防隊(duì)組織的消防演練，對消防車、云梯車等移動式逃生救援裝置進(jìn)行熟悉[22]；在電動車火災(zāi)撲救時，盡量選擇水基型滅火器給電動車滅火。

(3)電動車安全知識。居民平時應(yīng)當(dāng)多觀看電動車火災(zāi)事故相關(guān)案例，學(xué)習(xí)電動車相關(guān)法律規(guī)定，避免發(fā)生電動車入戶等違法行為；消除僥幸心理，防止在知道電動車事故可能會導(dǎo)致嚴(yán)重后果的情況下鋌而走險，認(rèn)為事故不會發(fā)生在自己身上；增強(qiáng)火災(zāi)安全意識，避免在不具備救人能力時沖向火場救人導(dǎo)致二次事故等行為；發(fā)生火災(zāi)后第一時間撥打消防報(bào)警電話。

4 結(jié)論

本文用5Why分析法對50起電動車火災(zāi)事故進(jìn)行研究，分析導(dǎo)致電動車火災(zāi)事故發(fā)生的原因和電動車火災(zāi)事故導(dǎo)致人員傷亡的原因，并針對上述原因提出預(yù)防電動車火災(zāi)發(fā)生和防止人員傷亡的措施，為居民日常防范電動車火災(zāi)提供依據(jù)。本文通過研究得出以下結(jié)論：

(1)研究發(fā)現(xiàn)電動車火災(zāi)發(fā)生原因有：線路老化等原因?qū)е码姵匕l(fā)生短路；違規(guī)改造等原因?qū)е码妱榆嚲€路短路；其他外因火災(zāi)；電動車本身具有可燃性。電動車火災(zāi)導(dǎo)致人員傷亡的原因有：火災(zāi)處置不合理導(dǎo)致人員逃生困難；消防設(shè)備不齊全等原因?qū)е聹缁鹄щy。針對事故原因提出預(yù)防火災(zāi)發(fā)生措施：選擇具有合格證的產(chǎn)品購買，并定期保養(yǎng)；規(guī)范日常使用，避免出現(xiàn)電動車入戶等違法行為。提出防止電動車火災(zāi)造成人員傷亡的措施：日常進(jìn)行火災(zāi)隱患排查；豐富火災(zāi)逃生知識；多了解電動車安全知識。

(2)對大量電動車火災(zāi)事故案例進(jìn)行研究，分析不同事故間存在的共性原因，提出的結(jié)論更加具有普遍意義，對現(xiàn)階段我國電動車火災(zāi)事故研究集中于單體事故、缺乏共性原因分析的現(xiàn)狀進(jìn)行補(bǔ)充。其次，將電動車火災(zāi)發(fā)生原因研究與居民不安全動作、不良安全習(xí)慣研究相結(jié)合，構(gòu)建尋找電動車火災(zāi)原因與傷亡原因分析的新思路，期望通過改善居民不安全動作和提升居民安全意識來防止電動車火災(zāi)事故發(fā)生，并能夠?yàn)榫用窨刂齐妱榆嚮馂?zāi)提供切實(shí)可行的措施。

(3)本文的研究也存在局限性：在進(jìn)行事故原因分析及措施制定時主要針對居民日常不安全動作及不良習(xí)慣，對政府和社區(qū)的指導(dǎo)意義較少；研究過程中缺乏定量研究，未對文中提出措施的具體效果進(jìn)行研究。在未來研究時可以對采取不同措施前后電動車火災(zāi)發(fā)生頻次等數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，找出可以顯著降低電動車火災(zāi)發(fā)生概率的措施。