丁志英 李向峰 梁俊超

摘? ?要：電動(dòng)自行車是一種廣受歡迎的代步工具，用戶仍在不斷增多，然而由于市場(chǎng)上的電動(dòng)自行車質(zhì)量良莠不齊，加上用戶使用不當(dāng)，因而常存在電池過(guò)充電的情況。長(zhǎng)時(shí)間過(guò)充電可能致使電池的性能受到損害，并對(duì)消費(fèi)者的人身和財(cái)產(chǎn)安全造成潛在威脅。本文首先對(duì)電動(dòng)自行車電池產(chǎn)品過(guò)充電的原因進(jìn)行分析，然后在不使用充電保護(hù)的情況下，對(duì)25批次的電動(dòng)自行車電池進(jìn)行過(guò)充電測(cè)試，結(jié)合測(cè)試結(jié)果對(duì)電動(dòng)自行車電池產(chǎn)品的過(guò)充電風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，并給出了降低風(fēng)險(xiǎn)的建議。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)自行車? 電池? 過(guò)充電? 風(fēng)險(xiǎn)分析

中圖分類號(hào)：U48? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）01（b）-0083-02

Abstract：E-bike has become a popular tool for short-distance journey and the number of users is still increasing. It is unavoidable to have good and bad E-bike in a large market. If not used properly， the batteries will easily be overcharged， which impairs the performance of the batteries and pose a potential threat to the personal and property safety of consumers. In this paper， the causes of overcharge of E-bike batteries are analyzed firstly， and then 25 batches of E-bike batteries are tested without charging protection. Based on the test results， the risk of overcharge of E-bike battery products is analyzed， and suggestions to reduce the risk are given.

Key Word： E-bike; Battery; Overcharge; Risk analysis.

近年來(lái)，電動(dòng)自行車因其輕便快捷、節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，成為人們?nèi)粘６叹嚯x出行的一種代步工具。作為電動(dòng)自行車的核心部件，電動(dòng)自行車用電池的性能和質(zhì)量至關(guān)重要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2013年以來(lái)全國(guó)各地仍發(fā)生了萬(wàn)余起電動(dòng)自行車起火事件[1]。除了電池產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)、防火性能差外，過(guò)充電也是造成電動(dòng)自行車電池產(chǎn)品損壞和危害用戶人身安全的主要原因之一。

本文從風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)和管理的角度出發(fā)，采購(gòu)了電動(dòng)自行車電池及充電器樣品25批次，其中鉛酸蓄電池及充電器樣品10批次，鋰離子電池組及充電器樣品15批次，在不使用充電保護(hù)情況下進(jìn)行過(guò)充電測(cè)試，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)電動(dòng)自行車電池產(chǎn)品過(guò)充電的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析。

1? 電動(dòng)自行車電池產(chǎn)品過(guò)充電原因分析

目前，對(duì)于電動(dòng)自行車電池和充電器產(chǎn)品是否需要設(shè)置過(guò)充電保護(hù)機(jī)制和電動(dòng)自行車電池過(guò)充電性能，并無(wú)強(qiáng)制性要求，部分電動(dòng)車產(chǎn)品沒(méi)有配備充電保護(hù)機(jī)制，或者雖配備了充電保護(hù)機(jī)制，但也可能在使用過(guò)程中因產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題、用戶使用不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е率А?/p>

1.1 無(wú)充電保護(hù)機(jī)制

對(duì)于無(wú)充電保護(hù)機(jī)制的電動(dòng)自行車，電動(dòng)自行車在工作時(shí)電池一直處于在不同路況下放電，并且伴隨各種顛簸振動(dòng)狀態(tài)，因此電池功率變化大，放電電流極不穩(wěn)定;有時(shí)會(huì)遇到滑到傾斜、意外碰撞的情況，加上天氣多變，夏季炎熱多雨，冬季寒冷潮濕，嚴(yán)酷的外部因素造成實(shí)際電池性能與理想測(cè)試情況下的狀態(tài)相差較大。在電池性能已經(jīng)下降的情況下若出現(xiàn)過(guò)充電，更容易出現(xiàn)電池性能損壞，甚至發(fā)生自燃、爆炸現(xiàn)象。

1.2 保護(hù)電路失效

對(duì)于充電保護(hù)機(jī)制在車體的電動(dòng)自行車，路況不佳可能引起電動(dòng)自行車內(nèi)導(dǎo)線松動(dòng)、破損，工作環(huán)境惡劣容易導(dǎo)致電路老化、電路板故障，造成保護(hù)電路失效。在通電情況下，尤其在過(guò)充電狀態(tài)下，電氣線路可能會(huì)產(chǎn)生異常電流[2]。由于保護(hù)電路不工作電路持續(xù)導(dǎo)通，異常電流會(huì)引發(fā)電動(dòng)自行車內(nèi)電路及電池隨著時(shí)間累積局部積聚大量熱量，導(dǎo)致零部件高溫老化損壞和電池膨脹性能下降，甚至發(fā)生自燃、爆炸現(xiàn)象。

對(duì)于充電保護(hù)機(jī)制在充電器的電動(dòng)自行車，由于充電器長(zhǎng)時(shí)間在高電壓、大電流的狀態(tài)工作下，如果產(chǎn)品能量轉(zhuǎn)換效率不高，一部分電能不可避免地轉(zhuǎn)化成熱能，一旦散熱措施不好，將會(huì)導(dǎo)致部分器件溫度過(guò)高，保護(hù)電路失效，長(zhǎng)時(shí)間充電時(shí)保護(hù)電路不工作，使電動(dòng)自行車電池處于過(guò)充電狀態(tài)。

1.3 用戶使用不當(dāng)

一般電池完全放空狀態(tài)下5～7h即可充滿，未完全放空情況下充電時(shí)間更短。目前，電動(dòng)自行車通常用于短途出行，盡管每次耗電量不多，但為避免出行時(shí)電能不足，大部分用戶會(huì)在電動(dòng)自行車閑置時(shí)立即充電，如白天到達(dá)目的地后進(jìn)行充電，用戶在充電過(guò)程中必然離開(kāi)，充電時(shí)間通常在6～8h之間，還有很多用戶習(xí)慣夜間充電，充電時(shí)間達(dá)到10～12h。所以在大部分用戶使用習(xí)慣下極容易出現(xiàn)電池過(guò)充電情況。

不同的電動(dòng)自行車產(chǎn)品，因產(chǎn)品質(zhì)量和防護(hù)等級(jí)不同，對(duì)充電環(huán)境的要求也不同。然而，由于用戶缺乏安全防護(hù)意識(shí)，即便在高溫、潮濕的環(huán)境下，都隨時(shí)隨地給電動(dòng)車充電[3]。若電動(dòng)自行車車體或充電器防護(hù)措施較差，就可能導(dǎo)致充電保護(hù)電路受損或失效，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)充電情況時(shí)，無(wú)法有效阻止電池進(jìn)入過(guò)充狀態(tài)。

2? 電動(dòng)自行車電池過(guò)充電測(cè)試

為了量化評(píng)估電動(dòng)自行車過(guò)充電風(fēng)險(xiǎn)，從市場(chǎng)采購(gòu)了25批次的電池及充電器產(chǎn)品，進(jìn)行了電動(dòng)自行車電池的過(guò)充電安全性能測(cè)試。測(cè)試方案充分考慮了高電壓、大電流、保護(hù)電路失效、長(zhǎng)時(shí)間過(guò)充等因素對(duì)產(chǎn)品安全性帶來(lái)的威脅，模擬用戶實(shí)際使用時(shí)可能出現(xiàn)的最惡劣情況。

2.1 電池樣品構(gòu)成

為保證樣品的代表性，力求反映產(chǎn)品的實(shí)際分布狀況，從市場(chǎng)上購(gòu)買樣品，以名牌企業(yè)的產(chǎn)品為主，兼顧大、中、小等各類型企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。每一種電動(dòng)自行車電池及充電器產(chǎn)品采樣1套，采樣后當(dāng)即封樣，其中包括電動(dòng)自行車鉛酸電池及充電器10批次和電動(dòng)自行車鋰離子蓄電池組及充電器15批次。

2.2 性能指標(biāo)檢測(cè)依據(jù)

首先，對(duì)市場(chǎng)采樣的配套充電器進(jìn)行測(cè)試，量測(cè)出實(shí)際使用時(shí)充電器可能提供給電池的最大充電電壓、電流，再與充電器額定標(biāo)稱值電壓、電流，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)定義電壓、電流三者對(duì)比，選取最大值作為電池過(guò)充電測(cè)試的參數(shù)依據(jù)。同時(shí)，測(cè)試前將電池保護(hù)線路拆除，鉛酸電池測(cè)試時(shí)間依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（QB/T 2947.1-2008）定為48h;鋰電池標(biāo)準(zhǔn)QB/T 2947.3-2008要求過(guò)充電測(cè)試時(shí)間1h，測(cè)試方案根據(jù)實(shí)際情況延長(zhǎng)至12h，同時(shí)加入了GB31241-2014中的過(guò)充電測(cè)試對(duì)樣品進(jìn)行大倍率電流過(guò)充電情況的評(píng)估。具體指標(biāo)及檢測(cè)依據(jù)如表1所示。

2.3? 檢測(cè)結(jié)果及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

本次風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)采樣總共25批次，在過(guò)充電測(cè)試中，其中鉛酸蓄電池9批次不合格，鋰離子電池1批次不合格。測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表2。

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，電動(dòng)自行車鋰電池過(guò)充電產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)有三類：（1）起火;（2）電池出現(xiàn)嚴(yán)重變形且電池?fù)p壞無(wú)法正常充放電;（3）電池?fù)p壞無(wú)法正常充電。電動(dòng)自行車鉛酸蓄電池過(guò)充電產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)有兩類：（1）電池嚴(yán)重變形、漏液且電池?fù)p壞無(wú)法正常充放電;（2）電池?fù)p壞無(wú)法正常充放電。

3? 風(fēng)險(xiǎn)處理建議及防護(hù)措施

針對(duì)上述風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果，從管理機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)、消費(fèi)者等層面提出風(fēng)險(xiǎn)處理建議及防護(hù)措施如下：

（1）管理機(jī)構(gòu)應(yīng)盡快推動(dòng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系的實(shí)施和完善，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)管，同時(shí)向社會(huì)發(fā)布風(fēng)險(xiǎn)警示，增強(qiáng)消費(fèi)者的安全意識(shí)。

（2）電動(dòng)自行車電池相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格把控產(chǎn)品質(zhì)量，在配合監(jiān)管的同時(shí)，積極做好自查工作，從源頭減少風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

（3）消費(fèi)者應(yīng)樹(shù)立安全意識(shí)，避免使用參數(shù)不匹配的充電器給電池充電;避免長(zhǎng)時(shí)間充電，電動(dòng)車充滿電應(yīng)及時(shí)拔掉插頭;避免戶外、潮濕、高溫、極寒等不利條件下充電。

參考文獻(xiàn)

[1] 邱海峰.兩億輛電動(dòng)自行車安全難題亟待解決[J].安全與健康，2018（8）：37-38.

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