為提升電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池質(zhì)量安全水平，促進(jìn)行業(yè)安全發(fā)展，由工業(yè)和信息化部組織起草的《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》（GB 43854-2024，以下簡(jiǎn)稱《技術(shù)規(guī)范》）強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)已由市場(chǎng)監(jiān)管總局（國家標(biāo)準(zhǔn)委）于2024年4月25日發(fā)布，并于2024年11月1日正式實(shí)施。

《技術(shù)規(guī)范》修訂背景與意義

鋰離子蓄電池在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用，能夠有效解決電動(dòng)自行車輕量化、美觀化、環(huán)保的需求與消費(fèi)者對(duì)電池能量密度、騎行里程要求不斷提高之間的矛盾。當(dāng)前，國內(nèi)市場(chǎng)主要品牌的電動(dòng)自行車新車型中，配備鋰離子蓄電池的比例已經(jīng)超過20%。

然而，隨著市場(chǎng)的升級(jí)和增長(zhǎng)，由電動(dòng)自行車，特別是鋰電池電動(dòng)自行車引發(fā)的安全事故數(shù)量日漸升高。據(jù)國家消防救援局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年全國共接報(bào)電動(dòng)自行車火災(zāi)2.1萬起，比2022年增加17.4%。這些事故造成重大人身財(cái)產(chǎn)損害，社會(huì)影響巨大。

因此，有必要制定符合我國國情的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，為電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售和使用等環(huán)節(jié)提供統(tǒng)一、規(guī)范的技術(shù)支撐，保障消費(fèi)者生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)行業(yè)安全有序發(fā)展。

《技術(shù)規(guī)范》框架與主要內(nèi)容

總體說明

《技術(shù)規(guī)范》的制訂以《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池》（GB/T 36972-2018）為基礎(chǔ)，篩選保留部分安全要求項(xiàng)目，同時(shí)增加單體電池安全、電池組熱擴(kuò)散等重要考核要求。充分遵循已發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》（GB 17761-2018）中關(guān)于電動(dòng)自行車用蓄電池的條款要求，即標(biāo)稱電壓48伏以內(nèi)；同時(shí)考慮《電動(dòng)自行車電氣安全要求》（GB 42295-2022）和《電動(dòng)自行車用充電器安全技術(shù)要求》（GB 42296-2022）等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求，即與溫度異常報(bào)警、互認(rèn)協(xié)同充電等項(xiàng)目協(xié)調(diào)一致，從而為行業(yè)健康發(fā)展提供一個(gè)公平競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境，持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，特別是提高對(duì)消費(fèi)者的生命財(cái)產(chǎn)安全保障水平。

范圍說明

《技術(shù)規(guī)范》僅適用于《電動(dòng)自行車安全技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定的、最大輸出電壓不超過60伏的電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池，不適用于電動(dòng)滑板車、平衡車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)三輪車等車輛使用的鋰離子蓄電池。同時(shí)，型式試驗(yàn)的樣品與交付產(chǎn)品均不得使用梯次利用電池。

主要技術(shù)內(nèi)容說明

《技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了6項(xiàng)單體電池的測(cè)試項(xiàng)目和22項(xiàng)電池組的測(cè)試項(xiàng)目。單體電池安全項(xiàng)目：標(biāo)志、過充電、過放電、外部短路、熱濫用、針刺。電池組電氣安全項(xiàng)目：靜電放電、過放電、過充電、過流放電、外部短路、溫度保護(hù)、絕緣電阻。電池組機(jī)械安全項(xiàng)目：擠壓、加速度沖擊、振動(dòng)、自由跌落、提把強(qiáng)度。電池組環(huán)境安全項(xiàng)目：低氣壓、溫度循環(huán)、浸水、鹽霧、濕熱循環(huán)、阻燃性。人身安全項(xiàng)目：熱擴(kuò)散。充電功能安全項(xiàng)目：互認(rèn)協(xié)同充電。數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目：數(shù)據(jù)采集。電池組標(biāo)志項(xiàng)目：標(biāo)志。

在日常生產(chǎn)、檢驗(yàn)及使用過程中，我們需要重點(diǎn)關(guān)注以下15個(gè)項(xiàng)目。

1.單體電池安全項(xiàng)目

（1）過充電。單體電池在過充的情況下，有可能發(fā)生熱失控，其產(chǎn)生的熱量會(huì)傳遞到相鄰電池，從而造成整個(gè)電池組的熱失控，引發(fā)起火爆炸。項(xiàng)目考核單體電池耐過充的能力，要求單體電池過充至1.5倍正常單體電池充電限制電壓或充電總時(shí)間達(dá)到一個(gè)半小時(shí)，單體電池應(yīng)不起火、不爆炸。

（2）針刺。單體電池長(zhǎng)期運(yùn)行后，電池內(nèi)部極可能產(chǎn)生枝晶造成內(nèi)部短路，單體電池的生產(chǎn)缺陷如車間粉塵、金屬顆粒、毛刺等也可能導(dǎo)致短路。同時(shí)，電池在使用過程中也可能遭遇針刺等情況?；谏鲜隹赡馨l(fā)生的場(chǎng)景，增加針刺項(xiàng)目以檢驗(yàn)單體電池內(nèi)部短路時(shí)的安全性。

單體電池針刺測(cè)試（25毫米/秒）可對(duì)電池的安全性作出有效篩選。目前市場(chǎng)上高鎳體系三元鋰電池很難通過上述測(cè)試。因此，該體系材料鋰電池今后將難以應(yīng)用在電動(dòng)自行車領(lǐng)域。

2.電池組電氣安全項(xiàng)目

（1）過充電。過充電測(cè)試是國內(nèi)外鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)中的基本測(cè)試項(xiàng)目，電池組過充也是使用過程中可能發(fā)生的場(chǎng)景。濫用充電器、過長(zhǎng)時(shí)間充電等都可能造成過充電。持續(xù)的充電使電池內(nèi)壓超限，殼體發(fā)生破裂，隔膜收縮變形，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)崩塌，電池發(fā)生熱失控，從而引起電池起火爆炸?！都夹g(shù)規(guī)范》要求電池在正常條件和單一故障條件下分別滿足過充保護(hù)，這樣可有效降低過充導(dǎo)致電池組起火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，保障人員的安全。

電池組的過充電試驗(yàn)在正常工作條件和保護(hù)元器件單一故障條件下都要進(jìn)行，因此電池組可能需要采取雙重過充保護(hù)設(shè)計(jì)才能滿足測(cè)試要求。

（2）外部短路。短路是導(dǎo)致鋰電池起火的重要原因，往往與電池內(nèi)隔膜被穿透有關(guān)。電池組發(fā)生外部短路時(shí)，大電流會(huì)導(dǎo)致電池組持續(xù)放熱，高溫下隔膜收縮，容易引起起火爆炸。

《技術(shù)規(guī)范》要求電池組在正常條件和單一故障條件下分別滿足外部短路保護(hù)，電池組在發(fā)生外部短路時(shí)不起火、不爆炸。電池組的外部短路試驗(yàn)在正常工作條件和保護(hù)元器件單一故障條件下都要進(jìn)行，因此電池組可能需要采取雙重短路保護(hù)設(shè)計(jì)才能滿足測(cè)試要求。

（3）溫度保護(hù)。溫度保護(hù)測(cè)試包含高溫保護(hù)和低溫保護(hù)，電池在高溫或低溫環(huán)境中充電，會(huì)影響電池的化學(xué)平衡，導(dǎo)致電池發(fā)生產(chǎn)氣、析鋰等現(xiàn)象，從而影響電池的循環(huán)壽命和安全?！都夹g(shù)規(guī)范》設(shè)置高溫、低溫充電保護(hù)要求。

同時(shí)，根據(jù)國家規(guī)定，要求電動(dòng)自行車在室外進(jìn)行充電，增加低溫充電保護(hù)要求。這是由于在低溫環(huán)境下給鋰電池充電，會(huì)導(dǎo)致鋰離子在負(fù)極析出，長(zhǎng)出白色的鋰枝晶。隨著鋰電池使用時(shí)間增加，形如樹杈的鋰枝晶會(huì)不斷生長(zhǎng)。一旦鋰枝晶尖銳的“枝頭”刺穿隔膜，就會(huì)使正負(fù)極相連，引發(fā)短路，導(dǎo)致電池劇烈升溫、起火甚至爆炸。因此《技術(shù)規(guī)范》增加了低溫充電保護(hù)要求，考核電池組在低溫環(huán)境中充電的安全問題。

（4）靜電放電。靜電普遍存在于人體及各類物品，對(duì)電子產(chǎn)品（如電池組保護(hù)裝置）存在極高的潛在危害、損壞可能。該項(xiàng)目要求過放電、過充電、溫度保護(hù)、外部短路、低氣壓、過流放電項(xiàng)目試驗(yàn)前，進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)引用《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》（GB/T 17626.2）對(duì)電池組安全保護(hù)裝置進(jìn)行該試驗(yàn)，對(duì)進(jìn)一步提高電池組安全保護(hù)裝置的可靠性和設(shè)計(jì)制造工藝非常重要。

3.電池組機(jī)械安全項(xiàng)目

（1）振動(dòng)。電動(dòng)自行車振動(dòng)工況較四輪車更嚴(yán)苛，振動(dòng)項(xiàng)目根據(jù)電動(dòng)自行車的路況調(diào)研和路譜采集情況，新增實(shí)際采集路譜進(jìn)行等效公里數(shù)壽命振動(dòng)，考慮到產(chǎn)品使用生命周期當(dāng)中承受到的機(jī)械損傷和使用場(chǎng)景，驗(yàn)證電池組在使用全生命周期當(dāng)中的防護(hù)性能，要求電池組在振動(dòng)結(jié)束后進(jìn)行1次標(biāo)準(zhǔn)放電和標(biāo)準(zhǔn)充電，并對(duì)該電池組進(jìn)行浸水測(cè)試。

（2）提把強(qiáng)度。該項(xiàng)目要求電池組的提把能承受4倍電池組重量的壓力，并保持1分鐘，確保電池組提把可靠、牢固，確保消費(fèi)者日常的使用安全。

（3）加速度沖擊。加速度沖擊標(biāo)準(zhǔn)明確脈沖時(shí)間為6毫秒，1 50個(gè)重力加速度，在電池組3個(gè)相互垂直的方向各承受6次等值沖擊，值得注意的是6次等值沖擊包括3次正方向、3次負(fù)方向。

4.電池組環(huán)境安全項(xiàng)目

（1）高低溫沖擊。以《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池》（GB/T 36972-2018）標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，參考《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》（GB 38031-2020）標(biāo)準(zhǔn)，考慮到電池組的實(shí)際使用狀況較電動(dòng)車用電池更惡劣，將最高溫度設(shè)置為72攝氏度，每個(gè)溫度的靜置時(shí)間為6個(gè)小時(shí)，循環(huán)10次。

（2）阻燃性。鋰電池燃燒速度之快，往往讓人措手不及。鋰電池組起火30秒后，火焰溫度就會(huì)升至300攝氏度，點(diǎn)燃電動(dòng)自行車上諸多塑料部件，釋放出一氧化碳、硫化物等大量有毒有害氣體。人吸入這些氣體后，數(shù)十秒便可出現(xiàn)頭暈、惡心等癥狀。

為防止因電池組熱失控，對(duì)電池組其他非金屬材料造成二次連鎖燃燒反應(yīng)，《技術(shù)規(guī)范》要求非金屬殼體必須達(dá)到阻燃V0等級(jí)，印制板必須達(dá)到阻燃V1等級(jí)；同時(shí)，電池組內(nèi)部導(dǎo)線必須達(dá)到《電工電子產(chǎn)品著火危險(xiǎn)試驗(yàn)第5部分：試驗(yàn)火焰針焰試驗(yàn)方法裝置、確認(rèn)試驗(yàn)方法和導(dǎo)則》（GB/T 5169.5-2020）中針焰試驗(yàn)的相關(guān)要求。這就要求電池組導(dǎo)線應(yīng)使用阻燃性材料，以降低發(fā)生火災(zāi)后火焰蔓延速率。

5.人身安全項(xiàng)目

首次在電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池標(biāo)準(zhǔn)中引入熱擴(kuò)散項(xiàng)目。電池單體發(fā)生熱失控時(shí)熱量會(huì)通過不同方式傳遞到相鄰電池單體，單個(gè)電池?zé)崾Э乜赡軅鞑サ街車碾姵貑误w，引起連鎖反應(yīng)，熱擴(kuò)散時(shí)形成的煙霧、火災(zāi)和爆炸直接威脅電動(dòng)自行車駕乘和使用人員安全。該項(xiàng)要求旨在考核電池?zé)釘U(kuò)散控制能力，為預(yù)警和駕乘人員安全提供保障，給予駕乘人員一定的逃生時(shí)間。

電池組的熱擴(kuò)散測(cè)試要求電池組在發(fā)生熱失控報(bào)警后5分鐘內(nèi)，應(yīng)不起火不爆炸，這就要求電池組或自行車配備電池組熱失控報(bào)警功能。使用人員在聽到熱失控報(bào)警后，應(yīng)立即遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)。

6.互認(rèn)協(xié)同充電項(xiàng)目

《技術(shù)規(guī)范》考慮增加電池組的充電功能安全項(xiàng)目（互認(rèn)協(xié)同充電），充電器與電池組握手成功后才能充電，保證“一車一池一充”，降低因充電器不匹配引起的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

7.互數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目

數(shù)據(jù)采集可以為電池管理系統(tǒng)提供電池組系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而支持后續(xù)的電池組狀態(tài)分析，控制和保護(hù)。為進(jìn)一步保障電池系統(tǒng)的安全，提高電池性能和壽命，確保車輛的安全性和穩(wěn)定性，《技術(shù)規(guī)范》規(guī)定電池組在充電、放電過程中應(yīng)實(shí)時(shí)采集電池電壓、電池組電壓、溫度、電流，這就要求電池組配備管理系統(tǒng)對(duì)電池組運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

8.電池組標(biāo)志項(xiàng)目

要求電池組編碼標(biāo)識(shí)采用耐高溫（950°C）材質(zhì)，這樣即便發(fā)生火災(zāi)也可以進(jìn)行追溯。同時(shí)制造商要在電池組上清晰標(biāo)明“安全使用年限”，以提醒用戶及時(shí)淘汰老舊電池。

推動(dòng)《技術(shù)規(guī)范》落實(shí)措施

為進(jìn)一步加強(qiáng)電動(dòng)自行車行業(yè)管理，全面提升電動(dòng)自行車生產(chǎn)、銷售、使用、充換電、報(bào)廢回收等各環(huán)節(jié)安全水平，政府相關(guān)部門采取了多種措施。

工業(yè)和信息化部、國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國家消防救援局聯(lián)合印發(fā)《電動(dòng)自行車行業(yè)規(guī)范條件》和《電動(dòng)自行車行業(yè)規(guī)范公告管理辦法》?！峨妱?dòng)自行車行業(yè)規(guī)范條件》在強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品質(zhì)量保障方面，要求鋰離子蓄電池、鉛蓄電池、電動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵零部件均應(yīng)符合相關(guān)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；在強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部管理制度方面，要求企業(yè)應(yīng)設(shè)置質(zhì)量管理部門，配備專員按照工作制度執(zhí)行相關(guān)質(zhì)量工作安排；在檢測(cè)設(shè)備與檢測(cè)能力方面，要求企業(yè)應(yīng)具有充電器、電池等關(guān)鍵零部件的檢測(cè)能力。

國務(wù)院辦公廳印發(fā)《電動(dòng)自行車安全隱患全鏈條整治行動(dòng)方案》，方案中明確提到將對(duì)電動(dòng)自行車蓄電池等核心部件納入強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理范圍；也明確提出落實(shí)互認(rèn)協(xié)同的要求，推行“一車一池一充一碼”。

這些措施、要求都將推動(dòng)《技術(shù)規(guī)范》的落實(shí)。

●作者：《技術(shù)規(guī)范》主要起草人 嚴(yán)媛

●來源：中國應(yīng)急管理雜志2024年第4期 原標(biāo)題《 <電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范>解讀》