电动自行车火灾危险性分析及现场勘验

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电动自行车火灾危险性分析及现场勘验

中国消防在线| 时间： 2012-11-22 | 安徽芜湖市消防支队 | 作者： 王庭文

摘 要：随着我国经济建设的不断发展，电动自行车行业迅速崛起。电动自行车的大量使用，由于使用者在充电、维护等方面不注意消防安全造成的火灾也日益增多，本文通过对电动自行车原理、火灾危险性分析，研究了火灾现场的勘验。

关键词：电动自行车，原理，火灾危险性，现场勘验 1 前言

随着我国经济建设的不断发展，电动自行车行业迅速崛起。电动自行车的大量使用，极大地节约了燃料资源，有效地减少了环境污染，具有无排放、成本低，满足大众化需求的众多优点，受到了老百姓的欢迎，在未来的交通工具中将占有不可替代的重要地位，目前，全国电动自行车年总产值达1000亿元，然而，由于在使用者消防安全意识淡薄，在充电、维护方面不注意消防安全引发火灾，给人民群众生命和财产造成损失。

如：2008年11月15日12时43分，芜湖市镜湖区长街小商品市场B区的商住楼因一层市场99号商铺的客户给电动自行车充电造成塑料扣板吊顶内线路超负荷引发生火灾，火灾过火面积3000余平方米，火灾烧毁市场商铺内存储货物等物品，火灾直接财产损失983万余元。2008年12月5日晚，位于铜陵市淮河路体育馆南侧的沙河商业网点9号门面发生火灾，虽经消防人员全力扑救，仍然造成5人死亡，其中有3名未成年人，火灾原因为电瓶车长时间充电引起充电器线路短路造成火灾。

从上面案例可以看出，电动自行车火灾具有隐蔽性强、起火原因复杂等特点，因此，做好电动自行车火灾原因认定工作，对于预防这类火灾的发生，具有十分重要的作用。

2电动自行车的原理 2.1 电动车整体构造

电动车整体构造其实很简单，基本上是在自行车的基础上加上“四大件”（电池、控制器系统、电机、充电器），就成为一个简单的电动车。由电池提供能源，通过控制器供给电机电能，电机把电能转换为机械动能，驱动电动车行驶。

控制器系统是电动车的大脑，全面检测各组件状态，根据骑行者的指令，准确控制电机的起动、加速、减速制动。

2.2 电动车“四大件” 2.2.1电机及电机分类

电动车一般使用直流电机，有很多品种，不同形式的电机其特点也不一样。且根据不同使用环境与目的使用不同的电机。现将电机的分类与特点介绍如下。

此处涉及的电机都是旋转式电机。旋转的部分叫转子，不转的部分叫定子，转子和定子之间靠磁场同性相斥、异性相吸的作用力作相对运动。

直流电机转子和定子的磁场可以全部由线包（也叫线圈、绕组）产生，也可以一半（指定子或转子之一）使用永久磁铁。由此，直流电机可以分成串激电机和永磁电机两大类。

串激电机的转子和定子磁场全部由线包绕组产生，定子绕组产生恒定方向的磁场，也叫激磁磁场。


永磁电机的转子和定子磁场，其中一个由线包绕组产生，一个使用永久磁铁。按照电机的通电形式，永磁直流电机又可以分为有刷电机和无刷电机两大类。如按转速分，可以分为高速电机（大于2000转/分）与低速电机（小于2000转/分）。从电机本身带不带齿轮减速机械装置，又可以分为有齿、无齿电机。高速电机用于电动车，需要经过齿轮减速，一般为有齿电机，低速电机一般为扭矩输出不经任何减速的无齿电机。但有些转速稍高的低速电机可以经过电机外加减速装置减速，这在代步三轮车中经常使用，这种链条传动的小轮带大轮盘的方式，噪音较小，效率还是比较好的。

目前，电动自行车上使用的电机普遍采用永磁直流电机。由于不采用线圈激磁的方式，就省去了激磁线圈工作时消耗的电能，提高了电机的机电转换效率，这对使用车载有限能源的电动车来讲，可以降低行驶电流，延长续行里程。

电动自行车使用的电机一般是轮毂电机，具体又细分为：有刷无齿、有刷有齿、无刷无齿、无刷有齿。如果将电机、辐条、车圈做成一体，有个另外的名字叫一体化轮毂电机。电机辐条、车圈分开的，受冲击时缓冲性好于一体化的，但坚固程度不如一体化的。

有刷电机（串激电机也是有刷电机）内部有电刷（碳刷）和换向器，换向器学名也叫整流子。电动车电机的换向器大多为平面状的（不是圆柱状）。有刷电机里面碳刷顶在换向器表面。电机转动时，将电能通过换向器输送给线圈，由于其主要成分是碳，故此称为碳刷。碳刷易磨损，应定期维护更换，并清理积碳。在有刷电机里面，装置并保持碳刷位置的机械导槽叫刷握，俗称碳刷架。换向器具有相互绝缘的条状金属表面，随电机转子转动时，条状金属交替接触电刷的正负极，实现电机线圈电流方向交替变化，完成有刷电机线圈的换向。

无刷电机没有电刷和换向器，由控制器根据转子的位置，为电机里面的线圈提供不同方向的电流，达到电流方向交替变化的目的。无刷电机，分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。目前电动车行业内使用的无刷电机，普遍采用有位置传感器的无刷电机。

笼统地讲，无刷电机的效率高于有刷电机；高速电机的效率高于低速电机；有齿电机的扭力高于无齿电机；货运大功率三轮等串激电机普遍使用行星减速机构。

2.2.2 控制器及控制器分类

控制器按照与之相配的电机不同可分为:有刷控制器和无刷控制器两类. 按照功能不同可分为：普通型和智能型两类。智能型一般具有助力、定速等功能。按照电路形式可分为：纯硬件型和软件型两类。纯硬件简单、造价低；软件型造件高，但功能齐全，可靠性更高。

2.2.3电池及电池分类

电动车常用电池可分为：铅酸电池、锂电池、镍氢电池。铅酸电池重量大、体积大、性能稳定，但对充放电要求严格。镍氢和锂电池重量小，体积小，但价格贵。铅酸电池又可为：普通铅酸电池和胶体铅酸电池。胶体铅酸电池的电解质为胶状，其优点为：自放电小，比普通电解液及密封电池更耐贮存。由于胶体内电阻小，因此耐浓度放电性能好。由于耐充放性能优良，所以又有相当好的恢复性能。耐低温，在低温条件下使用比普通铅酸电池效果好。允许环境温度为：-25至+50度。

2.2.4 充电器及充电器分类

充电器按照电路结构分为：恒流充电器、恒压充电器、恒压限流充电器、智


能三阶段充电器、快速脉冲充电器等。其中，智能三阶段充电器性价比最高，用量最大。按照电压高低可分为：24V、36V、48V三种。按与之相配的电池容量大小可分为：10AH、20AH两种。按照充电形式可分为：串联式充电和单体均恒充电两种。其中串联式充电性价比高，用量大，单体均恒充电效果最好，能明显延长电池寿命，但造价高。

2.2.5电动车其它部件

电动车其它部件包括：速度表、电量显示表、灯控系统、整车总成线、助力系统、机械传动系统。

3 电动自行车的火灾危险性

电动自行车，作为一种交通运输工具，以其便捷、省电、轻松等优点而受到人们的青睐。但是，事物总是一分为二的，如果从消防的角度来看，电动自行车也有相当的火灾危险性，主要体现在：

3.1电动自行车充电电源线路线径不够,通电量小，容易造成电源线路超负荷引发火灾

目前，随着业主拥有电动车数量不断增多，一些小区物业没有请专业人员就在停车场安装充电线路和一些充电插座，方便车主给电动车充电。有的插座数量不够，就只能多安装一些接线板，加上电动车停放不齐，电线便如蜘蛛网般交织在一起。这种私拉乱接的线路、插线板，极易引起线路超负荷，导致火灾事故发生。而一块接线板上同时插上多个充电器，发热量会加大，也很容易引发火灾。

3.2电动自行车车体线路老化，绝缘层破损引起短路、漏电、接触不良等引发火灾

电动自行车是由电池供电提供给电机启动电源，其车体内的电气线路主要用于传导装置及各控制装置，因此经常受到电机传导的热量、振动以及行车时振动的影响，线路的绝缘层很容易损坏，绝缘层损坏后，很容易形成短路、漏电、接触不良，甚至由此燃烧起火。

3.3电动自行车在行驶过程中遇水使电机、线路接插件潮湿引起短路、漏电造成火灾

夏季也是雨水集中的季节，由于受降雨影响，电动车经常"趴窝"。众所周知，一般电动车对控制器、电瓶、电机等都有防水措施，但这并不意味着电动车可以随意在雨天"徜徉"。在雨天尤其是大雨天骑电动车行驶，易把电动车泡坏，电动自行车遇水容易使电机、线路接插件潮湿引起短路、漏电、接触不良等造成火灾。

3.4使用不合格的电动车电池易引发火灾

使用充电器插头（正负极）与整车电池的插座不配套，使用非标的和质量低劣的充电器对电池进行充电，引起火灾。

3.5高温环境下充电容易引发火灾

高温环境下充电主要存在过充电的问题，温度升高使充电器内各活性物质的活动度增加，反应充分剧烈，因此充电时反应速度快，充电电流大，容易引起电池爆炸起火。

3.6充电时间过长也是引起电动车自燃的主要原因之一。 电动车自行车长时间充电，充电器内因电子元件过热很容易导致线路短路并出现火花，易引发火灾。许多电动车车主下班回家后就给电动车充电，一直到次日七八点上班时才拔下充电器，每次充电时间都超过了10小时，容易造成电线老化短路，引发火灾。

3.7电动车车主充电时操作不当，操作顺序不对引起火灾


电动车车主充电时操作不当，操作顺序不对，长时间将充电器连接在交流电源上；以及超过规定年限使用车辆，这些都很容易引起电动车线路短路自燃。由于充电过程中充电器产生一定的热量，有的车主没有把电池放在空旷通风处进行充电，还有的在充电时用外物覆盖充电器，容易损坏充电器并导致电池积热，甚至造成火灾事故。

3.8夜晚给电动车充电发生火灾是造成重大人员伤亡和火灾损失扩大的重要原因

有的电动车车主下班回家后，睡觉前把电动车搬进室内给电动车充电一直到次日，由于夜间睡觉不能及时发现电动车火灾，往往是造成重大人员伤亡和火灾损失的扩大。

4 电动自行车火灾的勘验

准确无误的确定起火部位，认定起火点，是查清电动自行车火灾原因的重要前提条件。为了查证是否为电动自行车火灾，应当首先查明起火点。

4.1起火点的勘验

电动自行车火灾起火点具有明显的特征，即在起火点处会产生大量的烟薰痕痕迹，一般是电动自行车部位燃烧最为严重，并以此向外逐渐减轻。

4.1.1通过人证证明起火点

电动自行车部件大部分是由塑料制成的，这些塑料件和电动自行车电池中的酸、碱物质燃烧都会产生大量烟，有利于人们在第一时间能够发现电动自行车火灾初始情况。可以通过现场询问了解第一发现人和在场的有关人员，从而确定起火点。

4.1.2根据现场燃烧、蔓延痕迹认定起火点

起火点和起火部位，是火灾发生、发展、蔓延的初始区域，是勘查的重点，是查清电动自行车火灾原因的重要前提条件。因此在勘查时，一是要注意观察现场中垂直物体受火面和受火烧烟熏、炭化、变色、变形、熔流等痕迹变化程度。在受烧电动自行车的上部、地面物体会有比其它部位被火烧烟熏、炭化、变色、变形、熔流更严重。二是要注意并观察平面物体倾倒方向、坍塌先后顺序和平面物体受火烧烟熏、炭化、变色、变形、熔流等痕迹变化程度，这些平面上摆放的物体迎火面都会指向电动自行车部位。综合起火点处垂直和平面物体的燃烧痕迹，根据火场残留物被烧的轻重程度，如果为电动自行车处的燃烧局部烧得重，并有以此为中心向外连续蔓延痕迹的部位，一般将可以确定为起火点。

4.1.3根据现场其它痕迹认定起火点 电动自行车充电场所一般都有电气线路，火灾时有时会在线路上造成短路痕迹，一般情况下，现场中离已动作的保护器(配电盘)最远的一个电熔痕就是最先(第—个)形成的电熔痕，可能在这个电熔痕位置附近，其他部位形成的电熔痕指出了火势。还有的现场有摄像或自动消防设施，可以调取验证电动自行车起火点的认定和蔓延的顺序和方向

4.2起火点的勘验及其残骸（体）的提取 4.2.1电动车充电器通电状态勘验

电动自行车充电器插销与插座插在一起处于通电状态；若插座分开，首先要看其所在部位是否在同一部位，后再观察其插片、插座的颜色是否一致。如果已经脱离则必须仔细检查，可对插头的颜色和燃烧状态来进行鉴定。如插头连接在插口的情况下，插头的接触片、接触插口内部的表面，被烟熏的不一定严重，一般仍然保留着原色，这说明是后拔掉的。如果插头、插口都被熏黑，附有炭渣，


说明着火当时是没有连接在一起，即着火前处于断电状态。

同时要对插头插座的位置进行判断。一般情况下插头、连结导线、充电器是连成一体的，当拔下插头时，往往与充电器一起放置在远离插座的位置上。如果在现场发现插头、插座在高温下烧毁，且分离开来，表明火前处于断电状态。如果现场发现插头、插座在高温下烧毁位置在一起，那么，就要考虑插头可能插在插座上了，用电器及连结导线是处于通电状态。如果插头与插座内铜片有相对应的缺口或熔融痕迹，可作为判定可作为判定接触不良起火。

4.2.2充电器及其线路的勘验

①现场勘验判别充电器的种类、型号、功率以及生产厂家；②查看充电器线路及对应插座的容量；③充电器的插头和插座内金属片是否有变色、烧烛、熔化痕迹，有的形成熔珠；④供电电线是否有熔痕，供电保护装置是否动作；⑤充分电器内部是否有因高压故障而造成保险丝熔断，低电压造成漏电和短路形成金属喷溅和熔痕。⑥连接充电器的线路是否因电池的热失控而形成的线路电流骤然增大而造成线路发热绝缘层脱落等现象。对存有内部故障的充电器残骸（体）应整体固定、提取和封装，对连接该充电器存有熔痕或者绝缘脱落的线路同时进行提取。

4.2.3电动自行车电池的勘验

电动车使用的电池一般为铅酸电池，电解液是由稀硫酸和水组成的。充电过程中，难以避免失水，充电模式不一样，失水也不一样。因此该电池一般容易出现失水、硫化、失衡和热失控（充鼓）等四种问题现象。电池在不断的充放电使用过程中，会不断的失水，失水会加重电池的硫化；硫化又会加重电池的失水，易形成恶性循环，造成充电失衡，最终引起温度升高，释放大量热量，形成热失控。

首先现场判别电池的种类、型号、容量以及生产厂家；其次，对电池的外观和内层进行观察，表面塑料外壳是否存在非外部火烧造成的软化热变形痕迹。内部电解液是否发生色变形成红色或者黑色，严重会形成墨黑或呈现泥浆状，极板处是否有软化变形，其他相邻的金属构件是否有高温作用形成的氧化变色及变形痕迹。电池放置部位相邻的可燃物质表面是否有热辐射或者引燃现象。

4.2.4电动自行车高速器、电机及车体线路的勘验

①观察电动车高速器及电机内部线圈是否存在局部短路；②转向器内部是否出现变黑，表面粗糙。在有刷电机中，碳刷与转向器之间易接触不良造成局部高温、打火。③车体线路是否出现绝缘层老化短路或接触不良。

在现场提取现场残骸（体），判别其型号、种类，重点在于查明插头插座、充电器、电池、线路种类和状态。要注意发现、固定、提取电动自行车及部件烧毁残骸，并仔细观察其燃烧特征送鉴定机构鉴定。

现场中如发现电动自行车及部件（充电器、电池）烧毁的残骸和连结的电源线、插销片及插座残骸后，首先要放比例尺拍照固定，然后再提取保存。提取后要注意观察其燃烧特征。看是由内向外燃烧，还是被外火烧毁。插片有无烟熏痕迹，电源线是否有熔珠或熔痕，并详细记录。

4.3 查明电动自行车使用情况

4.3.1 通过当事人了解获取起火前电动自行车通电、使用的情况，查明通电时间和使用时间，特别要查明电动自行车充电器断电过程，这是认定电热毯火灾的重要依据。

4.3.2 通过当事人了解查明起火部位电气线路情况。特别要查明充电线路，


插座与电路在何处用什么规格的电线连接，插座固定的位置及型号等情况。

4.3.3 通过当事人了解电动自行车及充电器、充电电池种类型号，特别要查清电动自行车及充电器、充电电池相匹配等。

4.3.4 查明起火前电动自行车原始位置并判明与周围情况的关系。 4.3.5 查明起火部位电路平时电压变化情况和电路保护装置设置情况。

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