锂电池保证 电动自行车用锂电池,充电器将实施CCC认证 能减少哪些风险?

小编 2024-10-08 锂离子电池 23 0

电动自行车用锂电池、充电器将实施CCC认证 能减少哪些风险?

央广网北京7月5日消息(记者李洪鹏)7月4日,国务院安委办、应急管理部召开全国安全防范工作视频会议暨全国电动自行车安全隐患全链条整治行动调度推进会议。

此前,市场监管总局发布《关于对电动自行车用锂离子蓄电池、电动自行车用充电器实施强制性产品认证管理的公告》,决定对电动自行车用锂电池、充电器实施强制性产品认证(CCC认证)管理。自2024年10月15日起,指定认证机构开始受理CCC认证委托。

2025年11月1日起,电动自行车用锂离子蓄电池、充电器应当经过CCC认证并标注CCC认证标志后,方可出厂、销售、进口或者在其他经营活动中使用。

业内专家表示,电动自行车火灾的主要原因包括电池过充、电池单体故障、电气线路短路等情况。根据《中华人民共和国标准化法》规定,不符合强制性标准的产品、服务,不得生产、销售、进口或者提供。如果不实施CCC认证,即便是强制性国家标准,也只是事后监管。

为何电动自行车火灾频发?

记者梳理媒体公开报道发现,近年来,因电池和充电原因导致电动车起火的案例不在少数。

2023年12月13日,广东省惠州市惠东县某高层小区发生火情,经调查,火灾原因为推入室内的电动自行车在充电过程中,电池发热失控引燃周边可燃物所致,事故造成两名未成年人遇难。

今年2月25日,北京市丰台区一小区户外独立电动车棚内电动自行车起火,未造成人员伤亡,火灾初步认定为因电池故障引发。

6月15日凌晨,北京石景山区一小区的充电车棚突发火灾,短短几分钟内火势迅速蔓延,现场14辆电动自行车被烧毁,幸无人员伤亡。经初步了解和判断,起火车辆没有违规充电和改装情况,起火原因系电池热失控车辆自燃所致。

据国家消防救援局统计,2023年,全国共接报电动自行车火灾2.1万起,较2022年上升17.4%。电动自行车起火是目前各地城市火灾的主要原因之一。另有数据显示,80%的电动车火灾是在充电时发生的,其中超过一半发生在夜间充电过程中。

国家消防救援局公布的数据显示,2024年1月至5月,全国已发生电动自行车火灾10051起,造成35人死亡,近3年电动自行车相关火灾年均增长20%。

电动自行车起火的原因有哪些?根据国家消防救援局的统计分析,电动自行车火灾的主要原因包括电池过充、电池单体故障、电气线路短路等情况。可见,电池质量尤为关键。尤其使用时间较长的老旧电池和改装电池,更是存在不小的安全隐患。

对电动自行车用锂电池和充电器实施强制性产品认证(市场监管总局网站截图 央广网发)

为何实施CCC认证?

据市场监管总局相关负责人介绍,针对锂电池组装门槛低、安全风险高的问题,市场监管总局将单体电池(电芯)和电池组均列入CCC认证范围。要求每块锂电池必须标明安全使用年限、打刻耐高温(950℃保持半小时)的永久性唯一性编码,禁止将废旧锂电池“梯次利用”到电动自行车,从源头把关制约非法拼装改装锂电池的违法行为。在认证风险可控、保证认证质量的前提下,将积极采信已有合格评定结果,减轻企业负担,便利企业获证。

在适用范围界定上,需要认证的电动自行车锂离子蓄电池包括磷酸铁锂离子蓄电池、锰酸锂离子蓄电池、三元锂离子蓄电池、固态(半固态)锂离子蓄电池、其他锂离子蓄电池,不包括铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、钠离子蓄电池;需要认证的电动自行车用充电器包括锂离子蓄电池组充电器、铅酸蓄电池组充电器、钠离子蓄电池组充电器、其他蓄电池组充电器,不包括电动自行车的车载充电器、充/换电柜、充电桩、快速充电站等充电设施。

一名不愿透露姓名的业内专家表示,电动自行车火灾的主要原因包括电池过充、电池单体故障、电气线路短路等情况。这两年,我国先后发布了2项强制性国家标准GB42296-2022《电动自行车用充电器安全技术要求》和GB 43854-2024《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》。根据《中华人民共和国标准化法》规定,不符合强制性标准的产品、服务,不得生产、销售、进口或者提供。如果不实施CCC认证,即便是强制性国家标准,也只是事后监管,消费者并不清楚所购产品是否达到标准。如今,电动自行车锂离子电池和充电器纳入CCC认证,消费者在购买产品时,只要查看是否有CCC认证标志,就能判断电动自行车锂离子电池和充电器是否达标,这让产品安全性更有保障。

上述专家称,CCC认证是标准实施的一种方式,而强制性产品认证(CCC认证)又是最严的认证方式。按照《中华人民共和国认证认可条例》,为了保护国家安全、防止欺诈行为、保护人体健康或者安全,就可能需要实施CCC认证。如果电动自行车用锂电池、充电器不纳入CCC认证,政府管理部门一般是通过监督抽查、缺陷品召回等方式来验证产品是否符合标准,这是一种被动的事后监管。如果纳入CCC认证,这是一种主动的事前监管,需要由政府授权的第三方机构先验证符合标准要求,并在标注CCC认证标志后才能销售。

CCC认证能减少哪些风险?

据了解,对电动自行车用锂电池、充电器单独实施CCC认证,是落实电动自行车安全隐患全链条整治行动的重要举措。这意味着需要由第三方认证机构确认产品持续符合强制性国家标准规定的电气安全、机械安全、环境安全、耐热阻燃、互认协同充电要求。

7月4日,中国安全生产科学研究院教授级高级工程师李湖生对记者表示,CCC认证是我国实行的强制性产品认证制度,通过CCC认证的产品被认为达到了国际同行业内较高的安全标准,也符合国家和行业相关标准要求。

李湖生介绍,目前,电动自行车最大安全隐患是锂离子电池热失控导致火灾。首先,火灾主要发生在锂离子电池的充电环节,主要原因是锂离子电池的质量参差不齐,甚至有人将废旧锂离子电池回收后又“梯次利用”到电动自行车上。其次,有些电动自行车的充电器安全监测控制能力弱,缺少对电池组的温度、电流和电压等方面进行实时检测和安全管理,导致一些质量差的电池在充电过程中可能出现故障,从而引发热失控导致电池组发生起火和爆炸。

一名业内专家表示,在CCC认证过程中,电池经过了过充、针刺等测试,还加强了过充保护、短路保护等求。充电器也经过耐压、短路等测试,减少了起火、电击的风险。对电动自动车的单体电池、充电器实施CCC认证后,可以促使电动自行车电池、充电器的生产厂家从设计、生产等源头把好安全关,提升产品安全水平。

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如何保证锂电池的安全性呢?

几日前,网友在微博上传了一段某国产新能源汽车在广州马路边电池自燃爆炸的视频,引起了全民关注。事发六天前,威马新能源汽车在其成都研究院内刚发生过自燃事件。就连新能源汽车的对标对象特斯拉都未能避免这样的状况,北汽、野马、荣威、比亚迪等也都先后被爆出过自燃问题。中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高就直接指出,目前纯电动车最大的风险就是电池的安全性。

为什么电池成为了新能源的桎梏?

众所周知,新能源汽车的的优势就在于相较于以汽油为燃料的车更加低碳环保。它采用的是非常规的车用燃料作为动力来源,如锂电池、氢燃料等。锂电池的应用领域也非常广泛,除了新能源汽车之外,手机、笔记本电脑、平板电脑、移动电源、电动自行车、电动工具等等。

目前,无论是全球知名的特斯拉亦或者国内知名的小鹏汽车、蔚来汽车以及比亚迪等主流的新能源汽车使用的都是锂电池。这些新能源汽车厂商使用的锂电池按照正极材料分类又可以分为:磷酸铁锂电池、三元锂电池(包括 NCA 和 NCM)、锰酸锂池、钴酸锂池、镍氢电池、钛酸锂池等。其中,特斯拉、北汽 E200/150、广汽传祺 GA5EV、北京奔驰、华晨宝马 5 系、蔚来汽车等使用的都是三元锂电池。而曾经使用磷酸铁锂电池的比亚迪也在后来转向了三元锂电池阵营。

但是无论是三元锂电池亦或者磷酸铁锂电池,都躲不开易燃易爆的隐患。

锂是世界上最活泼的金属,由于其化学特性太活泼,当锂金属暴露在空气中时会与氧气产生激烈的氧化反应,因此容易产生爆炸、燃烧等现象。此外,锂电池充放电过程中内部也会产生氧化还原反应,爆炸和自燃主要都是因为锂电池发热后所累积起来、来不及扩散和释放所导致的。简单来说就是锂电池在充放电过程中会产生大量的热量,这会导致电池内部温度升高以及单体电池之间的温度不均匀,从而造成电池的新能不稳定。

今年 8 月,苹果公司位于荷兰阿姆斯特丹的零售商店就因 iPad 电池爆炸并向空气中释放潜在的有害物质,零售店不得不紧急疏散店内的消费者暂时关门。而此前,三星、小米、华为等也都曾被爆出过手机自燃事件。多次事故显示,当人们充电不当、或者环境温度过高等情况下,极容易引发锂电池自燃、爆炸,这也成为使用厂家的一块心病。

为什么一定要锂电池

电池选择上的局限,很大程度取决于电池自身的发展与商用条件。世界上第一个电池 " 伏特电堆 " 是用锌板和锡板制成的,之后相继出现了锌、铜电池,湿电池、干电池,因不会遗漏、便于携带,干电池在之后很长一段时间内得到了广泛应用,尔后被爱迪生发明的可充电镍铁电池所取代。最终采用钴酸锂作为正极材料,金属锂作为负极材料而制成的锂离子电池成为了市场最后的选择。

相较于其他电池,锂电池有着明显的优势。它的使用寿命很长,在六年以上,并且电池体积小、能量密度高,可达到 460-600Wh/kg,是铅酸电池的 6 到 7 倍。目前,特斯拉宣布与松下联合研发的 21700 电池系统能量密度就达 300Wh/kg。与此同时,铝电池具备高功率承受力,新能源汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可达到 15-30C 充放电的能力,这便于汽车高强度的启动和加速。锂电池具有高低温适应性很强、绿色环保、生产过程中基本不消耗水等特性。

而电池的商用方面,因为受到体积重量、能量的储存及释放能力、保存时间、使用寿命、成本、使用便捷度、量产等多项条件限制,能够进行大规模商业化应用的电池不过寥寥。综合这两方面原因,锂电池成为了最佳解决方案。

虽然锂电池本身的属性决定了其 " 易燃易爆炸 " 的宿命,但并不是完全无法降低风险和安全性的。无论手机企业亦或是新能源汽车公司,通过合理的电池管理系统以及热管理系统,电池就能够保证安全,也不会发生爆炸或者自燃现象。

如何解决?

电池在工作中会释放热量,来不及释放就会自燃、爆炸。因此,可以通过电池热管理系统进行管理。新能源汽车配备的热管理系统是电池管理系统中的一个子系统,该系统能够实现让电池在温度过高的时候对其进行冷却,而温度较低的时候则进行预热,由此更好地发挥电池的性能,特斯拉独有的电池管理系统就是典型的代表。

特斯拉为其生产的汽车配了数千块钴酸锂电池以提供动能,它应用的 18650 电池寿命能够循环充电 1000 多次,但由于电池单位密度容量大,因此自燃、起火的风险也就更高。而特斯拉就是通过其电池管理系统实现对电池各种物理参数实时监测、评估电池使用状态、并进行在线诊断和预警,同时也能够进行放电与预充控制、电池的均衡管理和热管理等。以其电池热管理为例,通过液体冷却,即 50% 的水 +50% 的乙二醇,来控制电池的温度升高。

事实上制造商们也早已经意识到锂电池的局限性,燃料电池、石墨烯电池、锂空气电池等都是研发的方向。而燃料电池中氢燃料电池最受关注,氢能源汽车作为新能源汽车的一个分支,也一直在做商用探索。

2008 年,我国自主研制的基于大众帕萨特车型,通过改制和集成的燃料电池车在同济大学新能源汽车工程中心举行赴京发车仪式,并且在北京奥运会期间投入运营。如今,十年已过,在今年上海召开的 CES Asia 中,现代汽车就展出了新一代氢燃料电池车 NEXO。该款车型的燃料电池系统效率达到 60%,已经是世界前沿的水平。

与锂电池相比,燃料电池的安全性更好,由于氢气爆炸要求浓度极高,因此在爆炸前往往已经开始燃烧,反而很难爆炸。并且,氢气的密度低于空气的密度,即便起火也是在气源的上方,而不会像锂电池或者汽油,燃料在车舱底部,整个车会迅速报废。此外,燃料电池还拥有发电效率高、环境污染小、噪音低、可靠性高、易于建设电池电站等优点。

当然,燃料电池的成本高、运输、储存也是其相比于锂电池的不足。

最 后

同样使用锂电池的手机,也在自燃、爆炸问题上遇到过一次次的难关,更遑论新能源汽车,它要兼顾的难点更多。新能源汽车是时代驱动的必然,它的大范围应用毋庸置疑,尽管资金、量产等都是新能源汽车迫在眉睫的问题,但任何时候,产品的安全都是首位。

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