高校电动自行车安全现状及应对措施

2021-09-27周法超

电池工业 2021年4期

周法超，光健

(苏州大学保卫处，江苏苏州 215000)

1 引言

近些年，高校校园面积增大，学生的生活区与教学区分离，部分学生需要在不同校区内往返上课等原因，学生购买电动自行车校内外出行已渐成常态。然而，校园电动自行车保有量大，校内充电桩数量少，一些高校没有设置集中充电点或者配套的管理措施，师生“飞线”或者拖线充电的现象时有发生。电动自行车在带给人们生活便捷的同时，其使用过程中所存在的安全隐患也应当值得人们关注，由此导致的消防事故也屡见不鲜。据新闻媒体报道，2019-09-09，深圳市宝安区某公寓室外电动自行车充电点发生火灾，造成68辆电动自行车和3辆汽车被烧毁；2021-05-15，广西百色学院的电动摆渡车突然着火，事故未造成人员伤亡，但4辆电动摆渡车被烧毁；2021-07-08，杭州西湖区一辆正常行驶中的电动自行车突然起火，车上一对父女被严重烧伤。而造成这些事故发生的原因均与电动自行车电池故障相关[1-3]。据应急管理部消防救援局发布信息显示，截至2021年7月，全国发生电动自行车火灾事故6 462起[4]。

因此，认识了解电动自行车的消防安全风险，从技术、制度和管理上做好预防措施，对于保障校园内电动自行车安全使用具有非常重要的现实意义。

2 电池的热失控

电动自行车的安全隐患事故多与电池的不安全行为相关，而电池的不安全行为主要是由热失控引起的，热失控也是电动自行车电池的常见失效模式之一[5]。一般来说，当电池在受到碰撞、刺穿，使用不当如过充电或者过放电，长期处于过热状态，内部发生短路，电池结构老化或者缺陷等时候，电池的温度就会升高，升温还会引发一系列的放热副反应，如果这些副反应产生的热量不能及时疏散或者控制，会导致电池的持续升温，使得热反应越来越激烈，最终导致热失控的发生，电池发生冒烟、着火等自燃现象，甚至爆炸(如图1所示)[6]。

图1 导致蓄电池发生热失控的原因及其后果[6]Fig.1 Causes and consequences of thermal runaway for batteries[6].

目前，市场上销售的电动自行车中的电池以铅酸蓄电池和锂离子电池为主。以铅酸蓄电池为例，电动自行车热失控所导致的安全事故中多发生在充电过程。一般来说，充电过程产生的热量主要来自以下几个方面。

(1)电池欧姆内阻产生的热量，它通常会随着电流的增大而变大，特别是当电池超寿命使用时，欧姆内阻的发热量会愈加明显，导致充电时电池温度容易过快升高。

(2)充电末期的副反应会产生大量的热量，这是热失控的发生的一个主要原因。当充电量超过70%时，电池的极化电压会升高，进而导致电解水等副反应的发生，例如，当充电的单元电压达到2.35 V时，正极板会出现析氧反应，当电压进一步升到2.42 V时，负极板开始出现析氢反应。生成的两种气体又会在负极板处再次发生反应复合成水，同时伴有大量的热释放出来，这是导致电池温度升高的主要原因。当电池发生过充时，热量的累积可能会引起电池外壳发生热形变，而电池内部由于富集大量气体而具有很高的压力，就会使电池发生鼓胀、爆炸。

(3)电池散热性能差或处于高温环境中，也是导致电池温度陡升的因素之一。例如，当电池处于散热性差的封闭空间或者在夏天高温天气(>35 ℃)进行充电时，此时电池温度等于环境温度与电池升温之和，这样就加大了充电过程热失控的风险。通常，正规厂商生产的电池中含有温度监测模块，来预防电池在充电过程中发生热失控，即当电池的温度超过预设值时，模块会自动切断电路。但是对于劣质或者由不正规厂商生产的电池中，往往没有这一功能，这也成为热失控发生的安全隐患。

(4)充电器与电池不匹配，或者使用非原装或三无产品的充电器，也是导致热失控发生的因素。目前，国内电动自行车所配置的充电器多采用传统的三段式充电模式，即将充电过程分为恒流、恒压、浮充三个阶段[7]。以恒流阶段为例，该阶段所采用的充电速率为0.15 C(C为该电池的容量)，对于不同容量的电池来说，恒流电流差异很大，如12 Ah电池的恒流电流是1.8 A，而20 Ah电池的恒流电流则为3 A，如果在充电时发生充电器混用的情况，就有可能发生小容量电池在大电流下充电，过快的充电速率导致电池升温速度加快，出现热失控。

3 高校电动自行车现状与安全隐患

大学校园是人员高度密集区域，大量电动自行车的无序使用，在传统管理模式下引发许多新问题。以苏州某高校为例，据统计校内现存各类电动自行车约1.5万辆，平均每三人拥有1辆，存在非常大的安全风险。一方面，校园交通路窄、人流集中、缺少指示灯、大学生安全意识薄弱等主客观因素，导致近年来电动自行车交通事故频发；另一方面，电动自行车在日常使用和充电管理中，不注重车辆定期的保养维护中，很容易造成电器的短路，由此导致的安全事故屡见不鲜。

2021年苏州某高校通过问卷调查等形式，对校内电动自行车使用管理进行了调研。调查结果显示，在受访的2 952名本科生中，有43.22%的学生会选择电动自行车作为上课(含跨校区)及实习等日常出行方式，这主要考虑是电动自行车具有很好的便捷性和较低的时间成本。但是，电动自行车在使用中存在乱停乱放、人车混行严重现象。在受访学生中拥有电动自行车占到了35.69%，然而，在对电动自行车安全隐患的调研显示，仅有31.33%的学生清楚地了解电动自行车充电方面的安全知识，28.22%的学生反馈电动自行车充电可能引发的安全问题影响到了个人生活。

调研还发现校园中二手电动自行车存量基数庞大，这类车辆购置成本低，缺乏质量保证，是安全事故发生的重要隐患。例如，有些电动自行车“超期服役”，线路、电池老化严重，相比新车更容易引发安全事故。另外，部分电动自行车由于维修成本过高，会被学生弃之不管变成“僵尸”车，造成校园废旧车辆积压成灾，不仅会浪费了公共空间，破坏了校园的环境，还会增加了消防安全隐患。

4 高校关于电动自行车管理措施

针对上述问题，各高校针对校园电动自行车管理各有要求，其中，有的高校明令禁止校园电动自行车的使用，如：广西一些高校自2013年开始就陆续在校园内限制电动自行车使用；2016年南京工程学院发布《关于禁止学生电动自行车、摩托车入校通行的通知》；2018年湖北工业大学制定的《校园电动自行车管理办法》中规定：教职员工的电动自行车一律实行登记；禁止大学生在校园内骑电动自行车。其中，2017年《清华大学学生公寓住宿管理办法》规定：将电动车电池列为违章电器，校园内不提供充电设施。此举在校内引发争议，对于这种“一刀切”的管理办法，学生情绪波动较大，方案施行的阻力较大。有些高校则是从源头上控增量，规定新生不能自购电动自行车，逐步减少校内电动自行车保有量，2020年江苏大学印发《江苏大学电动自行车管理办法》中明确：自发文之日起，学校不再给学生新购的电动自行车办理专用通行证。

高校是一个特殊的环境，学生选择电动车作为校内交通工具，是现实需要，对电动自行车管理不能采取简单“堵和限”或者“一刀切”，在制定相关的管理办法时应结合自身情况，广泛征求意见。例如，苏州某高校根据自身现状，根据苏州市公安局《关于加强电动自行车生产销售管理维护道路交通安全的通告》的规定，以“有效遏制我校电动车数量，消除因电动自行车所带来的消防安全隐患，降低交通事故”为目标，根据校园实际开展源头管理、登记上牌、严管路面，确保校园安全有序[8-10]。

(1)按照“控制增量，满足需求”原则，严格控制校内电动自行车存有量。明确指出校内师生和校外访客自有的无牌照、苏州大市以外牌照的电动自行车不能进入校园，新生明确不能购置电动自行车辆，确保校园存量不再增加；针对校园内电动自行车种类繁多、难于管理的现象，逐步引入共享(电)单车，既满足师生校内交通的需求，又可以避免资源闲置，还可以有效地抑制校内电动自行车增量；通过引入正规的厂家，按照公开、公正、合法的原则，希望师生转让出售的自有车辆，并到车辆进行价格评估、合理回收。

(2)规范电动自行车的安全管理，投入适当人力管理、合理配置集中充电区域。对管理区域内电动自行车停放、充电实施消防安全管理，开展电动自行车停放和充电专项检查，及时消除隐患；对检查发现电动自行车违规停放、充电的，应当告知、制止并组织清理。此外，电动自行车的电瓶将作为违章电器，禁止电瓶进入校内楼宇；逐步拆除现有的电动自行车充电桩(宿舍区消防隐患)；落实集中充电柜和车辆停放的选址，落实隔离、监护等防范措施，防止发生火灾。电动自行车应停放在指定地点或车棚内，禁止占用公寓楼道、教学楼通道、机动车道、消防通道等停放。对违停车辆贴违停告知单，由二级单位落实教育工作，对违停累计超三次的电动自行车辆列入“禁行名单”。

(3)大力提倡“文明校园、绿色出行、低碳生活”的理念，在全校师生中树立低碳理念，提高低碳意识，坚持“能走不骑，能骑不开”的出行理念；倡议师生主动遵守交通法规和学校交通安全管理规定，服从学校工作人员的管理，校园电动车安全、文明、规范行驶和停放。