曲世华
(济南市消防教援支队,山东济南250000)
摘要:随着电动自行车、摩托车的普及,其锂电池火灾风险日益凸显,规范充电行为刻不客缓。本文基于济南市现状,分析三类集中充电设施特点及安全现状,揭示存在的主要问题,提出加强宣传引导、应用物联网技术、完善标准法规、因地制宜建设、鼓励单位共建及降低使用成本等对策建议,为集中充电设施建设提供参考。
关键词:电动自行车;电动摩托车;锂电池;集中充电设施;消防安全;北京消防安全评估公司转载自北京消防杂志。
随着我国新能源产业的快速发展,人们选择电动自行车、电动摩托车作为主要出行方式已成为一种趋势。尤其是电动自行车因购置成本低、维护保养方便,正在成为居民短途出行的首选。根据济南市车管所的数据,截至2024年10月,济南全市电动自行车注册登记471.1万辆,其中正式号牌287.4万辆,临时号牌183.7万辆。按2023年济南市常住人口943.7万计算,保守估计电动自行车每100人拥有量不低于49辆。
因锂电池能量密度高,在电动自行车与电动摩托车上被广泛使用。也正是由于其能量密度高,在不规范使用时可能引发热失控,进而导致火灾事故的发生。锂电池火灾具有发展快速、极易复燃、燃烧特性复杂且伴有大量有毒烟气的特点,极易造成“小火亡人”的惨剧,近年来电动自行车起火已经逐渐成为住宅楼火灾的重要原因之一。此外,为了降低成本,部分电池厂家甚至将电动汽车淘汰下来的蓄电池加以改装,安装在电动自行车、摩托车上,更是增加了消防安全隐患。
2021年8月1日《高层民用建筑消防安全管理规定》实施,禁止在高层民用建筑公共门厅、疏散走道、楼梯间、安全出口停放电动自行车或者为电动自行车充电。2022年5月1日《山东省电动自行车管理办法》实施,进一步对电动自行车的停放与充电提出要求。现阶段,随着各部门的大力宣传,广大车主已经认识到电动自行车上楼充电存在公共安全风险,大多数车主已经能够做到首先寻找集中充电设施进行充电。但由于集中充电设施发展缓慢、建设不规范、维护不及时,无法很好地满足巨大的充电需求,成为制约电动自行车与电动摩托车安全使用的关键因素。
1 集中充电设施分类及其特点
现阶段电动自行车、摩托车集中充电设施可以分为以下3类:交流充电桩、充电柜、换电柜。
1.1交流充电桩
由交流充电控制器和配电线路及插座组成,可同时为多辆电动自行车或蓄电池组充电,提供220V交流电源并进行管理的设施。交流充电控制器一般由外壳、输入保护、电器保护、充电控制、电量监控、人机交互和通信等部分组成。使用时用户通过车载充电器将交流充电桩与电动自行车、电动摩托车相连进行充电。该类设施造价低廉、改装方便,可以满足多种电动车辆的充电需求,是现阶段常见的集中充电设施。
1.2 充电柜
通过充电控制器提供多路220V交流电,可为多个蓄电池充电的柜体结构设备。主要由壳体、显示屏、充电仓、电器保护、充电控制器、通信模组、温度控制系统等组成。每个仓内设有交流充电插座,可容纳1个蓄电池。使用时用户将蓄电池放置于仓内,并通过车载充电器与交流充电插座相连进行充电。充电柜一般仍需要用户携带电源适配器,但其实现了蓄电池与车辆分离以及蓄电池的集中管理。其所需的充电区域占地面积远远小于交流充电桩。充电柜体内隔断材料可更换为防爆材料,发生火灾时将危险隔断在某一个充电单元内,避免对其他蓄电池产生影响。并且每一个充电单元内都可以增加自动灭火装置,发生火灾时,在有限空间内喷人大量的冷却水,有效降低蓄电池温度,进而扑灭火灾。但是相比于交流充电桩,也存在不足之处:需频繁取下蓄电池,老年用户接受度较低;部分电动摩托车用蓄电池因体积较大,无法进行充电;建设成本较高,反应在终端上单次充电价格要高于交流充电桩。该类充电设施目前在快递站、外卖员集中区域使用较广泛。
1.3 换电柜
可将交流电转化为直流电,为多个锂离子蓄电池组充电,能实现蓄电池组租赁与交换的柜体结构设备。一般仅适用于对额定电压48V锂离子蓄电池组充电与换电。主要由壳体、充电仓、充电模块、显示屏、通信、温度控制和安全防护7部分组成。换电柜的外观与内部构造和充电柜相似,但是仅允许使用特定厂家生产的一种或几种规格蓄电池进行充电。使用时,用户仅需将蓄电池按要求置于充电仓内,按提示即可取出柜内**电量的电池。由于蓄电池规格高度统一,杜绝了废旧电池改装的可能,厂家也可以对电池寿命进行有效监控,从而从根源上降低火灾风险。此外,还可以通过加装多个蓄电池的方式满足电动摩托车的用电需求。但由于换电柜对蓄电池要求较高,需要车辆安装接口的配合,同时要求某区域内用户比较集中,因此现阶段也主要分布在快递站、外卖员集中区域。该装置安全性高于交流充电桩与充电柜,但使用成本也是三者中最高的。
2 集中充电设施安全现状
2.1集中充电设施数量不能充分满足使用需求电动自行车、摩托车属于高频次使用的交通工具,一般充电频次为每2~5天1次,济南属于暖温带大陆性季风气候区,四季分明,冬季温度基本在零度以下,电池放电性能下降,充电频次更高,全年平均充电频次取中间值3天1次。电动自行车、电动摩托车基本都是白天使用,夜晚充电,按前文保守估计每百人拥有电动自行车49辆,则每百人至少需要18个充电接口。但是在笔者实际走访调研的小区中,尤其是老旧小区,各类集中充电设施鲜能满足上述需求。
2.2集中充电设施质量不能充分满足使用要求由于缺少强制性的标准及认证,各类集中充电设施质量良莠不齐,尤其是加改装比较简单的交流充电桩,普遍存在对触及带电部件的防护不到位、无接地措施、电器间隙和爬电距离过小、绝缘导线接触金属尖端或锐边、无故障和短路保护功能、无过载保护功能、无高温保护功能、无自动断电功能、充电插座不符合相关国标等各种各样的问题「”。集中充电设施使用频率较高,易发生损坏,每天的充电需求比较恒定。如果维保不及时,用户就不得不外接插排,这会进一步提高系统风险。在笔者走访的部分老旧小区中,能够正常使用的充电桩仅有一半,远不能满足使用需求。部分居民只得在插座上外接插排,甚至一个插排上又外接另一个插排,造成插排串接,每个插排上又外接多个充电器。多个插排与充电器互相缠绕,很容易引发短路造成火灾。
2.3集中充电设施充电费用高,影响充电设施使用率电动自行车充电费用由充电电费和服务费构成,居民住宅小区设置的充电设施用电执行居民合表用户电价(现行标准为0.555元/度),充电服务费实行市场调节,由充电设施运营企业自主定价,但充电服务费价格为居民电价的1.5~2倍。充电服务费主要用于弥补充电设施运营企业投资,包括建设、路面硬化和管理维护等成本费用,但有的成本费用中还包括物业分成费用、电价加成费用、场地租赁费用等,推高了充电服务费价格。
2.4集中充电区域设置不合理,消防设施设置不充分
交流充电桩因其加改装方便,是现阶段使用非常广泛的充电设施。居民生活区、商业区内原自行车库(棚)基本均加装了交流充电桩。但大多自行车库(棚)并没有进行防火设计,导致与周围建筑物防火间距不够,缺少必要的消防设施。尤其是在地下的停车库,普遍无防火墙、防火门、机械通风装置、自动报警装置和自动喷水灭火系统,一旦发生火灾,极难扑救。夜间是各类集中充电设施的使用高峰,消防设施设置不充分,导致火灾难以及时发现。此外,电动自行车上往往安装有雨棚、挡风板等易燃物品,极易造成火势迅速蔓延。换电柜、充电柜占地面积小,完全有条件保留充足的防火间距,但笔者在实际走访过程中发现,设施布置时过分迁就用户使用,距离建筑物过近,甚至安置在室内、过道处。结构上这两种设施可以针对每个充电仓进行自动监控与灭火,但实际极少有配备,一般仅在外围配备摄像头与灭火器。
2.5缺少相关的标准法规
相比于电动汽车充电桩,与电动自行车、摩托车集中充电设施相关的标准与法规无论是在广度上还是深度上都有比较大的差距。前期设施设计的主要依据为家用电器、电子电工类产品,但是此类标准适用范围与集中充电设施使用工况还是有所区别。2022年7月,GB/T42236.1—2022《电动自行车集中充电设施》发布,对集中充电设施作出了详细的说明与要求,但又**于电动自行车,不包括实际使用充换电装置较多的电动摩托车。目前,集中充电设施设置主要是参照GB50016—2014《建筑设计防火规范》(2022版)、JGJ100—2015《车库建筑设计规范》执行。2015年12月1日实施的《车库建筑设计规范》增加了非机动车库的技术内容,但缺乏针对电动自行车停放、充电过程中火灾危险性的防火设计。
3 集中充电安全对策和建议
3.1继续联合各部门通过各类媒介加大宜传力度
车主的关心与支持是推动集中充电设施建设不断提升的原点。要继续与宣传、教育、文化、新闻等部门联动,定期开展消防安全宣传教育以及利用群众喜闻乐见的形式开展消防宜传活动,普及电动自行车消防安全常识,对具有典型教育意义的火灾案例,及时进行报道。结合公安派出所日常社区警务工作以及居(村)委消防工作站网格化管理工作,深入社区群众,加强对电动自行车安全使用的针对性宣传教育,张贴电动自行车消防安全提示宣传海报。探索针对典型案例拍摄短视频,通过抖音、小红书等平台加大新媒体宣传力度。
3.2通过物联网技术杜绝重点区域电动自行车上楼充电现象
在集中充电措施能够充分满足使用需求的区域,可升级电梯内视频监控设备,当检测到有电动自行车辆进人时,发出声光警报,并停止电梯的运行。在流动人口较多的区域,可在住户人户电表内加装电动自行车电流指纹监测设备,当监测设备检测到蓄电池的电流指纹特征时,设备自动识别预警并上传报警信号到监控平台,通知房东等相关责任人**时间响应处置,必要时进行强制断电。
3.3完善顶层设计,加快相关标准、法规的发布
从现行国家、行业标准实施情况看,《城市居住区规划设计标准》规定电动自行车停车场宜配置充电控制设施,《住宅物业消防安全管理》要求有条件的可设置固定集中的电动自行车充电点或设置带安全保护装置的充电设施。2023年7月,GB/T42236.1—2022《电动自行车集中充电设施》实施,对电动自行车集中充电设施进行了定义,并提出了较为详细的建设要求。同月,济南市住房和城乡建设局发布了《济南市住宅品质提升指引(试行)》,要求小区应就近布置集中电动自行车停车棚,充电设施安装到位。2025年6月,山东省住房与城乡建设厅发布JD37-002-2025《既有住宅小区电动自行车充停场所建设技术导则》,较为详细地从选址、设施设置、电器要求、消防设施等方面规范了既有住宅小区电动自行车充停场所设施的建设要求。2025年7月,国家消防救援局等部门印发《电动自行车共享换电工作指南(试行)》,对共享换电设施的发展提出了指导性的意见。可以看出国家层面的顶层设计不断完善,相关的标准、法规也在有序地制定、发布之中。
3.4严格遵循各项法规要求,因地制宜选择合适的集
中充电措施推动既有住宅小区“能建尽建”,针对场地资源紧张的小区,建议在小区内楼旁、墙边等处建设符合安全规定的充电柜或换电柜,满足电动自行车充电需求。为满足电动摩托车充电需求,建议改建绿地,通过保留或配植高大乔木,结合树下林荫空间建设交流充电桩,地面采用透水嵌草铺装,鼓励对停车棚等上盖进行垂直绿化,保持居住区绿地属性不改变。对于新建小区,建议在规划审批环节,严格落实有关非机动车停车场(库)设置规定,将交流充电桩停车库(棚)和充电柜纳入项目配套,明确布局和配建比。
3.5鼓励各企事业单位建设集中充电设施
电动车辆作为居民日常出行的主要交通工具之一,使用上有着很强的潮汐规律,即白天多停放在商业区、工业区,夜间多停放在居民区。相比于居民小区内建设集中充电存在建设难、维护难等问题,在商业区、工业区内建设则相对要容易。建议通过行政鼓励、财政支持等方式引导有条件的企事业单位利用单位院内现有场地,按照标准建设充电设施和停放场所,做好本单位职工电动自行车充电服务,提侣“满电回家”,成为住宅小区充电设施的有效补充。
3.6降低居民使用集中充电设施的费用
严格落实《国家发展改革委办公厅市场监管总局办公厅关于规范电动自行车充电收费行为的通知》(发改办价格(2024)537号)相关规定,充电费用实行价费分离,居民住宅小区内的电动自行车充电设施用电、充电设施运营单位向用户收取的电费均执行居民合表用户电价。政府加大对建筑产权单位、使用单位和居住区物业服务企业等管理单位主动让利的引导力度,引导企业合理确定充电服务价格标准,鼓励采取财政补贴、延长签约运营期等方式,引导社会力量积极参与停放充电设施建设,大幅降低充电服务费用,让群众“能承担”“愿意用”。
4 结束语
电气化出行的趋势不可逆转,但由于锂电池本身的材料、结构特性导致其在不规范使用情况下极易造成“小火亡人”的事故。大力建设符合规范的集中充电设施是解决该问题的主要方法。现阶段集中充电设施存在数量、质量、安全性上不能充分满足居民需求的问题,充电费用过高影响充电桩使用率。各相关部门应继续加强顶层设计,尽快出台相关标准、规范,加大集中充电设施消防安全管理力度,严防火灾事故发生。
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