電動載具鋰電池起火,列車車廂最短3分37秒失去可存活條件
時間: 2026/11/13 |
來源:編輯部
美國UL研究機構(UL Research Institutes)旗下消防安全研究所(Fire Safety Research Institute)報告《Recommendations to Improve Passenger Railcar Safety During Electric Micromobility Vehicle Fires》,研究電動微型載具(electric micromobility vehicle)的鋰電池熱失控(thermal runaway)對乘客避難逃生的影響。結果顯示,煙霧在點燃後19至34秒會抵達車廂另一端,整個車廂站立高度在3分37秒至7分8秒內將失去可存活條件。
實驗車廂與4次實驗配置
這份報告的測試車廂為單層城際通勤列車車廂,長26.0公尺,設有72個座位、1處輪椅停放區,以及4個通往軌道旁的車門與2個連接相鄰車廂的內部車門。研究共進行4次實驗,每次1台載具,包括站立式電動滑板車、電動自行車與2台座式電動滑板車。站立式滑板車收折把手後放在頭頂行李架;電動自行車卸下前輪,以後輪掛在靠近廁所的可轉換行李架;座式滑板車停在車廂末端的輪椅停放區。車內布設熱電偶、總熱通量計與氣體採樣點,量測氣體溫度、輻射熱,以及氧氣、二氧化碳與一氧化碳濃度,並以4K攝影機記錄。
從噴氣、火球到火焰羽流,幾乎沒有預警
報告描述,電池組先突然噴出可燃氣體,幾乎沒有可聽見的警示,接著氣體在火球中點燃,再形成火焰羽流(flame plume)。不久後載具的可燃部件起火,並延燒到車廂內裝。從首次看見氣體噴出到點燃,電動自行車約1至2秒,站立式滑板車7秒,兩台座式滑板車分別為27秒與90秒,其中27秒那次以電火柴點燃。報告指出,這段時間難以預測,除了看見氣體噴出,沒有觀察到其他可靠的預警徵兆。
煙霧、能見度與氣體的時間軸
點燃前的初期煙霧溫度不高,缺乏浮力,不易沿車廂推進;氣體點燃並持續燃燒後,高溫煙霧大幅加快擴散。能見度在所有實驗中都先在車廂中點消失,再到末端,從點燃起算,全車兩端失去能見度為1分49秒至4分6秒,中位數3分12秒。這是依影像做的定性判斷,不是直接量測,但能見度下降會拖慢避難速度。
窒息性氣體方面,報告以失能劑量比(fractional effective dose,簡稱FED)評估,並以FED達0.3作為一般族群失能的常用工程判斷值。整個車廂站立高度失去可存活條件(tenability)的時間,最快是座式滑板車第1次實驗的3分37秒,最慢是電動自行車的7分8秒,中位數4分54秒。報告強調,這些時間只考慮載具本身產生的熱與煙。
熱風險則集中在近距離。依ISO 13571:2012所述方法計算,距離載具3公尺(10英尺)內的乘客,可能在20至60秒內因火球與火焰羽流失能,此數據以站立式滑板車實驗為基礎。所有實驗中,3公尺以外都未因熱暴露失能,因此該範圍外的主要威脅是窒息性氣體。
避難時間:理想與非理想條件的差距
避難逃生要成立,可用安全避難時間(ASET)必須大於所需安全避難時間(RSET)。本研究未量測RSET,報告改引用John A. Volpe National Transportation Systems Center與麻薩諸塞灣交通局(MBTA)合作的通勤客車避難實驗:84名志願乘客在理想條件(可直接進入相鄰車廂或下到平坦月台)約需1分41秒;若須下到軌道旁,以15人實驗推算84人約需4分14秒。報告提醒,這兩個數字都是最佳情況,未計入察覺火災、決策、開啟陌生車門、煙霧減緩行動、行動不便乘客與列車停車時間。
據此,報告預期大多數乃至全部乘客離開前都會暴露於煙霧;理想條件下乘客有機會在失能前逃出,非理想條件下則會在不可存活的環境中避難。最嚴重的情況,可能是起火載具位在最後一節車廂,擋住通往相鄰車廂的唯一出口。報告也提到,典型客車車廂可能載有50名以上乘客,沒有自動滅火設備,且啟動緊急煞車後列車停下可能需要1至2分鐘以上。
耐燃內裝擋不住,以及實驗限制
報告觀察到,車廂內裝的耐燃處理無法阻止熔融與起火:塑膠天花板飾板在火焰抵達前就先受熱,熔融滴落,塑膠牆面材料被點燃,熱失控電池噴出的火星與熔融金屬則攻擊布面座椅。這些載具的火源大到足以壓過耐燃處理。
實驗本身有限制。測試場地與車廂僅有4天可用,研究在載具周圍鋪設不燃水泥纖維板,並在火勢可能延燒到板外內裝時由消防人員灌水滅火,進入車廂的時間為電池氣體首次噴出後253秒至1,535秒。
給軌道業者的建議
美國紐約、加拿大多倫多與西班牙馬德里的運輸網路都曾發生EMV熱失控事件,且EMV作為首哩與末哩通勤工具的使用持續增加。報告建議包括:
- 車廂設計:考慮將EMV隔離在與乘客分開的隔間或獨立車廂,並審慎考量防火區劃與洩壓,報告以波音787的電池通風箱為例;存放區以不燃材料內襯。
- 載具管理:不得放在最後一節車廂或座位底下;存放區設在遠離乘客的行李架或頭頂置物空間;考慮限制電池容量上限;電動載具應通過國家測試並建立檢驗與預先登記機制。
- 滅火政策:手提滅火設備不太可能撲滅EMV電池組火災,但對較小的個人電子裝置,有機會防止火勢延燒到車廂材料。
- 避難與訓練:避難廣播勸阻乘客收拾隨身物品;人員訓練涵蓋火勢發展速度、煙霧暴露嚴重度與縮短避難時間的做法,並能辨識載具是否通過NRTL測試;檢討緊急停車指引;出現熱失控徵兆就應立即開始避難。
- 公眾教育:在乘客教育方面,FSRI也推出「Take C.H.A.R.G.E.」鋰電池火災安全宣導(batteryfiresafety.org),可作為業者導向乘客的參考資料。該宣導建議使用者選擇經國家認可測試實驗室列名或安全認證的產品,依製造商說明使用並只用原廠充電器;電動自行車等較大的設備,應避免過夜充電,且盡量遠離逃生動線。使用者也要留意電池膨脹、異常的嘶嘶聲或爆裂聲、過熱與怪味,一旦出現就立即停用。網站指出,白色或灰色的絲狀煙代表有立即起火的危險,從發現第一個異常徵兆起,逃生時間可能不到一分鐘。
【本文編譯自UL研究機構FSRI於2026年5月21日發布之研究報告與新聞稿】