据报道,为增强电动自行车锂离子蓄电池安全性,推动产业健康发展,工业和信息化部主导起草并经国家市场监管总局(国家标准委)批准的《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》(GB 43854—2024,简称《技术规范》)国家强制性标准于近期公布。
据悉,中国现已成为电动自行车生产和使用大国。电动自行车保有量达3.5亿辆,2023年全国规模以上企业共生产电动自行车4228万辆。其所用蓄电池主要为铅蓄电池与锂离子蓄电池,而国内电动自行车新车型中,配备锂离子蓄电池的占比已超20%。
《技术规范》从单体电池和电池组两方面明确了适用于《电动自行车安全技术规范》(GB 17761)的电动自行车用锂电池的安全要求和试验方法,并将于2024年11月1日起正式施行。其中,单体电池涵盖过充、过放、外部短路、热滥用、针刺、标志六大安全要求;电池组则涉及电气安全、机械安全、环境安全、热扩散、互认协同充电、数据采集、标志等七大类22项安全要求。
工信部强调,该《技术规范》作为电动自行车用锂离子蓄电池安全强制性国标,对于规范产品设计、生产和销售,提高产品质量安全具有重大意义,有助于推动电动自行车行业健康有序发展。
接下来,工信部将联合相关部门,对电动自行车及锂离子蓄电池生产企业和经销商进行《技术规范》的系统宣贯培训,同时加强标准执行力度,引导和督促生产企业严格按规生产,确保强制性国标得到有效落实,产品质量安全可靠。
值得注意的是,《技术规范》仅适用于最大输出电压不超过60V的电动自行车用锂离子蓄电池,不适用于电动滑板车、平衡车、电动摩托车、电动三轮车等车辆使用的锂离子蓄电池。
常见的电动自行车用锂离子蓄电池主要有锰酸锂电池、磷酸亚铁锂电池和三元锂电池等。其中,三元锂电池可细分为高镍体系的镍钴锰电池、镍钴铝电池以及无镍的磷酸锰铁锂电池等。
《技术规范》对单体电池提出了严格的过充电(1.5倍)、针刺等测试要求,高镍体系三元锂电池难以通过此类测试,未来或将无法应用于电动自行车领域。
此外,《技术规范》还规定了6项单体电池测试项目,包括标志、过充电、过放电、外部短路、热滥用、针刺;以及22项电池组测试项目,包括标志、静电放电、过放电、过充电、温度保护、外部短路、互认协同充电、数据采集、绝缘电阻、挤压、加速度冲击、振动、自由跌落、提把强度、阻燃性、低气压、过流放电、温度循环、浸水、盐雾、湿热循环、热扩散。
其中,以下几个测试项目需要重点关注:
1.单体电池过充电(1.5 倍)测试、针刺测试可对电池的安全性做出有效筛选。
2.电池组应具有唯一性编码,并且编码标识需要采用耐高温(950℃)材质,即便发生火灾也可以进行追溯。
3.电池组的过充电、外部短路、过流放电试验在正常工作条件和保护元器件单一故障条件下都要进行,因此电池组可能需要采取双重保护设计才能满足要求。
4.电池组需要具备互认协同充电功能,以降低充电装置不匹配给电池组充电带来的风险。
5.电池组在充电、放电过程中应实时采集电池电压、电池组电压 / 温度 / 电流,这就要求电池组配备管理系统(智能“大脑”)进行实时监控。
6.制造商在电池组上应清晰地标明“安全使用年限”,以提醒用户及时淘汰老旧电池,这是因为随着锂离子蓄电池使用年限增加,其安全风险也会逐步放大。
7.电池组的外壳、印制电路板、导线应使用阻燃性材料,以降低发生火灾后火焰的蔓延速率。
8.电池组的热扩散测试要求当电池组中某一节单体电池起火之后,不得快速扩散至整个电池组。
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