电动车锂电池不安全？这4个办法，让你远离危险
随着电动自行车新国标的实施，整车的重量受到了严格的限制，能量密度更高的锂离子电池被大规模地应用于电动自行车中。
那么，锂电池到底有什么安全隐患呢？ 首先要了解锂电池的工作原理。
文章目录
一、锂离子电池的工作原理
二、电动车锂电池为什么会爆炸？
三、锂电池安全措施
一、锂离子电池的工作原理
锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物为正极（根据正极化合物不同，常见的锂离子电池有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂等）。中间有一层膈膜，避免正负极短路。在充放电过程中，Li+在正负极间往返：充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极；放电时则相反。在锂离子的嵌入与脱嵌过程中，同时伴随着等当量的电子的嵌入和脱嵌，也就产生了电流。
二、电动车锂电池为什么会爆炸？
了解了锂电池的工作原理，也就能知道锂离子电池会爆炸的原因了，主要分为以下两点。
1、过充导致放出的锂过多，负极部位容量不足，充电时产生的锂就无法插入负极石墨的间层结构中，会在负极表面形成金属锂。 时间一久，这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过膈膜纸，使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。
2、充放电时，电流的限制也很有必要。电流过大时，锂离子来不及进入间层结构中，也会汇集在负极材料表面。 这些锂离子获得电子后，会在材料表面产生锂原子结晶，这与过充一样，会造成危险性。
因此，一般在锂电池组内，除了锂电池芯外，都会有一片保护板，也就是我们常说的BMS（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM），中文名字叫电池管理系统。 它能够监测锂电池的电压、电流和温度等信息，并根据锂电池的状态，在需要的时候进行干预。
不论是电动汽车还是电动自行车，锂电池事故已不再是新鲜事。在老国标时代，电动车行业已经有少量的锂电池应用，就已经发生了不少安全事故，其主要原因是锂电芯不稳定，PACK工艺不成熟，还有对锂电池知识匮乏导致的不良使用习惯等。随着新国标时代锂电池的用量激增，如果不采取一些措施，其事故概率可想而知。
三、锂电池安全措施
1、安全措施一：软件BMS保护板，远程安全监控
如今国内电芯制造水平还达不到日韩一致性精度，电芯本身就存在一定的安全隐患，如果仅仅搭配纯硬件BMS板做保护，这类电子部件都存在失效的概率，一旦BMS失效，则必定会发生安全事故。
绿源的解决方案是，加入远程数据传输模块，实现整车关键电气部件数据互联，其中就包括锂电池的充放电数据。通过总部的数据监控平台，预判电池失效模式，提前告知用户并快捷服务，将安全隐患消除在萌芽中。
2、安全措施二：改良结构，提升锂电池安全性
与电动汽车相比，电动自行车的锂电池使用环境更加恶劣。整车减震性能差；骑行路况复杂；整车经常被置于户外，电池也会直接暴露在外，经历风吹、日晒、雨淋。
绿源自主设计了全密封透气干燥防进水、防潮气结构，内部采用高导热系数硅胶填充，在提高内部电芯和BMS板抗震等级的同时，也进一步加强了防水、防潮性能。同时做到了电池内部各电芯之间实现均温目的，保障电芯一致性，进而提高整组电池的使用寿命。
3、安全措施三：双向握手识别电路，确保电池不乱用
市场上电动自行车基本都是直通式输出方案，给用户滥用电池提供了便利。如将锂电池用于铅酸车，即铅改锂销售；或用作试车宝，用于铅酸车试骑；还会出现维修人员用铅酸控制器或充电器替代出现故障的锂电车控制器和充电器。这些都是铅酸电池时代留下的不良习惯。锂电池一旦误用在铅酸车上，由于铅酸控制器存在EABS反充电，且与锂电欠压点不一致等均会给锂电池造成安全隐患。
绿源的对策是，在锂电池BMS板和控制器之间、在BMS板和充电器之前均增加了双向握手识别电路，只要不互相匹配，锂电池就会关闭充放电回路，不允许非法控制器放电、非法充电器充电，减少因外部因素导致的锂电池安全事故。
4、锂电安全措施四：PGR电机避免锂电池反充电
EABS反充电，对于铅酸电池是一个非常好的利益点，但对于锂电池来说，反而成为安全隐患点。
锂电池反充电有什么危害？前面我们已经介绍过锂电池的充电原理，即锂离子从正极脱出，经过膈膜和电解液迁移至负极多孔石墨的过程。如果锂离子迁移速度不够快、迁移数量太多，就会滞留在负极表面形成金属锂枝晶，累积到一定程度就会刺破膈膜发生短路爆炸。而影响充电过程中锂离子迁移的数量和速度的因素，主要是环境温度和充电电流大小。
虽然锂电车都取消了EABS功能，但在下坡滑行过程中，还是会出现反向充电电流：现有行业锂电电动自行车普遍采用低速轮毂直驱电机，该电机在骑行过程中是电动机，而在下坡高速滑行时，就成为了发电机。当电机转速超过额定转速时，反电动势电压就会高于电池电压，将能量反灌至电池中，整车下滑速度越快，其感应反电动势就越高，即反充电电流就会越大。
尤其是在新国标电动自行车最高限速25公里每小时情况下，在下坡路段滑行速度轻易就会超过最高车速25公里每小时，反充电电流极大，尤其是在寒冷的冬天，电解液的导电率下降，锂离子迁移速率降低，负极表面形成金属锂枝晶的概率就更大了，刺穿膈膜更容易发生，轻则出现电池容量急剧下降，寿命加速衰退，重则出现大面积短路发热，最终失控爆炸燃烧。
因此，绿源在锂电车型上搭载了自主设计的PGR电机，带有离合器装置，滑行过程中，内部电机与外轮脱开，停止转动，即不会产生感应电动势，当然就不会出现反充电了。
绿源通过深入剖析锂电池失效机理，通过以上多项技术改进，才能确保锂电安全可靠，才有可能让锂离子电池在电动自行车上普及开来，同时让用户使用时更加安心、可靠、麻烦少。
现行标准安全指标落后！工信部拟修订电动摩托车锂电池国标
近日，工信部公开征集对《电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池安全要求》强制性国家标准制修订计划项目的意见。该标准适用于电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池、电池包或系统，规定了电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池、电池包或系统的安全要求和试验方法。
常州一公司生产的电动摩托车。新华社发
现行标准安全指标落后
据介绍，《电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池安全要求》主要起草单位为上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、厦门新能安科技有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、爱玛科技集团股份有限公司，项目周期为16个月。
目前现行有效的电动摩托车用锂离子电池的国家标准是GB/T 36672，自2018年发布使用至今。
工信部表示，锂电池行业已快速迭代，原标准某些测试项目要求已不能体现现实场景和工况，安全指标逐渐跟不上电动摩托车锂电池产品的技术更新，落后的电池标准将引发诸多电池安全事故风险；通过制定电动摩托车锂电池强制性国家标准，加强约束电池生产以及销售企业行为，进一步提高电动摩托车安全保障水平，切实保护消费者的生命财产安全；锂离子电池的应用场景不断扩大，电动汽车、电动自行车、电动摩托车、电动轻便摩托车、无人潜航器以及各种电动工具等新应用场景不断拓展。电动汽车电池（GB 38031-2020）强制性国标对行业安全健康发展起到了引领作用，为了电动摩托车行业健康发展，建议电动摩托车和电动轻便摩托车用锂离子电池立项强制性国标。
2023年中国国际服务贸易交易会上，一名小朋友在体验电动摩托车。新华社发
多个锂电池规范文件发布
近年来，随着电子产品、新能源汽车、电动两轮车等行业的高速发展，锂电池在日常生活和工作中的应用越来越广泛。但市场火热的同时，我国锂电池产业的发展仍存在一些问题，须从标准体系、关键技术研究等方面进行完善。
近期，国家层面围绕锂电池，也先后发布多个强制性国标、规范性文件等。
6月19日，工信部发布了修订后的《锂离子电池行业规范条件》和《锂离子电池行业规范公告管理办法》，对锂电行业的产能及技术、性能等提出了要求。
今年4月底，《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》强制性国标获批，将于今年11月1日正式实施。该强制性国标规范了电动自行车用锂离子蓄电池产品设计、生产和销售过程，将有效提升电动自行车用锂离子蓄电池的本质安全水平，减少使用过程中火灾等安全事故发生率。
除了电动自行车、电动摩托车和电动轻便摩托车，电动平衡车和滑板车领域也将有锂电池强制性国标。今年5月份，《电动平衡车、滑板车用锂离子电池和电池组安全技术规范》（送审稿）已通过专家组审查。
此外，今年5月份，工信部还公开征集对《锂离子电池梯次利用分类规范》《退役锂离子电池健康状态评估技术规范》等推荐性国家标准计划项目的意见。
【延展】
前5月电动摩托车产销“腰斩”
中国摩托车商会数据显示，今年1-5月，我国电动摩托车产量和销量分别为129.76万辆和132.26万辆，同比下降51.42%和43.25%。电动摩托车销售前十名企业（集团）分别为雅迪科技集团、宗申、浙江绿源、江苏新日、江苏淮海、巴士新能源、五星车辆、东莞市台铃、金翌和隆鑫，分别销售59.36万辆、18.5万辆、13.56万辆、9.47万辆、7.91万辆、5.89万、2.74万辆、2.43万辆、2.23万辆和2.18万辆。
对于前五月电动摩托车产销“腰斩”的情况，有业内人士分析认为，在电动自行车安全隐患整治背景下，一些电动摩托车和电动轻便摩托车被视为“超标车”受到处罚，一些普通消费者也将电动摩托车视为“超标车”，加上目前全国不少城市实行“禁摩”政策，导致了电动摩托车今年前5月销售数据不理想。
采写：南都湾财社记者 刘兰兰
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