淺析電動自行車 標準中的防火要求

邱正 陳鑠

摘要： 電動自行車在我國是重要的民生交通工具，擁有廣大的使用群體。而由電動自行車引起的安全事故一直是社會關(guān)注的話題，除交通事故外，電動自行車火災及防控也一直是社會關(guān)注和研究的重點。此文通過分析電動自行車起火及造成人員傷亡的原因，梳理現(xiàn)有電動自行車標準體系中對防火的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：電動自行車;防火;標準體系

1? ? 引言

目前，我國電動自行車社會保有量已將近3億輛，是人們出行的主要交通工具之一，特別是近年來互聯(lián)網(wǎng)電子商務的蓬勃發(fā)展，快遞、外賣已成為一種新型行業(yè)，這些行業(yè)大都以電動自行車作為運輸工具。而由電動自行車引起的安全事故一直是社會關(guān)注的話題，除交通事故外，電動自行車火災及防控也一直是社會關(guān)注和研究的重點。

本文通過分析電動自行車起火及造成人員傷亡的原因，梳理現(xiàn)有電動自行車標準體系中對防火的技術(shù)要求，提出完善的標準體系對電動自行車火災及防控的重要性。

2? ? 起火原因及標準要求

2.1? ? 整車電氣安全

分析電動自行車自燃案例，不難發(fā)現(xiàn)導致電動自行車起火的原因大都是由電氣線路故障引起的。造成電氣故障的原因大致有[1]：

1.導線布線不規(guī)范，致使在使用過程中容易使導線受到擠壓或其絕緣材料受損，造成線路短路、漏電等安全隱患;

2.選用質(zhì)量差的電線、接插件及電氣部件非金屬材料，電動自行車電氣回路中主要的電氣部件有電池、保護裝置、控制器、電機、儀表和燈具等，采用線徑小質(zhì)量差的電線，電氣線路容易因電流過大而產(chǎn)生高溫，若連接電氣部件的接插件或電氣部件的非金屬材料防火性能差，極易引發(fā)火災;

3.電動自行車進水，電動自行車在使用過程中遇雨淋或經(jīng)過積水較深的水潭后，內(nèi)部控制器、電機、電池盒等部件會由于進水造成線路短路。

針對上述現(xiàn)象，GB 17761—2018《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》中有相關(guān)的電氣安全要求：1）導線布線安裝，要求導線布線整齊，采用絕緣材料或金屬材料內(nèi)襯絕緣內(nèi)襯作為夾緊裝置，接線的導電部分不裸露，接插件牢靠，車體部件不能因轉(zhuǎn)動而損壞導線的絕緣性能等;2）防火性能，要求電氣部件以及額定電流大于1 A的導線接插件能承受規(guī)定溫度的灼熱絲試驗;3）淋水涉水性能，要求試驗后電動自行車的絕緣電阻不小于1 MΩ且能正常使用;4）標準中還有對短路保護、電氣強度、過流保護等電氣安全項目提出了要求[2]。

GB/T 26846—2011《電動自行車用電機和控制器的引出線及接插件》中要求：1）材料與結(jié)構(gòu)方面，接插件需采用耐溫材料，引出線采用規(guī)定溫度的阻燃高溫線，并對導線截面積和單絲直徑也進行了規(guī)定;2）各不連通導線之間在常態(tài)、低溫、高溫、恒定濕熱、溫濕度循環(huán)條件下的絕緣電阻均應滿足要求[3]。

QB/T 5242—2018《電動自行車用電線束》中除上述對電線、接插件耐溫阻燃材料和絕緣電阻的要求外，還要求：1）主回路、電源連接器、接插件具有抗延燃性能;2）電線束的絕緣保護和連接要求，如單線接插件應裝有絕緣護套，與電壓壓接部位應有熱縮管且橫截面積符合要求，絕緣層經(jīng)彎折試驗仍可見電線導體和絕緣層等[4]。

2.2? ? 充電安全

在電動自行車起火事故中，絕大多數(shù)發(fā)生在充電階段，分析原因有：

（1）長時間充電，由于電動自行車充電需較長時間，在充電過程中常處于無人看管狀態(tài)，或通宵充電。若使充電器及蓄電池長時間處于通電狀態(tài)，容易使其損壞或因溫度過高發(fā)生短路，從而引發(fā)起火甚至電池爆炸。

（2）? 保護裝置缺失，若充電器端缺少安全保護裝置，當充電回路發(fā)生短路、過流時不能自動切斷電流，或者在電池充滿電后，充電器仍處于大電流充電狀態(tài)而不轉(zhuǎn)入涓流充電或自動停止充電，導致充電器、電池產(chǎn)生高溫引發(fā)起火。

（3）充電器耐熱耐燃性差，充電過程中不免有電能轉(zhuǎn)換為熱能，若充電器耐熱耐燃性差，一旦溫度過高會致使充電器外殼非金屬材料軟化甚至起火。

現(xiàn)行的充電器標準有QB/T 2947.1—2008《電動自行車用蓄電池及充電器 第1 部分：密封鉛酸蓄電池及充電器》和QB/T 2947.3—2008《電動自行車用蓄電池及充電器 第3 部分：鋰離子蓄電池及充電器》，這兩標準屬于輕工行業(yè)推薦標準不具備強制性且存在技術(shù)要求滯后產(chǎn)業(yè)發(fā)展等問題。而目前我國通用充電器強制性標準有GB 4706.18—2005《家用和類似用途電器的安全 電池充電器的特殊要求》，但其適用于輸出直流電壓低于42.4 V，不適用于大部分用于48 V蓄電池充電的充電器[5]，標準存在針對性不強的問題。

2018年發(fā)布的GB 17761—2018中對充電器的防火性能和阻燃性能，以及充電線路和電池輸出端短路保護裝置進行了要求。同年發(fā)布的GB/T 36944—2018《電動自行車用充電器技術(shù)要求》標準設置了電氣性能項目，如非正常工作、熱失控、延時切斷，以及環(huán)境適用性能項目，如高低溫、恒定濕熱、耐熱[6]。

2.3? ? 蓄電池安全

為滿足GB 17761—2018中電動自行車質(zhì)量不大于55 kg要求，目前電動自行車產(chǎn)品大都配備鋰電池，但由鋰電池起火爆炸導致的事故時有發(fā)生，分析原因有：

（1）電池故障，鋰離子電池活性強，當鋰電池因過充電、熱失控、本身質(zhì)量問題等原因，造成短路破壞隔膜，電芯釋放大量熱量，引發(fā)膨脹、起火甚至爆炸。

（2）保護裝置缺失，由于缺乏電氣保護裝置如電源管理系統(tǒng)，鋰電池在過充電、過放電、過熱等情況下，電池組極易受到破壞甚至爆炸。

（3）電池耐振差，由于電動自行車在騎行過程中電池一直處于放電狀態(tài)，當途徑顛簸不平路段或遭遇大力碰撞時，容易使電池在振動過程中受外力擠壓或異物穿刺，損壞隔膜導致短路而引發(fā)起火[7]。

QB/T 2947.3—2008作為電動自行車行業(yè)鋰電池標準已實施10余年，為適應鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展，2018年發(fā)布了標準GB/T 36972—2018《電動自行車用鋰離子蓄電池》，GB/T 36972—2018較QB/T 2947.3—2008加強了對電池組的電性能、安全性能、殼體安全等要求，如提高了放電電流、高低溫放電、荷電保持及恢復能力、過充電和外部短路電阻等要求，新增了過充電保護、過放電保護、短路保護和阻燃性等要求[8-9]。

2.4? ? 使用安全

電動自行車起火事故的發(fā)生與使用者不良的充電習慣極其相關(guān)，如在社區(qū)內(nèi)私拉、亂拉電源線進行“飛線”充電，在室內(nèi)或占用樓道間違規(guī)充電。私拉亂拉電線過長會增加電源線電阻和充電時產(chǎn)生的溫度，或會因充電接頭松動或插座導線質(zhì)量差導致起火;在室內(nèi)或樓道間違規(guī)充電，一旦因散熱不及時引起電動自行車在相對封閉的區(qū)域中起火，常見的事故中大都是因安全出口被封堵，而且由于車輛外殼非金屬材料起燃時產(chǎn)生的大量高溫以及有毒有害氣體，致使人員疏散不及時進而造成人員傷亡。QB/T 5417—2020《電動自行車用塑料零部件通用技術(shù)要求》中有對電動自行車塑料零部件阻燃性能進行要求。

為解決電動自行車充電難問題，近年來興起換電柜、集中充電等充電模式。為規(guī)范這類充/換電模式，我國自行車協(xié)會陸續(xù)發(fā)布了《電動自行車集中充電設施設備技術(shù)規(guī)范》《電動自行車鋰離子蓄電池換電柜技術(shù)要求》等團體標準，對集中充/換電設備質(zhì)量準入條件提供標準支持。

3? 現(xiàn)行標準體系

目前電動自行車的標準體系如圖1所示。

4? 建議

4.1? 完善標準體系

我國電動自行車標準體系是以GB 17761為基礎標準形成的。2018年之前，電動自行車產(chǎn)品執(zhí)行標準GB 17761—1999持續(xù)了19年。隨著電動自行車行業(yè)的發(fā)展和由電動自行車引發(fā)的安全問題日益突出，2018年GB 17761—2018發(fā)布，之后電動自行車用關(guān)鍵零部件能以該標準為核心在完整性、系統(tǒng)性和適用性等方面對標準體系進行完善，從產(chǎn)品根源上防止起火等問題發(fā)生。

另外，引發(fā)電動自行車起火事故除了因產(chǎn)品質(zhì)量問題外，也有使用不當、產(chǎn)品老化、超出壽命周期、充電器不匹配、非法改裝等原因，因此還需加強標準體系中管理規(guī)范的制定。如：《電動自行車售后服務規(guī)范》團體標準對生產(chǎn)企業(yè)、服務商、售后服務網(wǎng)點、人員、流程、質(zhì)量要求以及跟蹤和投訴處理等方面做了規(guī)范，提升電動自行車售后服務水平，避免因維修不當造成的安全事故。

4.2? 推進標準轉(zhuǎn)換

目前，電動自行車系列標準中除國家強制性標準GB 17761—2018以外，相關(guān)的零部件標準大都為國家或行業(yè)推薦性標準。而充電器、蓄電池質(zhì)量問題一直是引起電動自行車起火的主要原因，其現(xiàn)行標準都為國家推薦性標準，這在進行市場監(jiān)管時存在執(zhí)行標準不明確等問題，對產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管造成難度。2019年以 GB/T 36944—2018為基礎的電動自行車充電器國家強制性標準開始制定，從技術(shù)標準上防控因充電導致的火災事故，也為行業(yè)管理提供有力標準依據(jù)。另外建議對蓄電池特別是鋰離子電池標準及其管理規(guī)范進行完善，為規(guī)范行業(yè)生產(chǎn)及助力市場監(jiān)管提供技術(shù)支持。

隨著電動自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為滿足消費者多元化的使用需求，電動自行車功能不斷向智能化方向發(fā)展，相關(guān)的電子器件的不斷增多，增加了電路用電負荷，也使其電氣安全隱患不斷增大。要結(jié)合團體標準快速、靈活的特點，助力電動自行車行業(yè)新業(yè)態(tài)、新技術(shù)的健康發(fā)展制定具有前瞻性的標準，同時結(jié)合行業(yè)實際發(fā)展需求，可將團體標準進行升級轉(zhuǎn)化，服務行業(yè)。

標準引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，通過完善電動自行車標準化體系，能夠推動行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，特別是在減少電動自行車起火等安全事故方面，能夠提供有力支撐。

參考文獻

[1]楊滸，萬玉峰.關(guān)于電動自行車自燃原因分析[J].電動自行車，2011，（9）：45-47.

[2]中華人民共和國工業(yè)和信息化部.電動自行車安全技術(shù)規(guī)范：GB 17761-2018[S].北京：中國標準出版社，2018.

[3]全國自行車標準化技術(shù)委員會.電動自行車用電機和控制器的引出線及接插件：GB/T 26846-2011[S].北京：中國標準出版社，2011.

[4]全國自行車標準化技術(shù)委員會.電動自行車用電線束：QB/T 5242-2018[S].北京：中國輕工業(yè)出版社，2018.

[5]周全，湯培勇，曹寅，俞毅敏.電動自行車用便攜式充電器的質(zhì)量安全風險研究[J].日用電器，2015，（4）：46-50，55.

[6]全國自行車標準化技術(shù)委員會.電動自行車用充電器技術(shù)要求：GB/T 36944-2018[S].北京：中國標準出版社，2018.

[7]許應成，李小利，葉震濤，許豐，于帆，李瑩.電動自行車及充電器產(chǎn)品質(zhì)量安全風險分析[J].電標準科學，2016，（2）：77-83.

[8]陳耀.GB/T 36972-2018《電動自行車用鋰離子蓄電池》解析[J].電池，2019，49（6）：517-519.

[9]全國自行車標準化技術(shù)委員會. 電動自行車用鋰離子蓄電池：GB/T 36972-2018[S].北京：中國標準出版社，2018.