電動自行車集中充電設施標準的安全項目評估

朱應陳 李小利 劉亞云

摘 要：本文介紹了電動自行車集中充電設施的產品分類和標準現狀，分析了相關起火事故的風險因素，并基于充電安全風險點，指出團體標準先進性的不足以及現行國標與行標中“同品異標”的矛盾。據此，提出了若干問題和建議措施，包括建議對標提升的充電安全項目，修訂交叉重復行業標準的必要性，建立強制性國家標準的必要性，以及強化標準執行后的風險監測與研判等。為提升電動自行車集中充電設施的質量安全，推動相關標準的制修訂，提升產業綜合治理水平和高質量監管帶來參考和啟示。

關鍵詞：電動自行車，集中充電設施，充電樁，充電柜，換電柜，標準評估，充電安全

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.07.037

0 引 言

近年電動車起火事故頻發。據國家消防救援局通報，2022年前10個月，電動助力車及居住場所內蓄電池故障等火災共發生1.8萬起，比2021年同期上升25.7%，呈連年攀升趨勢[1]。國務院安全生產委員會辦公室于2022年8月印發《加強電動自行車全鏈條安全監管重點工作任務及分工方案》，要求加快鋰電池和充電器等關鍵核心部件強制性國家標準的制定，推動完善電動自行車充電設施[2]。目前，電動自行車用充電器國家強制標準出臺，蓄電池國家強制標準已立項在研，作為公共充電重要一環的集中充電設施也正大步邁入百姓生活。據“全國標準信息公共服務平臺”顯示，電動自行車集中充電設施的多項推薦性國家標準、行業標準和團體標準均已發布，相關標準的出臺將為公共場所的充電安全進一步筑牢安全防線?；诔潆姲踩L險點，對多項團體標準的技術指標，以及現行國行標之間重復交叉的技術指標進行了先進性分析。

1 產品和標準概況

1.1 產品分類

根據最新國家標準和行業標準的適用范圍及其術語定義，將集中充電設施分為以下四類：

（1）直流充電控制器（直流充電樁）：具有直流輸出電源通斷控制、充電安全控制、計量計費功能于一體的直流供電裝置，該裝置可直接為電動自行車用電池提供相匹配的直流充電電源[3]。

（2）交流充電樁：由交流充電控制器和配電線路及插座組成，可為多輛電動自行車或蓄電池組同時進行充電提供220 V交流電源并進行管理的設施[4]。

（3）換電柜：采用柜體結構，將交流電轉換為直流電，具有為多個電動自行車用鋰離子蓄電池組進行充電，能實現蓄電池組租賃和交換的設備[4]。

（4）充電柜：采用柜體結構，通過充電控制器，提供多路220 V交流電，為多個電動自行車用蓄電池組進行充電的設備[4]。

1.2 現行標準

根據全國標準信息公共服務平臺信息，近年國內電動自行車集中充電設施主要產品標準見表1。

2 起火事故分析

2022年電動自行車集中充電起火事故多發，各類設施均有涉及，如：2022年5月14日夜21時深圳南山區西麗街道的電動車智能充電柜起火[5]；2022年7月5日晨2時上海金山區電動自行車電池換電柜起火[6]；2022年7月7日晨6時三亞市吉陽區臨春河路的充電樁處起火[7]等。集中充電設施雖極大改善了電動自行車充電環境，減少了人員傷亡事故，但起火、煙霧、爆炸等安全事故仍時有發生，威脅著人身及財產安全。為提高相關標準的安全管控要求，宜作進一步的風險因素分析，主要問題如下：

（1）接入劣質（異常）的充電器及電池。與交流充電設施連接的多為用戶自用的充電器及電池，劣質充電器及電池缺少過充保護功能。充電設施無法自動識別并斷開非匹配或工況異常的電池及充電器，不利于熱失控和起火的防控。

（2）溫感控制功能缺失。充（換）電柜電池倉散熱條件差，高溫環境（如夏季）或夜間無人值守，設施無溫度感應功能（或失效），持續過充有損電池壽命，同時加劇了電池熱失控的風險。

（3）電氣保護功能不足。設施不具備欠壓、短路、過電流、漏電等電氣保護功能，存在電擊和電氣火災的風險。設施外殼防護等級低，不能滿足標準要求的防塵、防水、防潮、防鹽霧、防銹蝕等級，加劇老化和失效。部分樁體、柜體等可導電部位未做有效接地，存在引發電擊、觸電等事故的風險。

（4）防火隔熱及消防功能缺失。充（換）電柜的電池倉之間沒有效防火隔熱功能，存在單倉電池火災威脅其他倉電池安全的風險。電線電纜等非金屬材料未采用防火阻燃類型，存在火災風險。充電場所未設置消防器材及防火隔離，不利于控制火災風險。

（5）安裝不規范。配電線路敷設不規范，導線及電氣設備無保護，違規“飛線”充電，存在火災風險。充（換）電柜配備導線和電氣設備不滿足荷載要求，存在電氣安全和電氣火災風險。柜體多緊帖墻壁放置，散熱條件差，存在火災風險。

（6）預防和監測功能缺失。設施缺少視頻監控，充電參數缺少遠程監控，未建立智能聯網監管系統，無法對充電現場和過程實時監測和告警，不利于事故的及時預防和充分追溯。

3 標準對標分析

3.1 直流充電樁

針對直流樁可能存在的充電安全風險，選取超溫保護、過充保護、防火阻燃、電池適應性、輸出短路保護、輸出極性切換、防觸電保護、防護等級等關鍵項目（見表2），對標分析可以看出：

（1）部分團標缺少電池適應性、輸出極性切換（或反接防護）、防火阻燃等充電安全項目。缺少電池適應性的控制，可能存在對不匹配電池（如不同類型、電壓等）充電的風險；缺少輸出極性切換（或反接防護），對電池反向充電無法識別和控制；缺少防火阻燃項目，未明確規定非金屬材料的指標要求。相關項目的缺失，輕則減損電池使用壽命，重則引發熱電池失控和起火。

（2）部分團標項目的指標低于行業標準，如超溫保護中的溫升指標超過行標規定范圍（金屬表面30 K、非金屬表面40 K），斷電保護溫度設置高于行標規定（65℃）；過充保護后的充滿延時關斷時間長于行標規定（1 h限值）。

（3）各團標的室外防水等級較優，甚至達到防噴水（IP55），高于行業標準規定的防淋水要求（IP53）。

3.2 交流充電樁

針對交流樁可能存在的充電安全風險，選取防火阻燃、輸出短路保護、充滿斷電、空載保護、室外防護、超溫保護等關鍵項目（見表3），對標分析可以看出：

（1）2023版團標關鍵充電安全項目較為齊全，與國標項目指標基本保持一致。2022版團標項目缺少空載保護，若空載輸出危險電壓則會有觸電的風險；缺少超溫保護，當充電溫度過高時無法及時切斷輸出；未規定主回路線纜的燃燒要求，不利于主回路線纜的阻燃防火。

（2）相較國標GB/T 42236.1—2022，行標JB/T 14055—2022和NB/T 10690—2021項目存在一定不足，包括行標均未規定主回路線纜的燃燒要求；行標JB/T 14055—2022室外防護未至防濺水等級（IP54），最長充電強制斷電時間（12 h）超過國標規定（8 h）。

（3）相較多數交流樁標準，國標GB/T 42236.1—2022未規定超溫保護項目，對于異常工作溫度的識別和控制還存在一定不足。

3.3 充（換）電柜

針對換電柜可能存在的充電安全風險，選取充滿斷電、輸出短路保護、空載輸出危險電壓、室外防護、聯網通信、溫度控制功能、輸出反接保護、防火阻燃、消防要求、充電截止電壓等關鍵項目，對標分析見表4。

充電柜的充電安全風險基本參照前述換電柜，但部分項目不適用（如充滿斷電、輸出反接保護、充電截止電壓等）。充電柜基本為220 V交流輸出，當連接用戶的充電器充電時，難以識別電池的過充、反接，以及與非國標車電池（48 V以上）的接駁狀態，不能控制由于適配不當帶來的安全風險。

通過以上對標分析可以看出：

（1）部分團標未規定換電柜輸出反接保護，對電池反向充電無法識別和控制；室外防護較弱，未達到防塵等級（IP54）；未規定主回路線纜的燃燒要求，不利于主回路線纜的阻燃防火；消防要求較低，單倉電池熱失控時對其他倉防護要求不足。

（2）行標NB/ T 10690—2021相較國標GB/ T42236.1—2022缺少多個安全項目。缺少對空載輸出危險電壓的控制，在誤觸輸出端時有觸電風險；缺少溫度控制功能，當柜內工作溫度超限時未有相應散熱或加熱措施；缺少防火阻燃項目，非金屬材料和線纜不能有效阻止起火發生和蔓延。此外，換電柜缺少對輸出端連接異常的控制，當輸出端反接、錯接和接觸不良時存在設施損壞、發熱和起火的風險；換電柜缺少連接非國標車電池（48 V以上）的控制，存在用戶使用超標電池或混用不同電壓等級電池的風險。

（3）國標GB/T 42236.1—2022的充（換）電柜項目，鑒于多倉同時充電的工況，宜進一步強化倉間防火隔熱、單倉煙感功能等要求，降低單倉電池熱失控而殃及其他倉的連鎖風險。

4 問題與建議

（1）充電設施團標先進性不足，宜對標提升關鍵安全項。直流充電樁團標對標JB/ T 14055—2022，宜提升防火阻燃、電池適應性、輸出極性切換（或反接防護）、超溫保護、過充保護等項目。交流充電樁團標對標GB/T 42236.1—2022，宜提升空載保護、防火阻燃等項目。換電柜團標對標GB/ T42236.1—2022，宜提升輸出反接保護、室外防護、防火阻燃、消防要求等項目。根據《中華人民共和國標準化法》，國家鼓勵社會團體、企業制定高于推薦性標準相關技術要求的團體標準、企業標準[8]。推薦性標準是政府推薦的基本要求，企業和社會團體要在市場競爭中占據優勢，提升產品的安全性和自身與行業的競爭力，不能僅滿足于推薦性標準的基本要求，而應積極制修訂高于推薦性國家標準的團體標準。以上兩項國標行標均于2023年正式實施，各團體標準宜錨定新標準的充電安全項目開展制修訂工作。

（2）同產品國標行標有差異，建議加快行標復審和修訂。交流充電樁同時執行國標GB / T42236.1—2022、行標JB/ T 14055—2022和NB/ T10690—2021，兩個行標在防火阻燃、充滿斷電、室外防護等項目上均存在指標較低的情況。充（換）電柜同時執行國標GB/T 42236.1—2022和行標NB/T 10690—2021，行標缺少多個充電安全項目的管控要求，包括空載輸出危險電壓、溫度控制功能、輸出反接保護、防火阻燃、充電截止電壓等。根據《行業標準管理辦法》，行業標準不得與有關國家標準相抵觸，有關行業標準之間應保持協調、統一，不得重復[9]。由于上述行標先于國標發布和實施，建議加快推進行業標準的復審和修訂工作。

（3）“同品異標”執行有漏洞，建議統一要求推動強標制定。集中充電設施多個標準同時推薦執行，關鍵項目和指標規定不一，標準執行缺乏強制性，不利于電動自行車充電安全管控和行業的健康發展。針對集中充電起火依然頻發的現狀，進一步表明提升標準質量的必要性和緊迫性?！吨腥A人民共和國標準化法》規定，“對保障人身健康和生命財產安全、國家安全、生態環境安全以及滿足經濟社會管理基本需要的技術要求，應當制定強制性國家標準”[8]。建議明確安全底線項目和指標，加快推進電動自行車集中充電設施強制性國家標準的制定，盡早在全國范圍內形成統一、有效的技術規范和管理體系。

（4）對標先進標準研判風險，建議加強該領域質量監管。交流充電樁、充（換）電柜的國家標準GB/T 42236.1—2022，對充電安全項目規定更為具體，要求更為嚴格，其他標準均有一定的技術滯后。建議市場監管部門以該標準為技術依據，利用監督抽查或風險監測手段，對在產或運營的集中充電設施進行質量摸底，研判可能存在的安全風險，作為設施改良升級以及標準進一步制修訂的依據。

參考文獻

[1]國家消防救援局.交通工具類火災占到全國火災總數9.8%[EB/OL].（2022-11-09）[2023-11-24]. https：//www.119.gov.cn/qmxfxw/mtbd/spbd/2022/33325.shtml.

[2]國務院安全生產委員會辦公室.加強電動自行車全鏈條安全監管重點工作任務及分工方案（安委〔2022〕10號）[Z].2022.

[3]全國電自動控制器標準化技術委員會.電動自行車集中充電控制器：JB/T 14055—2022[S].北京：機械工業出版社，2023：2.

[4]中國電力企業聯合會.電動自行車集中充電設施 第1部分：技術規范：GB/T 42236.1—2022[S].北京：中國標準出版社，2022：2-3.

[5]李丹.突發！電動車智能充電柜突然起火[N/OL].南方日報客戶端，2022-05-15[2023-11-24].http：//static.nfapp.southcn.com/content/202205/15/c6495855.html.

[6]趙立榮.電動自行車換電柜凌晨起火，噴淋第一時間響應，避免火勢蔓延[N/OL].文匯報，2022-07-05[2023-11-24].https：//baijiahao.baidu.com/s？d=1737521524035996238&wfr=spider&for=pc.

[7]澎湃.三亞街頭，充電樁附近突然著火！連燒11輛電動車[N/OL].海南特區報，2022-07-07[2023-11-24].https：//m.thepaper.cn/baijiahao_18913409.

[8]新華社.中華人民共和國標準化法[EB/OL].（2017-11-05）[2023-11-24].https：//www.gov.cn/xinwen/2017-11/05/content_5237328.htm.

[9]市場監管總局.行業標準管理辦法[EB/OL].（2016-09-09）[2023-11-24].https：//www.samr.gov.cn/zw/zfxxgk/fdzdgknr/bzcxs/art/2023/art_68dc758a37be48c484bc7bdac0ac9456.html.

作者簡介

朱應陳，碩士，高級工程師，研究方向為輕型電動車質量檢測與標準化等。

李小利，碩士，高級工程師，研究方向為輕型電動車質量檢測與標準化等。

劉亞云，本科，工程師，研究方向為輕型電動車質量檢測與管理。

（責任編輯：張瑞洋）