電動自行車充電車棚火災風險評估與防控技術研究

摘要：隨著電動自行車的廣泛普及，充電車棚的消防安全問題日益凸顯。本文通過對電動自行車充電車棚火災風險因素的深入剖析，運用科學的風險評估方法構建評估體系與模型，并詳細闡述了一系列有針對性的火災防控技術，旨在為減少充電車棚火災風險、保障人民生命財產安全提供理論支持與實踐指導。

關鍵詞：電動自行車；充電車棚；火災風險評估；防控技術

引言

近年來，電動自行車憑借便捷、環保等優勢成為大眾出行的重要交通工具之一。充電車棚作為集中充電場所，車輛集中、火災荷載較大，一旦發生火災，極易造成人員傷亡和重大財產損失。因此，開展電動自行車充電車棚火災風險評估與防控技術研究具有重要的現實意義[1]。

一、電動自行車充電車棚火災風險因素

（一）充電車棚火災風險特征

充電車棚火災不僅突發性強、蔓延迅速，還存在一些其他的顯著特征。一方面，火災發生時段往往具有不確定性，電動自行車充電時間不一，全天任何時段都有起火風險，而夜間充電居多，此時人員警惕性低、疏散難度大，一旦起火極易造成人員傷亡和重大財產損失。另一方面，火災撲救障礙多，車棚內車輛擺放密集，通道狹窄，大型消防車輛難以靠近，容易延誤滅火戰機。由于充電車棚多為簡易建筑結構，耐火等級低，在高溫火焰灼燒下極易坍塌，進一步加劇災害后果，給滅火救援和人員逃生帶來重重困難。

（二）充電設備故障風險

充電設備故障引發火災的風險不容小覷。除了線路老化、短路、接觸不良等常見問題，部分充電設備在設計上也存在缺陷。為節省成本，一些低質充電器未采用防火阻燃材料，起火后極易助燃。同時，充電接口插拔頻繁，若接口松動、氧化，接觸電阻增大，充電時會產生大量熱量，成為火源。此外，充電設備的散熱系統若設計不合理，長時間連續工作后熱量積聚無法散發，不僅會損壞設備，還可能引燃周邊可燃物，導致火災事故，對充電車棚安全構成嚴重威脅[2]。

（三）電動自行車電池風險

電動自行車電池風險來源多樣。從電池生產環節看，部分小廠為降低成本，在電芯制造、組裝工藝上偷工減料，使得電池內部結構不穩定，易出現熱失控。在使用過程中，用戶的不良充電習慣，如長時間過充、在高溫環境下充電，會加速電池老化、損壞，提升熱失控概率。電池回收再利用環節缺乏規范標準，廢舊電池拆解、重組過程中若操作不當，可能損傷電池內部隔膜、電極等關鍵部件，重新流入市場后成為“定時炸彈”。

（四）環境與設施風險

環境與設施方面的風險因素眾多。在環境方面，天氣因素影響顯著，高溫天氣使電池、充電設備散熱負擔加重，增加故障概率；潮濕環境易導致線路受潮、短路。車棚周邊若有易燃易爆物品存放，如汽油桶、煙花爆竹等，一旦車棚起火，極易引發連鎖爆炸反應。在設施層面，消防標識設置不清晰或缺失，會導致人員在緊急情況下難以及時找到疏散通道、消防器材位置。車棚內消防應急照明照度不符合要求，會影響火災時人員的疏散逃生視線，增加恐慌情緒，與其他風險因素相互交織，放大了充電車棚的火災危險性。

二、電動自行車充電車棚火災風險評估方法

（一）風險評估理論概述

風險評估理論為剖析充電車棚火災隱患提供了科學依據。其中，事故樹分析法（FTA）以系統可能發生的事故為頂層事件，通過層層剖析找出導致事故的直接和間接原因，構建邏輯關系圖，清晰呈現各因素間的因果鏈，精準定位充電車棚火災誘因。層次分析法（AHP）將復雜問題分層，兩兩比較各層元素的重要性，構建判斷矩陣，經計算確定各風險因素權重，使評估更具針對性，如判定充電設備故障、電池風險在整體火災風險中的相對比重。模糊綜合評價法適用于處理模糊、不確定信息，它將定性描述轉化為定量評價，綜合考慮多種因素影響。鑒于充電車棚風險因素的模糊性，如人員管理水平難以精確量化，該方法可有效整合各類信息，輸出較為客觀的風險評估結果，為后續決策提供有力支撐[3]。

（二）火災風險評估指標體系

構建科學、全面的指標體系是精準評估的關鍵。充電設備維度涵蓋設備老化程度、運行年限、維修記錄衡量；通過檢測觸發閾值，準確判定過充過放保護功能；依據散熱片面積、風扇轉速等參數，評估充電器的散熱性能。在電池方面，考量電池類型、鋰電池熱穩定性、鉛酸電池析氫風險；結合充放電循環次數、內阻變化，監測電池健康狀態；電池使用環境溫度、濕度對其性能的影響。環境設施指標包括車棚通風換氣能力，以每小時換氣次數衡量；檢查滅火器、消火栓等是否齊全、可正常使用；依據建筑材料的燃燒性能，確定車棚建筑耐火等級。

（三）風險評估模型的選擇與構建

在模型選擇上，鑒于充電車棚風險系統的復雜性與不確定性，常結合多種模型的優勢。以層次分析法與模糊綜合評價法聯用為例，運用層次分析法，確定各層級評估指標權重。在目標層下，準則層如充電設備、電池、環境設施、人員管理等各自權重，經專家打分、一致性檢驗得出，反映各部分對火災風險的相對重要性。針對底層指標，利用模糊綜合評價法模糊化處理。例如，對于充電設備故障風險，將線路老化、接口松動等具體因素按“嚴重”“較嚴重”“一般”“輕微”模糊等級評判，結合專家經驗確定隸屬度矩陣，再與權重向量運算，最終綜合各部分結果，構建出完整的充電車棚火災風險評估模型，實現從定性到定量、從局部到整體的風險量化呈現，為風險防控提供精準導向[4]。

三、電動自行車充電車棚火災防控技術

（一）智能充電管理系統

1.充電設備智能監控技術

充電設備智能監控技術依托先進的傳感器與物聯網技術，為充電車棚安全筑牢首道防線。在充電設備內部及線路關鍵節點，安裝高精度電流、電壓傳感器與溫度探測器，它們能實時捕捉細微變化。一旦電流出現異常波動，如瞬間過載或持續微弱漏電，系統立即發出預警；電壓偏離正常充電區間，無論是過壓還是欠壓，監控系統都能敏銳察覺，精準定位故障設備。同時，溫度監測至關重要。當充電器散熱片溫度超出安全閾值，預示著散熱不暢或內部短路風險，系統迅速切斷電源，阻止熱量積聚引發火災，并將異常信息推送至管理人員手機端與監控平臺，實現24小時不間斷智能守護，確保充電全過程安全可控。

2.充電功率智能調節技術

充電功率智能調節技術依循電池特性與實時狀態靈活調配電力。識別接入電池類型，鋰電池與鉛酸電池充電曲線不同，系統自動匹配最佳初始充電電流。隨著充電進程的推進，持續監測電池電壓、溫度變化。若檢測到電池溫度上升過快，表明電池內部化學反應加劇，系統即刻降低充電功率，避免過熱；當電池電量接近飽和，智能切換至涓流充電模式，防止過充。這不僅延長電池壽命，還從源頭上削減因充電不當引發的火災風險，適配不同車況，為每一次充電保駕護航[5]。

（二）電池管理系統（BMS）技術

1.電池狀態監測

電池狀態監測是BMS技術的核心功能之一。通過在電池組內集成多個監測單元，對每節電芯的電壓、電流、溫度進行實時采樣。以鋰電池為例，在正常工作時，各電芯電壓應在極小偏差范圍內波動，一旦某節電芯電壓驟降或驟升，預示著可能存在短路、開路等故障隱患；電流監測可反映電池充放電速率，異常的大電流充放往往是熱失控前奏。溫度監測更是關鍵，電池內部化學反應對溫度敏感，過高溫度極易引發熱失控。BMS系統每秒多次采集數據，繪制動態變化曲線，精準掌握電池健康全貌，為后續故障預警提供堅實數據支持。

2.電池故障預警與保護

基于精準的電池狀態監測，電池故障預警與保護機制迅速響應。當BMS判定電池出現異常，如某節電芯溫度持續攀升且接近熱失控臨界值，系統立即發出高頻警報，既通知車棚現場人員，又向遠程監控中心報警。同時，果斷切斷該電池供電回路，阻止熱失控蔓延至整個電池組。在電池出現過充、過放、短路等極端情況時，保護電路瞬間啟動，以毫秒級速度隔離故障電池，保障充電車棚及周邊安全[6]。

（三）智能火災探測與報警系統

1.煙霧探測器技術

煙霧探測器技術是火災早期預警的尖兵。選用先進的光電式煙霧探測器，內部光源與光敏元件巧妙配合，光線在正常環境下穩定傳播，一旦有煙霧顆粒進入探測腔，光線散射改變光敏元件接收光強，觸發報警信號。此類探測器靈敏度極高，能在陰燃階段更早察覺火情。

2.溫度傳感器技術

溫度傳感器技術與煙霧探測器協同作戰，全方位守護充電車棚。分布于車棚各處的高精度溫度傳感器，實時感知環境溫度變化。在電氣設備過載發熱、電池熱失控初期，溫度會率先出現異常升高，傳感器將這一細微變化轉化為電信號傳輸。與煙霧探測器互補，當煙霧尚未明顯積聚時，溫度急劇上升，超過設定閾值，觸發報警[7]。

3.智能分析與報警系統

智能分析與報警系統作為“智慧大腦”，整合煙霧、溫度等多元信息。它接收來自探測器與傳感器的實時數據，運用內置智能算法深度剖析。一方面，通過對比歷史數據與預設模型，甄別信號真偽，排除人員吸煙、短暫設備發熱等誤報警；另一方面，依據火勢蔓延模型，結合車棚布局、通風情況，預測火災發展趨勢，指導報警策略。

（四）智能滅火系統

1.自動滅火裝置

自動滅火裝置是充電車棚火災防控的關鍵執行單元，其布局與啟動機制都經過精心設計。在車棚頂部及車輛停放密集區域，按照科學間距均勻安裝自動滅火噴頭或滅火裝置。這些裝置具備多種觸發模式，一旦煙霧探測器與溫度傳感器同時發出火災警報或者環境溫度急劇升至特定閾值，滅火裝置將立即自動啟動。例如，干粉自動滅火裝置能在瞬間噴射出干粉滅火劑，覆蓋起火區域，阻斷火焰與氧氣接觸，迅速抑制火勢蔓延；氣溶膠自動滅火裝置通過快速分散的氣溶膠微粒，在高效滅火的同時，對電子設備損害極小，適用于配備智能充電設備的車棚，確保在無人值守時第一時間對火災進行撲救，為后續消防救援爭取寶貴時間。

2.滅火劑選擇與效能分析

干粉滅火劑因其滅火范圍廣、滅火速度快，對于鋰電池、鉛酸電池起火引發的復雜火情都有良好的撲救效果，能迅速冷卻燃燒物、隔絕空氣，阻止火勢進一步擴大。然而，使用干粉滅火劑后，清理難度較大，可能對車棚內設備及車輛造成一定污染。相比之下，二氧化碳滅火劑能在汽化過程中吸收熱量，快速降低環境溫度，不會留下殘留物，對精密電子設備友好。然而，由于其窒息滅火特性，在通風不良的車棚內要謹慎使用，防止人員缺氧窒息。氣溶膠滅火劑綜合了兩者優勢，滅火后無殘留，對環境影響小，滅火效能高[8]。

結語

本文對電動自行車充電車棚火災風險評估與防控技術進行了深入探究。通過剖析火災風險因素，明確充電車棚火災突發性強、致災因素復雜等特點以及充電設備、電池、環境設施等方面的風險隱患。同時，借助科學的風險評估方法與構建的模型，精準量化風險等級。

參考文獻

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