电动自行车集中充电设施标准的安全项目评估

朱应陈 李小利 刘亚云

摘 要：本文介绍了电动自行车集中充电设施的产品分类和标准现状，分析了相关起火事故的风险因素，并基于充电安全风险点，指出团体标准先进性的不足以及现行国标与行标中“同品异标”的矛盾。据此，提出了若干问题和建议措施，包括建议对标提升的充电安全项目，修订交叉重复行业标准的必要性，建立强制性国家标准的必要性，以及强化标准执行后的风险监测与研判等。为提升电动自行车集中充电设施的质量安全，推动相关标准的制修订，提升产业综合治理水平和高质量监管带来参考和启示。

关键词：电动自行车，集中充电设施，充电桩，充电柜，换电柜，标准评估，充电安全

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

0 引 言

近年电动车起火事故频发。据国家消防救援局通报，2022年前10个月，电动助力车及居住场所内蓄电池故障等火灾共发生1.8万起，比2021年同期上升25.7%，呈连年攀升趋势[1]。国务院安全生产委员会办公室于2022年8月印发《加强电动自行车全链条安全监管重点工作任务及分工方案》，要求加快锂电池和充电器等关键核心部件强制性国家标准的制定，推动完善电动自行车充电设施[2]。目前，电动自行车用充电器国家强制标准出台，蓄电池国家强制标准已立项在研，作为公共充电重要一环的集中充电设施也正大步迈入百姓生活。据“全国标准信息公共服务平台”显示，电动自行车集中充电设施的多项推荐性国家标准、行业标准和团体标准均已发布，相关标准的出台将为公共场所的充电安全进一步筑牢安全防线。基于充电安全风险点，对多项团体标准的技术指标，以及现行国行标之间重复交叉的技术指标进行了先进性分析。

1 产品和标准概况

1.1 产品分类

根据最新国家标准和行业标准的适用范围及其术语定义，将集中充电设施分为以下四类：

（1）直流充电控制器（直流充电桩）：具有直流输出电源通断控制、充电安全控制、计量计费功能于一体的直流供电装置，该装置可直接为电动自行车用电池提供相匹配的直流充电电源[3]。

（2）交流充电桩：由交流充电控制器和配电线路及插座组成，可为多辆电动自行车或蓄电池组同时进行充电提供220 V交流电源并进行管理的设施[4]。

（3）换电柜：采用柜体结构，将交流电转换为直流电，具有为多个电动自行车用锂离子蓄电池组进行充电，能实现蓄电池组租赁和交换的设备[4]。

（4）充电柜：采用柜体结构，通过充电控制器，提供多路220 V交流电，为多个电动自行车用蓄电池组进行充电的设备[4]。

1.2 现行标准

根据全国标准信息公共服務平台信息，近年国内电动自行车集中充电设施主要产品标准见表1。

2 起火事故分析

2022年电动自行车集中充电起火事故多发，各类设施均有涉及，如：2022年5月14日夜21时深圳南山区西丽街道的电动车智能充电柜起火[5]；2022年7月5日晨2时上海金山区电动自行车电池换电柜起火[6]；2022年7月7日晨6时三亚市吉阳区临春河路的充电桩处起火[7]等。集中充电设施虽极大改善了电动自行车充电环境，减少了人员伤亡事故，但起火、烟雾、爆炸等安全事故仍时有发生，威胁着人身及财产安全。为提高相关标准的安全管控要求，宜作进一步的风险因素分析，主要问题如下：

（1）接入劣质（异常）的充电器及电池。与交流充电设施连接的多为用户自用的充电器及电池，劣质充电器及电池缺少过充保护功能。充电设施无法自动识别并断开非匹配或工况异常的电池及充电器，不利于热失控和起火的防控。

（2）温感控制功能缺失。充（换）电柜电池仓散热条件差，高温环境（如夏季）或夜间无人值守，设施无温度感应功能（或失效），持续过充有损电池寿命，同时加剧了电池热失控的风险。

（3）电气保护功能不足。设施不具备欠压、短路、过电流、漏电等电气保护功能，存在电击和电气火灾的风险。设施外壳防护等级低，不能满足标准要求的防尘、防水、防潮、防盐雾、防锈蚀等级，加剧老化和失效。部分桩体、柜体等可导电部位未做有效接地，存在引发电击、触电等事故的风险。

（4）防火隔热及消防功能缺失。充（换）电柜的电池仓之间没有效防火隔热功能，存在单仓电池火灾威胁其他仓电池安全的风险。电线电缆等非金属材料未采用防火阻燃类型，存在火灾风险。充电场所未设置消防器材及防火隔离，不利于控制火灾风险。

（5）安装不规范。配电线路敷设不规范，导线及电气设备无保护，违规“飞线”充电，存在火灾风险。充（换）电柜配备导线和电气设备不满足荷载要求，存在电气安全和电气火灾风险。柜体多紧帖墙壁放置，散热条件差，存在火灾风险。

（6）预防和监测功能缺失。设施缺少视频监控，充电参数缺少远程监控，未建立智能联网监管系统，无法对充电现场和过程实时监测和告警，不利于事故的及时预防和充分追溯。

3 标准对标分析

3.1 直流充电桩

针对直流桩可能存在的充电安全风险，选取超温保护、过充保护、防火阻燃、电池适应性、输出短路保护、输出极性切换、防触电保护、防护等级等关键项目（见表2），对标分析可以看出：

（1）部分团标缺少电池适应性、输出极性切换（或反接防护）、防火阻燃等充电安全项目。缺少电池适应性的控制，可能存在对不匹配电池（如不同类型、电压等）充电的风险；缺少输出极性切换（或反接防护），对电池反向充电无法识别和控制；缺少防火阻燃项目，未明确规定非金属材料的指标要求。相关项目的缺失，轻则减损电池使用寿命，重则引发热电池失控和起火。

（2）部分团标项目的指标低于行业标准，如超温保护中的温升指标超过行标规定范围（金属表面30 K、非金属表面40 K），断电保护温度设置高于行标规定（65℃）；过充保护后的充满延时关断时间长于行标规定（1 h限值）。

（3）各团标的室外防水等级较优，甚至达到防喷水（IP55），高于行业标准规定的防淋水要求（IP53）。

3.2 交流充电桩

针对交流桩可能存在的充电安全风险，选取防火阻燃、输出短路保护、充满断电、空载保护、室外防护、超温保护等关键项目（见表3），对标分析可以看出：

（1）2023版团标关键充电安全项目较为齐全，与国标项目指标基本保持一致。2022版团标项目缺少空载保护，若空载输出危险电压则会有触电的风险；缺少超温保护，当充电温度过高时无法及时切断输出；未规定主回路线缆的燃烧要求，不利于主回路线缆的阻燃防火。

（2）相较国标GB/T 42236.1—2022，行标JB/T 14055—2022和NB/T 10690—2021项目存在一定不足，包括行标均未规定主回路线缆的燃烧要求；行标JB/T 14055—2022室外防护未至防溅水等级（IP54），最长充电强制断电时间（12 h）超过国标规定（8 h）。

（3）相较多数交流桩标准，国标GB/T 42236.1—2022未规定超温保护项目，对于异常工作温度的识别和控制还存在一定不足。

3.3 充（换）电柜

针对换电柜可能存在的充电安全风险，选取充满断电、输出短路保护、空载输出危险电压、室外防护、联网通信、温度控制功能、输出反接保护、防火阻燃、消防要求、充电截止电压等关键项目，对标分析见表4。

充电柜的充电安全风险基本参照前述换电柜，但部分项目不适用（如充满断电、输出反接保护、充电截止电压等）。充电柜基本为220 V交流输出，当连接用户的充电器充电时，难以识别电池的过充、反接，以及与非国标车电池（48 V以上）的接驳状态，不能控制由于适配不當带来的安全风险。

通过以上对标分析可以看出：

（1）部分团标未规定换电柜输出反接保护，对电池反向充电无法识别和控制；室外防护较弱，未达到防尘等级（IP54）；未规定主回路线缆的燃烧要求，不利于主回路线缆的阻燃防火；消防要求较低，单仓电池热失控时对其他仓防护要求不足。

（2）行标NB/ T 10690—2021相较国标GB/ T42236.1—2022缺少多个安全项目。缺少对空载输出危险电压的控制，在误触输出端时有触电风险；缺少温度控制功能，当柜内工作温度超限时未有相应散热或加热措施；缺少防火阻燃项目，非金属材料和线缆不能有效阻止起火发生和蔓延。此外，换电柜缺少对输出端连接异常的控制，当输出端反接、错接和接触不良时存在设施损坏、发热和起火的风险；换电柜缺少连接非国标车电池（48 V以上）的控制，存在用户使用超标电池或混用不同电压等级电池的风险。

（3）国标GB/T 42236.1—2022的充（换）电柜项目，鉴于多仓同时充电的工况，宜进一步强化仓间防火隔热、单仓烟感功能等要求，降低单仓电池热失控而殃及其他仓的连锁风险。

4 问题与建议

（1）充电设施团标先进性不足，宜对标提升关键安全项。直流充电桩团标对标JB/ T 14055—2022，宜提升防火阻燃、电池适应性、输出极性切换（或反接防护）、超温保护、过充保护等项目。交流充电桩团标对标GB/T 42236.1—2022，宜提升空载保护、防火阻燃等项目。换电柜团标对标GB/ T42236.1—2022，宜提升输出反接保护、室外防护、防火阻燃、消防要求等项目。根据《中华人民共和国标准化法》，国家鼓励社会团体、企业制定高于推荐性标准相关技术要求的团体标准、企业标准[8]。推荐性标准是政府推荐的基本要求，企业和社会团体要在市场竞争中占据优势，提升产品的安全性和自身与行业的竞争力，不能仅满足于推荐性标准的基本要求，而应积极制修订高于推荐性国家标准的团体标准。以上两项国标行标均于2023年正式实施，各团体标准宜锚定新标准的充电安全项目开展制修订工作。

（2）同产品国标行标有差异，建议加快行标复审和修订。交流充电桩同时执行国标GB / T42236.1—2022、行标JB/ T 14055—2022和NB/ T10690—2021，两个行标在防火阻燃、充满断电、室外防护等项目上均存在指标较低的情况。充（换）电柜同时执行国标GB/T 42236.1—2022和行标NB/T 10690—2021，行标缺少多个充电安全项目的管控要求，包括空载输出危险电压、温度控制功能、输出反接保护、防火阻燃、充电截止电压等。根据《行业标准管理办法》，行业标准不得与有关国家标准相抵触，有关行业标准之间应保持协调、统一，不得重复[9]。由于上述行标先于国标发布和实施，建议加快推进行业标准的复审和修订工作。

（3）“同品异标”执行有漏洞，建议统一要求推动强标制定。集中充电设施多个标准同时推荐执行，关键项目和指标规定不一，标准执行缺乏强制性，不利于电动自行车充电安全管控和行业的健康发展。针对集中充电起火依然频发的现状，进一步表明提升标准质量的必要性和紧迫性。《中华人民共和国标准化法》规定，“对保障人身健康和生命财产安全、国家安全、生态环境安全以及满足经济社会管理基本需要的技术要求，应当制定强制性国家标准”[8]。建议明确安全底线项目和指标，加快推进电动自行车集中充电设施强制性国家标准的制定，尽早在全国范围内形成统一、有效的技术规范和管理体系。

（4）对标先进标准研判风险，建议加强该领域质量监管。交流充电桩、充（换）电柜的国家标准GB/T 42236.1—2022，对充电安全项目规定更为具体，要求更为严格，其他标准均有一定的技术滞后。建议市场监管部门以该标准为技术依据，利用监督抽查或风险监测手段，对在产或运营的集中充电设施进行质量摸底，研判可能存在的安全风险，作为设施改良升级以及标准进一步制修订的依据。

参考文献

[1]国家消防救援局.交通工具类火灾占到全国火灾总数9.8%[EB/OL].（2022-11-09）[2023-11-24]. https：//www.119.gov.cn/qmxfxw/mtbd/spbd/2022/33325.shtml.

[2]国务院安全生产委员会办公室.加强电动自行车全链条安全监管重点工作任务及分工方案（安委〔2022〕10号）[Z].2022.

[3]全国电自动控制器标准化技术委员会.电动自行车集中充电控制器：JB/T 14055—2022[S].北京：机械工业出版社，2023：2.

[4]中国电力企业联合会.电动自行车集中充电设施 第1部分：技术规范：GB/T 42236.1—2022[S].北京：中国标准出版社，2022：2-3.

[5]李丹.突发！电动车智能充电柜突然起火[N/OL].南方日报客户端，2022-05-15[2023-11-24].http：//static.nfapp.southcn.com/content/202205/15/c6495855.html.

[6]趙立荣.电动自行车换电柜凌晨起火，喷淋第一时间响应，避免火势蔓延[N/OL].文汇报，2022-07-05[2023-11-24].https：//baijiahao.baidu.com/s？d=1737521524035996238&wfr=spider&for=pc.

[7]澎湃.三亚街头，充电桩附近突然着火！连烧11辆电动车[N/OL].海南特区报，2022-07-07[2023-11-24].https：//m.thepaper.cn/baijiahao_18913409.

[8]新华社.中华人民共和国标准化法[EB/OL].（2017-11-05）[2023-11-24].https：//www.gov.cn/xinwen/2017-11/05/content_5237328.htm.

[9]市场监管总局.行业标准管理办法[EB/OL].（2016-09-09）[2023-11-24].https：//www.samr.gov.cn/zw/zfxxgk/fdzdgknr/bzcxs/art/2023/art_68dc758a37be48c484bc7bdac0ac9456.html.

作者简介

朱应陈，硕士，高级工程师，研究方向为轻型电动车质量检测与标准化等。

李小利，硕士，高级工程师，研究方向为轻型电动车质量检测与标准化等。

刘亚云，本科，工程师，研究方向为轻型电动车质量检测与管理。

（责任编辑：张瑞洋）