摘要：隨著電動(dòng)自行車(chē)的普及，其電池安全問(wèn)題日益凸顯。本文通過(guò)分析電動(dòng)自行車(chē)鋰電池的火災(zāi)機(jī)理和危險(xiǎn)特性，構(gòu)建了包含技術(shù)防范和管理防范的防控體系。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化集中充電場(chǎng)所和臨時(shí)性分散充電場(chǎng)所的不同特點(diǎn)，提出了差異化的防控措施，并詳細(xì)闡述了措施實(shí)施的關(guān)鍵要點(diǎn)。研究表明，通過(guò)建立完善的監(jiān)測(cè)預(yù)警、防火分隔、自動(dòng)滅火三級(jí)防護(hù)體系，結(jié)合規(guī)范的管理機(jī)制，可有效預(yù)防和控制電動(dòng)自行車(chē)電池火災(zāi)，為保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供智力支持。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)自行車(chē)；鋰電池；火災(zāi)防控；充電安全；應(yīng)急處置

引言

近年來(lái)，電動(dòng)自行車(chē)以其經(jīng)濟(jì)環(huán)保、便捷靈活的優(yōu)勢(shì)，在城市短途出行中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。然而，作為其核心動(dòng)力來(lái)源的鋰電池，在使用過(guò)程中存在著不容忽視的安全隱患。特別是在充電過(guò)程中，由于使用環(huán)境復(fù)雜、管理不規(guī)范等因素，極易引發(fā)火災(zāi)事故，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。此類火災(zāi)事故多發(fā)、頻發(fā)，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。因此，研究電動(dòng)自行車(chē)電池火災(zāi)的防控措施，對(duì)于提升城市安全韌性，保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、電池火災(zāi)機(jī)理與危險(xiǎn)性

近年來(lái)，電動(dòng)自行車(chē)以其經(jīng)濟(jì)環(huán)保的優(yōu)勢(shì)在城市交通中發(fā)揮著重要作用。然而，作為其動(dòng)力來(lái)源的鋰電池，在使用過(guò)程中存在著不容忽視的安全隱患。分析鋰電池的起火機(jī)理和危險(xiǎn)特性，對(duì)于制定有效的防控措施具有重要意義。

當(dāng)前電動(dòng)自行車(chē)大多使用三元鋰電池（NCM），其主要由正極材料（鎳鈷錳酸鋰）、負(fù)極材料（石墨）、電解液（LiPF6）和隔膜（PE/PP）構(gòu)成。電池在異常情況下會(huì)經(jīng)歷一個(gè)漸進(jìn)的熱失控過(guò)程。溫度達(dá)到80℃時(shí)，SEI膜開(kāi)始分解；升至130℃時(shí)，隔膜發(fā)生收縮變形；到150℃時(shí)，隔膜完全熔化失去隔離作用；當(dāng)溫度攀升至180℃，正極材料開(kāi)始分解并釋放氧氣；在200℃以上時(shí)，電解液大量氣化導(dǎo)致內(nèi)壓急劇升高，引發(fā)電池?zé)崾Э夭⑵鸹?。?dǎo)致這一過(guò)程的主要原因包括過(guò)充引起的鋰離子過(guò)度嵌入，造成正極材料結(jié)構(gòu)坍塌；外部短路導(dǎo)致的瞬間大電流放電；外力擠壓造成的隔膜破損[1]。

在實(shí)際使用中，電動(dòng)自行車(chē)電池通常采用7串3并的組裝方式，單體電池額定電壓為37V，組裝后輸出48V直流電。一旦單體電池起火，由于電池正極材料分解時(shí)會(huì)釋放大量熱量（約790J/g），加之負(fù)極與電解液的劇烈反應(yīng)（約1700J/g），很容易通過(guò)金屬外殼和匯流排形成連鎖反應(yīng)。燃燒過(guò)程中電解液氣化產(chǎn)生的高壓會(huì)擊穿電池殼體，噴射出600℃—800℃的高溫熔融物，導(dǎo)致火勢(shì)快速蔓延。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，電池組起火后僅需5分鐘，溫度就可能攀升至950℃以上。

電池燃燒會(huì)產(chǎn)生多種有毒物質(zhì)，如電解液LiPF6分解產(chǎn)生的氫氟酸（HF，濃度可達(dá)150ppm）和五氧化二磷（P2O5）、正極材料分解產(chǎn)生的重金屬氧化物微粒（PM25可達(dá)1500μg/m3）、高濃度一氧化碳（可達(dá)2000ppm）。其中，HF具有強(qiáng)烈的腐蝕性，50ppm濃度暴露30分鐘即可致死；重金屬氧化物會(huì)在人體組織中長(zhǎng)期蓄積；一氧化碳會(huì)導(dǎo)致組織缺氧。這些危險(xiǎn)特性相互疊加，使電動(dòng)自行車(chē)電池火災(zāi)具有溫度高、蔓延快、毒性強(qiáng)的特點(diǎn)，給消防救援工作帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，深入理解電池的火災(zāi)機(jī)理和危險(xiǎn)特性，對(duì)于構(gòu)建有效的防控體系具有重要的指導(dǎo)意義。

二、防控體系構(gòu)建

隨著電動(dòng)自行車(chē)的普及和火災(zāi)事故頻發(fā)，構(gòu)建科學(xué)合理的防控體系顯得尤為重要。當(dāng)前電動(dòng)自行車(chē)充電場(chǎng)所呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)化集中與臨時(shí)分散并存的特點(diǎn)，這對(duì)防控體系的構(gòu)建提出了更高要求?；陔姵鼗馂?zāi)起火快、傳播迅速、溫度高、煙氣毒性強(qiáng)等特性，防控體系應(yīng)涵蓋技術(shù)防范和管理防范兩個(gè)維度，形成全方位的安全保障網(wǎng)絡(luò)。

（一）技術(shù)防范

在技術(shù)防范層面，需要根據(jù)充電場(chǎng)所的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和管理水平，采取差異化防護(hù)措施。對(duì)于按照工程技術(shù)規(guī)范建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化集中充電場(chǎng)所，采用“監(jiān)測(cè)預(yù)警-防火分隔-自動(dòng)滅火”的三級(jí)防護(hù)體系。其中，監(jiān)測(cè)預(yù)警是整個(gè)防控體系的第一道防線。監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)以D型感溫火災(zāi)探測(cè)器為核心，將報(bào)警溫度設(shè)定在75℃，遠(yuǎn)低于電池?zé)崾Э販囟?80℃，為應(yīng)急處置預(yù)留充足時(shí)間[2]。每個(gè)充電樁配置獨(dú)立的溫度傳感器，通過(guò)RS485總線實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。系統(tǒng)設(shè)置了60℃提醒關(guān)注、70℃強(qiáng)制斷電、75℃聯(lián)動(dòng)消防的三級(jí)報(bào)警機(jī)制，確保早期發(fā)現(xiàn)和及時(shí)處置。監(jiān)控平臺(tái)通過(guò)實(shí)時(shí)分析溫度曲線，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常趨勢(shì)，采用圖形化界面直觀顯示各充電點(diǎn)位的運(yùn)行狀態(tài)，在確保早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的同時(shí)，有效阻斷火勢(shì)蔓延。

為有效阻斷火勢(shì)蔓延，充電區(qū)域可按50m2劃分防火分區(qū)，采用耐火極限不低于200h的防火隔墻，頂棚選用100h防火板。這種設(shè)計(jì)能有效控制火勢(shì)發(fā)展，為人員疏散和消防救援贏得寶貴時(shí)間。相鄰充電車(chē)位間設(shè)置10mm厚的通高防火隔板，避免單體電池起火后的橫向蔓延。分區(qū)之間安裝與火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的防火卷簾門(mén)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)的早期自動(dòng)分隔?？紤]到電池燃燒會(huì)產(chǎn)生大量有毒煙氣，每個(gè)防火分區(qū)配備獨(dú)立的機(jī)械排煙系統(tǒng)，排煙量按60m3/（m2·h）設(shè)計(jì)，確保及時(shí)排除有毒氣體。

除了被動(dòng)防護(hù)，主動(dòng)滅火系統(tǒng)的選擇也至關(guān)重要。在滅火系統(tǒng)選擇上，考慮到水系統(tǒng)對(duì)鋰電池火災(zāi)的局限性，可采用超細(xì)干粉和氣溶膠的組合方案。超細(xì)干粉系統(tǒng)使用粒徑3μm—5μm的磷酸二氫銨，以12kg/m3的密度通過(guò)環(huán)形管網(wǎng)均勻釋放。粒徑的精確控制確保了滅火劑能夠充分?jǐn)U散并包裹火源，實(shí)現(xiàn)快速滅火。同時(shí)，配合固定式氣溶膠裝置，利用其強(qiáng)大的阻燃性能，有效防止復(fù)燃。系統(tǒng)的啟動(dòng)方式包括自動(dòng)和手動(dòng)兩種，提高了滅火系統(tǒng)的可靠性。此外，針對(duì)設(shè)施簡(jiǎn)易、管理薄弱的臨時(shí)性分散充電場(chǎng)所，防控措施以“安全用電、及時(shí)發(fā)現(xiàn)、快速處置”為重點(diǎn)。在用電安全方面，安裝具備過(guò)流保護(hù)、漏電保護(hù)、溫度監(jiān)測(cè)等功能的智能充電樁，選用防水防塵等級(jí)不低于IP65的產(chǎn)品，確保在室外環(huán)境下的可靠運(yùn)行。每路充電回路單獨(dú)配置斷路器，形成獨(dú)立的保護(hù)回路，避免故障蔓延。監(jiān)測(cè)預(yù)警采用帶有聲光報(bào)警和遠(yuǎn)程推送功能的獨(dú)立式感溫探測(cè)器，配備太陽(yáng)能供電和4G傳輸功能，實(shí)現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)測(cè)?；馂?zāi)防控設(shè)施以快速撲救為導(dǎo)向，在充電區(qū)域周邊設(shè)置間距不大于5m的手提式磷酸銨鹽干粉滅火器，保證滅火器材的有效覆蓋。對(duì)于具備給水條件的場(chǎng)所，安裝簡(jiǎn)易消防炮或雨淋裝置，提供更強(qiáng)的火災(zāi)防控工具。

（二）管理防范

在管理防范方面，不同類型充電場(chǎng)所需采取差異化的管理策略。標(biāo)準(zhǔn)化集中充電場(chǎng)所建立完善的安全管理檔案，包括車(chē)輛信息登記、充電設(shè)施維護(hù)保養(yǎng)、安全檢查等內(nèi)容。實(shí)施電子化管理，通過(guò)掃碼充電系統(tǒng)記錄充電時(shí)間、充電量等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)充電行為全程可追溯。這種信息化管理方式不僅提高了管理效率，還為事故原因分析提供了重要依據(jù)。物業(yè)管理人員每班巡查不少于2次，重點(diǎn)檢查充電設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)、線路有無(wú)老化破損、車(chē)輛停放是否規(guī)范等。相比之下，臨時(shí)性場(chǎng)所的管理需要更加注重基礎(chǔ)性工作[3]。臨時(shí)性分散充電場(chǎng)所以落實(shí)基本安全制度為主，劃定固定充電區(qū)域，禁止私拉亂接電線。實(shí)施分時(shí)段管理，避開(kāi)用電高峰期，并對(duì)夜間充電等高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)段進(jìn)行重點(diǎn)管控。指定專人負(fù)責(zé)日常巡查，建立巡查記錄制度，確保管理責(zé)任落實(shí)到位。無(wú)論何種類型的場(chǎng)所，加強(qiáng)人員培訓(xùn)都是提升管理效能的關(guān)鍵。對(duì)管理人員開(kāi)展的專項(xiàng)培訓(xùn)涵蓋電池基本知識(shí)、火災(zāi)特征識(shí)別、設(shè)備操作規(guī)程和應(yīng)急處置流程等內(nèi)容。培訓(xùn)采用理論考核和實(shí)操演練相結(jié)合的方式，通過(guò)案例分析、現(xiàn)場(chǎng)演示等多種形式，增強(qiáng)培訓(xùn)效果。定期組織消防演練，檢驗(yàn)預(yù)案的可行性和人員的應(yīng)急處置能力。除了對(duì)管理人員的培訓(xùn)外，使用者的安全意識(shí)同樣需要提升。

三、防控措施實(shí)施

防控措施的有效性不僅取決于方案的科學(xué)性，還依賴于實(shí)施過(guò)程的規(guī)范性和可靠性。只有將技術(shù)防范和管理措施落到實(shí)處，才能真正發(fā)揮防控體系的作用。

（一）技術(shù)防范措施實(shí)施

電動(dòng)自行車(chē)電池火災(zāi)防控措施的有效性很大程度上取決于施工安裝的規(guī)范性和可靠性。一個(gè)完善的技術(shù)防范體系需要監(jiān)測(cè)預(yù)警、防火分隔和滅火系統(tǒng)三個(gè)層面的協(xié)同配合，共同發(fā)揮作用。其中，監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的安裝質(zhì)量尤為關(guān)鍵。監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)作為整個(gè)防控體系的基礎(chǔ)，其安裝質(zhì)量直接影響火災(zāi)的早期發(fā)現(xiàn)。探測(cè)器的安裝位置、高度和角度都需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，通過(guò)精確計(jì)算確定探測(cè)器的覆蓋范圍，消除監(jiān)測(cè)盲區(qū)。為確保信號(hào)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，溫度傳感器的接線必須采用屏蔽電纜，有效防止外部電磁干擾。系統(tǒng)安裝完成后，須進(jìn)行至少72小時(shí)的持續(xù)運(yùn)行測(cè)試，全面驗(yàn)證各項(xiàng)功能的穩(wěn)定性和可靠性。在確保早期發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，防火分隔設(shè)施的施工質(zhì)量同樣不容忽視。

防火分隔設(shè)施是控制火勢(shì)蔓延的關(guān)鍵屏障。在施工過(guò)程中，防火墻與樓板、墻體之間的縫隙處理尤為關(guān)鍵，必須使用合格的防火封堵材料進(jìn)行嚴(yán)密封堵，確保防火分區(qū)的完整性。防火卷簾門(mén)的安裝需要特別注意導(dǎo)軌的垂直度，通過(guò)反復(fù)的下降試驗(yàn)確保卷簾門(mén)動(dòng)作靈活、密閉嚴(yán)實(shí)[4]?？紤]到電池火災(zāi)產(chǎn)生的有毒煙氣，排煙系統(tǒng)的風(fēng)管制作和安裝不僅要符合防火要求，還要確保系統(tǒng)的供電可靠性，必須采用消防專用電源。作為最后一道防線，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的安裝調(diào)試更需要嚴(yán)格把控。

自動(dòng)滅火系統(tǒng)直接決定了火災(zāi)撲救的效果。藥劑儲(chǔ)存裝置的位置選擇要兼顧系統(tǒng)可靠性和維護(hù)便利性，管網(wǎng)布置要通過(guò)精確計(jì)算，確保最不利點(diǎn)的噴灑強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)安裝完成后，需要進(jìn)行管網(wǎng)強(qiáng)度試驗(yàn)和嚴(yán)密性試驗(yàn)，確保無(wú)任何滲漏。啟動(dòng)裝置的可靠性試驗(yàn)次數(shù)不得少于5次，以保證系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠快速準(zhǔn)確響應(yīng)。然而，技術(shù)措施的有效運(yùn)行離不開(kāi)完善的管理機(jī)制作為保障。

（二）管理措施落實(shí)

管理措施是技術(shù)防范發(fā)揮作用的重要保障，需要從日常管理和應(yīng)急處置兩個(gè)維度構(gòu)建長(zhǎng)效機(jī)制。在日常管理方面，要建立健全各項(xiàng)規(guī)章制度，明確崗位職責(zé)，制定詳細(xì)的工作標(biāo)準(zhǔn)和交接班制度。建立隱患排查和整改臺(tái)賬，做到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處置、限期整改、跟蹤復(fù)查。在人員培訓(xùn)方面，采用理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合的方式，通過(guò)案例分析和現(xiàn)場(chǎng)演示增強(qiáng)培訓(xùn)效果。建立培訓(xùn)考核機(jī)制，將考核結(jié)果與崗位聘用掛鉤，確保管理人員具備必要的專業(yè)知識(shí)和操作技能。應(yīng)急處置必須快速、有序、高效，一旦發(fā)現(xiàn)電池異常，必須按照預(yù)案第一時(shí)間切斷電源，使用專業(yè)的絕緣工具將可疑電池轉(zhuǎn)移至安全區(qū)域。在初期火災(zāi)撲救時(shí)，要選擇正確的滅火器材，干粉滅火器的使用距離應(yīng)保持在3m—5m，確保滅火效果[5]。在人員疏散過(guò)程中，要注意避免人員回流，同時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)警戒。當(dāng)專業(yè)消防隊(duì)伍到達(dá)后，要及時(shí)提供準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)情況，包括起火位置、燃燒物性質(zhì)、被困人員等信息，全力配合救援行動(dòng)。每次應(yīng)急處置結(jié)束后的總結(jié)改進(jìn)也不容忽視。要認(rèn)真分析經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，及時(shí)完善應(yīng)急預(yù)案，查找并整改管理漏洞。同時(shí)，做好現(xiàn)場(chǎng)取證和責(zé)任認(rèn)定工作，為持續(xù)改進(jìn)防控措施提供依據(jù)。通過(guò)不斷地實(shí)踐、總結(jié)和改進(jìn)，逐步提升整個(gè)防控體系的效能。

結(jié)語(yǔ)

電動(dòng)自行車(chē)電池火災(zāi)具有起火快、溫度高、蔓延迅速、煙氣毒性強(qiáng)等特點(diǎn)。通過(guò)構(gòu)建技術(shù)防范和管理防范相結(jié)合的防控體系，采取差異化防控策略，可有效預(yù)防和控制火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。其中，技術(shù)防范需重點(diǎn)把控監(jiān)測(cè)預(yù)警、防火分隔、自動(dòng)滅火三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)；管理防范要健全規(guī)章制度，強(qiáng)化培訓(xùn)演練。只有切實(shí)落實(shí)各項(xiàng)措施，才能從根本上減少火災(zāi)事故。此外，應(yīng)進(jìn)一步完善法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，加大科技研發(fā)投入，不斷提升防控措施的科學(xué)性和有效性。

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