通过对三元锂电池电动自行车开展实体燃烧试验，研究了电动自行车火灾的发展和蔓延过程,分析了燃烧现象、温度及烟气变化等典型特征。试验结果表明,电动自行车火灾发展迅速,燃烧过程中伴随射流火和爆炸现象。在距地面1m处,测得的火羽流温度最高可达730℃，此时对应的最大热释放速率为1290 kW。通过对烟气毒性进行评估，计算得到有效剂量百分数FED值为1.8,表明在此火灾环境中大约一半人员会因烟气毒气危害而丧生。此外,产生的烟气中还包含大量易燃易爆气体,其中H2含量最高为2300 μL/L。

目前，我国电动自行车保有量超过3.5亿辆，是世界上电动自行车保有量最大的国家。随着电动自行车的快速发展，电动自行车火灾事故频繁发生。据统计，2022年全国消防救援队伍共接报电动自行车火灾超过1.8万起，比2021年上升23.4%。电动自行车火灾不仅导致了重大财产损失，还造成多起人员伤亡事件，因此引起了社会的广泛关注。早期电动自行车电池主要以铅酸电池为主。近年来，随着锂离子电池技术的进步，以锂离子电池为动力的电动自行车占比逐年提高。根据EV Tank 的预测，到2025年锂离子电池电动自行车的渗透率将达56.40%。相较于铅酸电池，锂离子电池的火灾爆炸风险更高。这主要因为锂属于活泼金属，锂离子的活性比铅酸要高；锂离子电池的能量密度是铅酸电池的5倍左右，当相同体积的电池组发生热失控时，锂离子电池释放的能量更高，造成的火灾事故风险也就更高。锂离子电池的电解液通常为锂盐和有机溶剂，火灾时电解液从泄压阀喷出并燃烧，从而形成射流火现象，并伴随有HF、SO2、NO、HCN等大量有毒烟气产生。锂离子电池热失控过程会产生CO、H2、CH4、C2H4、C2H6等易燃易爆气体，进而导致火灾的危险性增加。

电动自行车燃烧过程图

【结论】

本研究通过对三元锂电池电动自行车开展实体燃烧试验,研究了电动自行车火灾发展和蔓延过程，分析了燃烧现象、温度及烟气变化等典型特征。主要结论如下:

（1）电动自行车火灾蔓延速度快,短时间内迅速升温，燃烧过程中伴随有多次射流火和爆炸现象。

（2）在140s时电池表面温度达到585℃,310s时电池泄压阀开启导致产生射流火，电池表面温度达到峰值700℃；在480s时车体上方距离地面1m处的火羽流温度达到峰值730℃，此时对应的热释放速率最大可达1290kw。

（3）电动自行车火灾释放的毒性气体主要包括VOC、CO、HCN、SO、HS,其中VOC、CO和HCN的体积分数较高，分别为550、480和280μL/L；经计算,有效剂量百分数FED值为1.8，表明在此火灾环境中大约一半人员会因烟气毒性危害而丧生；释放的易燃易爆气体中H，含量最高，最高体积分数可达2300μL/L。

（4）考虑到电动自行车的火灾危险性,建议相关部门加大安全监管和消防宣传，杜绝“人车同屋”现象；电动自行车停放场所应安装火灾报警和灭火系统，并且确保场所内通风顺畅，降低火灾烟气毒性导致的人员伤亡。

【点石仪器电池综合性能实验舱：聚焦电池安全性能测试】

点石仪器自主研制的电池综合性能实验舱可实现多种环境要素（温度、压力、气氛）耦合，对电池进行多类测试（针刺、挤压、过充、过放、短路、温度循环、点火、灭火）用于单体电池及小型电池模组的综合性能测试（热性能、电性能、安全性、可靠性）。

电池综合性能实验舱可提供满足以下测试的实验条件：

（1）高温/低温、高压/低压环境下电池的充放电及安全性能测试；

（2）不同环境条件下电池性能衰退过程测试；

（3）电池单元不同失效模式下的热安全性能测试；

（4）保护性气体环境下电池起火性能测试；

（5）密闭环境中电池火灾发展过程、特征参数等测试；

（6）锂电池火灾灭火材料的灭火性能测试；

（7）锂电池热失控过程中多种气体产物成分、浓度测试。

复合性强

支持单一环境要素与测试项目叠加（如：环境低温＋短路）；

支持多种环境要素耦合与测试项目叠加（如：高气压＋环境高温＋富氧+针刺）。

安全性好

设有安全保护系统，保障设备与人员安全。

报警温度：150℃

泄压压力：10bar

爆破压力：12bar

腔体表面温度：≤100℃

漏电保护：IΔn(A)≤0.03A

动作时间：t≤0.1s

带过载、过电流保护