電動自行車充電過程起火原因分析及技術防范措施*

阮 立 袁天夢 胡 煜 張中華 陳盛毅 馮 曄 王 斌

（1-臺州市產(chǎn)品質量安全檢測研究院 浙江 臺州 318000 2-臺州方圓質檢有限公司3-慈溪海關綜合技術服務中心 4-立馬車業(yè)集團有限公司）

引言

電動自行車充電過程中有些時候會發(fā)生起火，對電動自行車造成非常大的破壞，問題嚴重時，還會造成人身傷害和財產(chǎn)損失。正因為如此，強化分析電動自行車充電起火原因，從技術角度做好防范措施，保障電動自行車安全具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 電動自行車行業(yè)發(fā)展及起火問題現(xiàn)狀

從目前來看，我國電動自行車行業(yè)近些年得到了快速的發(fā)展，電動自行車的需求量在不斷提升，據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2019～2025 年中國電動自行車行業(yè)市場前景分析及發(fā)展趨勢預測報告》顯示：2018 年我國電動自行車產(chǎn)量為3 277.6 萬輛，同期國內出口數(shù)量為187.7 萬輛，國內市場需求總量為3 089.9 萬輛[1]。可見，我國當前電動自行車的市場需求非常高。在這種情況下，我國電動自行車行業(yè)發(fā)展有著非常廣闊的市場，也使得越來越多的企業(yè)參與到電動自行車生產(chǎn)研發(fā)中，想要在此市場分一杯羹。但是過度的發(fā)展使得我國當前電動自行車行業(yè)發(fā)展并不是十分規(guī)范，為了強化管理，我國對于電動自行車的生產(chǎn)采用了生產(chǎn)許可制度，要求生產(chǎn)電動自行車的企業(yè)需要獲得相應的許可，雖然準入要求很嚴格，但是在生產(chǎn)過程中的管理卻相對弱化，一定程度上降低了對電動自行車質量的管理效率。從近些年國家質檢監(jiān)督部門進行抽查的情況來看，我國當前電動自行車產(chǎn)品的抽樣合格率存在較大的差異，合格率基本上維持在70%至90%之間，個別地方抽檢合格率甚至都不足20%。且電動自行車出現(xiàn)的問題是多樣的，如電氣絕緣性能、電氣線路敷設、欠壓過流保護、短路保險裝置等。在我國市場上電動自行車數(shù)量不斷增多的情況下，這些問題勢必埋下了非常大的安全隱患，產(chǎn)生了一些起火問題[2]。可以說，我國電動自行車行業(yè)發(fā)展迅速，但是相應的技術規(guī)范等的建設卻相對滯后，使得行業(yè)內出現(xiàn)了一些亂象和不足，這些問題在很大程度上降低了電動自行車應用的安全性能，特別是對于充電過程中的故障起火問題，更是缺乏足夠的重視，致使一些火災問題頻發(fā)[3]。在新的發(fā)展背景下，需要給與足夠的重視。

2 電動自行車充電過程起火原因分析

電動自行車充電過程中，出現(xiàn)起火的原因是多方面的，既有電器元器件內部的問題，也有因為人為造成的一些不當情況。

2.1 充電回路線路及插接件短路

充電回路線路及插接件短路造成電動自行車的電器出現(xiàn)線路故障，進而引發(fā)起火，從實際情況來看，在充電過程中，電動自行車的充電器電源線、輸出線在很多時候會出現(xiàn)纏繞、拉扯、老化等問題，進而致使絕緣層出現(xiàn)損傷，產(chǎn)生短路問題，同時，電動自行車中的一些蓄電池組內單個蓄電池間的連接線非常容易受到擠壓和扭曲變形等問題，致使絕緣層出現(xiàn)龜裂的情況，讓導體裸露在外，進而出現(xiàn)短路的情況。此外，由于電動自行車電池的插頭插座位置出現(xiàn)了短路，致使充電過程中出現(xiàn)起火原因，可以說，電動自行車在充電過程中，可能會因為各種短路的情況而造成起火。

2.2 充電器起火特性造成的起火問題

從目前來看，我國的電動自行車產(chǎn)量不斷增多，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，電動自行車應用的電池基本都屬于鉛酸蓄電池，充電器則大多為開關電源式充電器，也就是三段式充電器，這種充電器具備恒壓、限流和浮沖的功能，在應用過程中，由于充電器內部發(fā)熱元器件的溫升受到了控制，元器件自身的可燃材料也少，再加上充電器外殼的設計也針對性地選用了阻燃的塑料等，使得充電器自身起火是非常難的，幾率十分小，因此不易引發(fā)火災。然而，一些電動自行車則采用了工頻變壓器的充電機，這種變壓器如果出現(xiàn)質量問題，就會引起變壓器線圈出現(xiàn)短路的情況，進而引發(fā)起火問題。

2.3 充電器內部故障造成的起火問題

雖然充電器內部起火的幾率非常小，但是并不代表不會出現(xiàn)。對于開關電源式充電器而言，其實際上就屬于一個開關電源搭配一個檢測電路。在應用過程中，如果在此期間出現(xiàn)充電器高壓端整流二極管或電源開關管擊穿，此時，電源回路就會出現(xiàn)較大的短路電流，進而引起交流電源的側線路出現(xiàn)起火的問題。特別是對于一些輸出端不具備極性接反保護等質量低劣的充電器，在工作過程中，如果出現(xiàn)低壓輸出部分高頻整流二極管出現(xiàn)擊穿問題時，就會致使蓄電池在充電過程中產(chǎn)生輸出線路放電的情況，這時，蓄電池會釋放大電流，進而引起充電和蓄電池出現(xiàn)線路起火的問題。同時，如果充電器內部元器件質量不達標或者充電器經(jīng)常受到震動等情況，也非常容易出現(xiàn)充電器內部故障問題，而一些電動自行車充電器輸出端和蓄電池端子間沒有安裝短路保險裝置的話，也會使得充電器內部發(fā)生短路問題，進而引起線路起火。

2.4 蓄電池內部故障起火

電動自行車蓄電池在充電時，如果充電時間過長或者充電電壓過大，其內部結構就會遭到破壞，特別是上班族往往會在夜間充電，即使充滿，仍然連接著電源，在這種狀況下，蓄電池事實上仍然處于充電的狀態(tài)，時間過長，就會造成蓄電池出現(xiàn)失水的情況，進而造成內部正負極板發(fā)生變形，問題嚴重時，會造成短路問題，進而引燃導線或者其他可燃物。同時，一些充電器和蓄電池組并不配套，充電器內部的電阻、電容容易被燒壞，出現(xiàn)了輸出電壓過高的情況，進而導致蓄電池內部出現(xiàn)化學反應失控等情況，問題嚴重時，甚至會出現(xiàn)爆炸等問題，在這種情況下，充電時間過長或者充電電壓過高等都會極大地影響蓄電池內部發(fā)生故障問題，進而引發(fā)起火問題。

2.5 插件接觸不良造成的起火問題

從客觀情況來看，當前大部分電動自行車的插件為黃銅材料，與導線采用冷鉚壓合的方式將電動自行車控制器、轉把、電機等電氣部件進行整體連接。在實際應用過程中，由于一些生產(chǎn)質量問題或者安裝不牢固等問題，會造成一些插件出現(xiàn)接觸不良等問題，進而造成局部過熱，引燃周圍的可燃物，造成起火的問題出現(xiàn)。更細致地分析，在電動自行車充電過程中，一些電器安全保護裝置無法發(fā)揮作用，特別是那些劣質的充電器，其應用的劣質銅線非常容易燃燒，使得電氣安全得不到有效保障，在市場中的一些電動自行車并沒有安裝短路保護裝置或者即便安裝了保護裝置，也沒有介入到線路中或者被拆卸，從而使得很多電動自行車并不具備短路保護功能，且也不具備欠壓過流保護指標，弱化了電動自行車起火保護的效果。同時，電動自行車的一些電器元件技術指標也存在不匹配的情況，控制器、充電器、電機、短路保護裝置之間技術指標間沒有合理相互匹配，進而埋下了起火的隱患。另外，充電器、充電電池產(chǎn)品不合格，也埋下了安全隱患，缺乏欠壓、過流保護電路，不具備浮沖保障模式，再加上生產(chǎn)裝備線路布置不當，不具備防水、防潮等功能，使得主電源處于一種損傷狀況，當存在高電壓或者大電流時，就非常容易使得配件出現(xiàn)打火、發(fā)熱等情況，進而引發(fā)火災。

3 電動自行車充電起火的技術防范措施

基于當前電動自行車充電起火的原因，為了更有效地保障電動自行車的安全性能及人身財產(chǎn)安全，需要從多方面多角度展開技術性分析，并做好技術防范措施。

3.1 改進技術標準

基于我國電動自行車行業(yè)發(fā)展情況，需要相應地改進技術標準，不斷提升車輛自身的安全性能，修訂電動自行車相關技術標準，強化預防電動自行車起火問題，對于電動自行車電氣線路安全以及車身材料的火災荷載和燃燒性能等做嚴格規(guī)定，并將這些條款納入到電動自行車生產(chǎn)內容中，考慮在電動自行車安全要求中增加限制電動自行車易燃可燃材料的使用量，要求電動自行車的車身材料燃燒性能達到B1 級標準，并嚴格落實。同時，要求電動自行車在欠壓、過流保護功能中相應地細化有關電池正極接線柱處安裝保險絲管（20A）的強制性規(guī)定，對于電動自行車的鉛酸蓄電池的充電器適用性進行規(guī)范化管理，規(guī)定在充電器輸入和輸出端安裝保險絲管（10A）。另外，在對電動自行車行業(yè)進行管理時，要求鋰電池和充電器安全性能達到相應的標準，并基于市場現(xiàn)狀，合理確定這一標準，從而有效預防和遏制鋰電池以及充電器因為適用性不佳而造成電動自行車起火。

3.2 強制性安裝保護裝置

要針對當前中國電動自行車市場的客觀情況，對市場的發(fā)展提出強制性要求，對于涉及電動自行車火災安全的問題，設置強制性措施和標準，要求電動自行車全部安全充電回路短路的速斷型保險管、線路焊接點以及接插件防水的塑料保護套等設備，要求這些裝置的安裝納入到強制性條款中，并強化監(jiān)督管理制度建設，對于那些沒有按照強制性條款生產(chǎn)和安裝的廠家給與嚴厲處罰，從而有效提升電動自行車的保護措施，降低火災發(fā)生的幾率。

3.3 保障主回路上的空氣開關正常

要充分保障主回路上的空氣開關完好有效。電動自行車出廠時在蓄電池通向控制器的主回路中均安裝有空氣開關，在電動自行車出現(xiàn)電氣故障時可以有效保障車輛的線路安全，然而在應用過程中，有時會因為起跳或者擅自拆除空氣開關，而使得電動自行車得不到有效的保護，也為起火問題的出現(xiàn)埋下了隱患。因此，一定要充分保障主回路上的空氣開關正常，注明車輛保險裝置不得拆除。

3.4 針對性設定有速斷型保險管的電源插頭

為了提升電動自行車充電的安全性，應該針對性設定有速斷型保險管的電源插頭，特別是在當前很多電氣保險裝置不合格的情況下，電動自行車在充電設計過程中，應該相應地選用安裝有5A 速斷型保險管的插頭，當充電器高壓部分出現(xiàn)故障或者電源線短路等問題出現(xiàn)時，可以更加快速直接地切斷電源。

3.5 強化線路和接插件的保護

考慮到電動自行車起火問題的一部分原因是車輛內部的線路和接插件短路或者接觸不良等故障造成的，因此，在強化技術性管理時應該注意強化線路和接插件的保護，做好安全設計，減少導線間的纏繞，降低因為摩擦或者發(fā)熱等問題致使絕緣層出現(xiàn)損毀的問題，同時，進一步強化接插件間和線路焊接點的牢固性，有效避免電動自行車在長期使用中因為連接部位出現(xiàn)松動而造成接觸不良，進而引發(fā)火災。另外，要針對性地完善接線和接插件的防水方案，可以在導線連接部位以及接插件處采用絕緣塑料做一個保護套，避免導線接頭出現(xiàn)暴露問題，避免電動自行車因為意外而進水引發(fā)短路火災。

3.6 做好技術性維護支撐

做好技術性維護支撐，多方位提供技術性保障，從而讓電動自行車充電更加安全，也可以更為快速預警火災問題。為此，首先規(guī)范充電的規(guī)范性，在居住小區(qū)構建電動自行車集中充電點，強化電動自行車用電安全，合理布置電源線，保障充電時電源線路的合理負荷，同時強化監(jiān)控手段，加強對充電電動自行車的監(jiān)督管理，并相應地完善消防設施，有效配置手提式滅火器以及消火栓，如果有條件的，應該安裝自動噴淋裝置，從而有效控制火災，降低損失。不僅如此，還要做好電動自行車的日常安全使用和保養(yǎng)工作，要選購正規(guī)廠家的電動自行車，在日常充電時，避免充電器懸空，觀察充電線路是否存在纏繞等問題，嚴格按照說明書的規(guī)定來進行充電，避免充電器輸出電壓過高而引發(fā)電動自行車蓄電池出現(xiàn)損壞或者爆炸等問題。而在使用電動自行車時，避免長期過載使用，致使蓄電池出現(xiàn)了深度放電或者過充等問題。如果電動自行車出現(xiàn)了故障，應該及時加以維修，不應該私自拆卸和改動電動自行車的電氣線路，并針對性地做好防曬和防雨措施，避免電動自行車內部元器件出現(xiàn)損壞等問題。

總而言之，電動自行車充電過程中會因為內部元器件問題或者操作不當?shù)葐栴}引發(fā)起火問題。因此，需要針對這些問題做好針對性分析，然后相應地設定預防措施，從技術層面強化對電動自行車安全水平的提升，同時要注意技術性維修和保養(yǎng)工作，做好技術性預防火災等，從而讓電動自行車充電更為安全、高效，最大化降低起火問題，保障人身和財產(chǎn)安全。

4 結束語

電動自行車充電過程中出現(xiàn)起火問題時有發(fā)生，嚴重危害了人身和財產(chǎn)安全。因此，在未來發(fā)展過程中，需要進一步強化對電動自行車充電技術的發(fā)展和完善，立足當前電動自行車起火的原因，針對性地優(yōu)化相應的技術手段，做到全方位防范電動自行車充電起火風險，從而讓充電變得更加安全和高效。