黃寧 朱應(yīng)陳

（1. 無(wú)錫市計(jì)量測(cè)試院 無(wú)錫 214101; 2. 無(wú)錫市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院 無(wú)錫 214101 ）

0 引言

隨著公眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，無(wú)尾氣污染、低噪聲的電動(dòng)自行車受到了人們的青睞。同時(shí)，目前全國(guó)大城市紛紛開(kāi)始禁摩，電動(dòng)自行車更是人們出行的主要選擇。電動(dòng)自行車的儲(chǔ)能器件就是電池，給電池“加油”的就是充電器，所以充電器成為了我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚奈锲?，深入千家萬(wàn)戶，所以這個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量好壞、安全與否，與我們的生活息息相關(guān)。

1 產(chǎn)品及行業(yè)概況

電動(dòng)自行車用充電器是一種為電動(dòng)自行車電池充電的器具，目前常見(jiàn)的有鉛酸蓄電池充電器和鋰離子蓄電池充電器。鉛酸蓄電池充電器一般采用無(wú)工頻變壓器的開(kāi)關(guān)電源，由電子器件擔(dān)當(dāng)電流斬波，承受較高的電壓和電流。鉛酸蓄電池充電原理多使用三段式充電方法進(jìn)行充電，也有部分脈沖式充電器。充電器輸入的是220 V的市電 （交流電），輸出的是對(duì)應(yīng)電池電壓的直流電，常見(jiàn)的有輸出電壓48 V，電流3 A的充電器。功率一般為150～300 W，基本上采用Ⅱ類電器的形式。

我國(guó)目前電動(dòng)自行車的保有量為2.5億輛，每年更新車為3 000萬(wàn)輛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電動(dòng)自行車用充電器年銷售量在7 000萬(wàn)只左右，可見(jiàn)市場(chǎng)很大。按充電器銷售領(lǐng)域的不同，習(xí)慣上將其市場(chǎng)分為一級(jí)市場(chǎng)和二級(jí)市場(chǎng)：一級(jí)市場(chǎng)是指充電器直接與整車企業(yè)配套的銷售市場(chǎng)，目前以“西普爾”、“特能”、“聚源”三大品牌為主流，基本覆蓋了全國(guó)的一級(jí)市場(chǎng)；二級(jí)市場(chǎng)是指充電器直接面向個(gè)人銷售，或與電動(dòng)自行車更新、維修等場(chǎng)所相配套市場(chǎng)，該領(lǐng)域品牌眾多、競(jìng)爭(zhēng)激烈，其中安徽省滁州市天長(zhǎng)縣作為全國(guó)最大的充電器生產(chǎn)基地，占據(jù)著二級(jí)市場(chǎng)相當(dāng)?shù)姆蓊~。一級(jí)市場(chǎng)上充電器的成本和售價(jià)均要高于二級(jí)市場(chǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量上也有一定差別。

2 標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)法規(guī)

2.1 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

目前，我國(guó)電動(dòng)自行車用充電器現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)方面，主要采用以下三個(gè)：全國(guó)自行車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) （SAC/TC 155） 制定的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2947.1-2008《電動(dòng)自行車用蓄電池及充電器 第1部分：密封鉛酸蓄電池及充電器》、QB/T 2947.3-2008《電動(dòng)自行車用蓄電池及充電器 第3部分：鋰離子蓄電池及充電器》，以及GB4706.18-2014《家用和類似用途電器的安全 電池充電器的特殊要求》。此外，在全國(guó)電動(dòng)自行車用充電器最集中的產(chǎn)地安徽省滁州市天長(zhǎng)縣，還制定有團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/TCDZ 0001-2016《團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn) 電動(dòng)自行車用蓄電池充電器》。

2.2 在研標(biāo)準(zhǔn)

由全國(guó)自行車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口管理，電動(dòng)自行車分技術(shù)委員會(huì) （SAC/TC 155/SC1）、國(guó)家輕型電動(dòng)車及電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心/無(wú)錫市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院牽頭，組織國(guó)內(nèi)主流充電器、電動(dòng)自行車、電池生產(chǎn)企業(yè)，正在起草針對(duì)該產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《電動(dòng)自行車用充電器技術(shù)要求》，標(biāo)準(zhǔn)已處于最后審定及報(bào)批階段。標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)目前市場(chǎng)上的鉛酸蓄電池用充電器、鋰離子蓄電池用充電器的安全提出了技術(shù)要求。目前，國(guó)家暫時(shí)未實(shí)施生產(chǎn)許可證管理，也未實(shí)施3C強(qiáng)制認(rèn)證管理，僅僅由中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心開(kāi)展了電動(dòng)自行車用充電器的自愿 （標(biāo)志） 認(rèn)證。

3 產(chǎn)品抽檢質(zhì)量狀況分析

3.1 總體質(zhì)量狀況

由于電動(dòng)自行車用充電器引起的火災(zāi)等安全事故占到電動(dòng)自行車傷害事故的近一半，所以近年來(lái)各地質(zhì)檢、工商部門(mén)加大監(jiān)管力度，多次組織對(duì)生產(chǎn)領(lǐng)域和流通領(lǐng)域的充電器進(jìn)行質(zhì)量抽查。抽查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)自行車用充電器產(chǎn)品的總體合格率普遍較低，均在60%左右，有時(shí)甚至低至30%。以江蘇省2017年第2季度對(duì)全省市場(chǎng)上銷售 （包含網(wǎng)購(gòu)） 的質(zhì)量抽檢為例，依據(jù)QB/T 2947.1-2008、QB/T 2947.3-2008標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，檢測(cè)結(jié)果匯總?cè)缦耓1-2]：

表1 2017年充電器商品檢測(cè)結(jié)果匯總表

3.2 檢驗(yàn)項(xiàng)目簡(jiǎn)析

3.2.1 空載直流輸出電壓：QB/T 2947.1-2008標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電動(dòng)車充電器的空載直流輸出電壓應(yīng)不超過(guò)42.4 V[1]。42.4 V電壓值是IEC國(guó)際電工委員會(huì)規(guī)定的人體允許觸及的最高安全特低電壓，超過(guò)就可能存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。合格的充電器應(yīng)設(shè)計(jì)為，充電器的電路一但檢測(cè)到輸出端沒(méi)有接電池 （沒(méi)有電流），就應(yīng)自動(dòng)把輸出電壓降為零，或者42.4 V以下。一些低價(jià)充電器，為了節(jié)省成本，內(nèi)部甚至沒(méi)有CPU，無(wú)法實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。當(dāng)然，在充電器給電池充電時(shí)，充電電壓達(dá)到57 V左右（以4820電池組為例），但由于插頭插座已插合，使用者接觸不到，這個(gè)是符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。

3.2.2 機(jī)械強(qiáng)度：主要檢查外殼能否承受一定能量的沖擊 （標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為1.0±0.05 J），這個(gè)項(xiàng)目是模擬使用時(shí)，由于跌落或撞擊造成外殼損壞從而引起使用事故。試驗(yàn)后外殼破裂，容易觸及帶電部件引起漏電及觸電，還可能會(huì)引起火災(zāi)等安全事故。造成不合格的原因是，外殼材料使用回料或者加入碳粉太多，導(dǎo)致外殼變脆。

3.2.3 發(fā)熱：主要檢查充電器在1.06倍額定電壓 （220 V×1.06=233.2 V） 供電時(shí)的溫升，確保在一定溫度范圍內(nèi)能夠正常工作，防止高溫對(duì)產(chǎn)品和人身安全帶來(lái)的傷害。因電動(dòng)自行車多在夜間無(wú)人值守狀態(tài)下充電，而夜間社會(huì)用電量減少，電網(wǎng)電壓可能升高，發(fā)熱控制較好的產(chǎn)品會(huì)大大減少充電器表面溫度升高引起安全事故。

3.2.4 對(duì)觸及帶電部件的防護(hù)：該項(xiàng)目主要考核充電器的結(jié)構(gòu)和外殼是否對(duì)意外觸及帶電部件有足夠的防護(hù)。若內(nèi)部電路接線不規(guī)范，與外殼上的金屬部件偶然連接，可能會(huì)造成意外觸電；若充電器風(fēng)扇通風(fēng)口設(shè)計(jì)過(guò)大，試驗(yàn)探棒能觸及帶電部件，也會(huì)存在觸電風(fēng)險(xiǎn)。由于現(xiàn)在的充電器外殼普遍采用ABS等非金屬材料制造，外殼的結(jié)構(gòu)形式傳統(tǒng)單一，發(fā)生觸及帶電部件的可能性很小，所以該項(xiàng)目均合格。

3.2.5 工作溫度下的泄漏電流和電氣強(qiáng)度：主要檢查充電器在正常工作狀態(tài)下，其可能出現(xiàn)的電氣擊穿和泄漏電流。由于材料科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在的充電器普遍使用ABS等非金屬材料制造，絕緣性能都很好，所以這個(gè)項(xiàng)目均合格。

3.2.6 布線：主要檢查器具布線的材料和工藝是否規(guī)范，防止企業(yè)在線材上偷工減料而引起質(zhì)量隱患的可能。這個(gè)項(xiàng)目的檢測(cè)是打開(kāi)充電器，觀察設(shè)計(jì)的合理性，內(nèi)部的各種電線走向，不能觸及運(yùn)動(dòng)部件 （如風(fēng)扇） 和發(fā)熱部件，以免長(zhǎng)期使用后，電線的絕緣層磨損，引起短路、火災(zāi)等。

4 潛在質(zhì)量隱患分析

在上述充電器檢測(cè)項(xiàng)以外，還有一些技術(shù)問(wèn)題在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確規(guī)定，但在實(shí)際使用中確實(shí)會(huì)對(duì)充電器使用安全和電池壽命產(chǎn)生較大影響。

4.1 熱失控：目前大部分鉛酸蓄電池充電器工作的原理，普遍為三段式充電：充電開(kāi)始時(shí)，先恒流充電，迅速給電池補(bǔ)充能量；等電池電壓上升后轉(zhuǎn)為恒壓充電，此時(shí)電池能量緩慢補(bǔ)充，電池電壓繼續(xù)上升；達(dá)到充電器的充電終止電壓值時(shí)，轉(zhuǎn)為涓流充電，以保養(yǎng)電池和供給電池的自放電電流。問(wèn)題是，當(dāng)電池內(nèi)部分單格 （一節(jié)12 V電池一般為6個(gè)2 V單格） 損壞時(shí)，這個(gè)單格電壓為零，整個(gè)電池組的電壓永遠(yuǎn)達(dá)不到轉(zhuǎn)燈電壓值，充電器就長(zhǎng)時(shí)間對(duì)電池組大電流強(qiáng)充，這樣輕則把電池充鼓漲充壞掉，重則直接引起火災(zāi)。再加上廣大消費(fèi)者主要利用夜間給電動(dòng)自行車充電，無(wú)人值守的情況下更增加了發(fā)生火災(zāi)事故的概率。因此，好的充電器應(yīng)限制大電流強(qiáng)充時(shí)間 （最多5 h，電池組應(yīng)當(dāng)充滿了），到達(dá)這個(gè)時(shí)間后，充電器應(yīng)無(wú)條件地自動(dòng)改為恒壓小電流充電，從而保證安全。但目前市場(chǎng)上的充電器，絕大多數(shù)沒(méi)有這個(gè)設(shè)計(jì)，由于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)未設(shè)置這個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目，抽檢就無(wú)依據(jù)考核充電器的這項(xiàng)功能。

4.2 溫度補(bǔ)償：不管是鉛酸蓄電池、還是鋰離子蓄電池的工作原理，均是電能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換特性的好壞，對(duì)外界溫度有著較大的敏感性。具體來(lái)說(shuō)，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)越劇烈，充電越容易，電池容量也會(huì)增大，反之則電量縮水，出現(xiàn)虛充。這樣對(duì)用戶帶來(lái)的實(shí)際問(wèn)題是：不同季節(jié)、不同地區(qū)，同一款充電器對(duì)電池充電會(huì)出現(xiàn)不同效果，嚴(yán)重影響電池壽命?，F(xiàn)在好的充電器，帶有溫度傳感器以及CPU芯片，能夠根據(jù)不同的環(huán)境溫度，自動(dòng)設(shè)置充電電壓，匹配不同的環(huán)境溫度。但目前市場(chǎng)上的充電器，出于成本的考慮，絕大多數(shù)沒(méi)有這個(gè)功能，就會(huì)造成冬天電池充不滿、夏天電池易鼓漲的現(xiàn)象。有沒(méi)有“溫度補(bǔ)償”功能，對(duì)充電器來(lái)說(shuō)目前還并非一個(gè)關(guān)乎自身質(zhì)量和安全的問(wèn)題，但對(duì)于電池壽命來(lái)說(shuō)，卻容易形成瓶頸和雞肋，影響消費(fèi)者利益。因此，筆者建議：一方面廣大消費(fèi)者應(yīng)選購(gòu)帶有溫度補(bǔ)償功能的充電器，能夠延長(zhǎng)電池的使用壽命；另一方面相關(guān)行業(yè)和部門(mén)應(yīng)積極推動(dòng)該項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)施工作。

5 結(jié)語(yǔ)

由于過(guò)度的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，目前我國(guó)充電器市場(chǎng)的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，基本安全性能有時(shí)還得不到保障，使用性能以及對(duì)其他相關(guān)電器的影響也需進(jìn)一步提高。應(yīng)及時(shí)出臺(tái)針對(duì)充電器安全的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)法規(guī)，促進(jìn)充電器行業(yè)走質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)的道路，切實(shí)保障廣大消費(fèi)者的利益。

[1] 全國(guó)自行車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).電動(dòng)自行車用蓄電池及充電器 第1部分：密封鉛酸蓄電池及充電器: QB/T 2947.1—2008 [S]. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2008.

[2] 全國(guó)自行車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).電動(dòng)自行車用蓄電池及充電器 第3部分：鋰離子蓄電池及充電器：QB/T 2947.3—2008 [S]. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2008.