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从电动自行车锂电池燃爆谈起

02/26 13:15
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近日,发生在南京市的一起火灾事故造成重大人员伤亡。经初步分析,此次事故为高层建筑架空层的电动自行车停放处起火引发。电动自行车电池安全是近年来社会关注的焦点,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,平均每天近60起,几乎就是可移动的爆炸物。

那么,电动自行车为什么会变成消防风险中心区?这与三元锂电池大量应用于电动自行车直接相关。相比传统的铅酸电池,三元锂电池在能量密度和使用寿命上都明显胜出,因而在电动自行车中普及很快,不过在安全性方面,三元锂电池却有较大隐患,因为其热失效温度低,容易起火爆炸,而且目前尚不存在对锂电池起火的有效灭火剂,起火之后只能用灭火器来降温和抑制爆炸。

锂电池火灾风险大

专业人士分析,三元锂电池热失效温度不到200℃,必须要靠温度传感器严密监控,并具备限制能量输出的保护模块,才能相对安全地使用。但以当前中国市场竞争之激烈,很多电动自行车生产企业一般都假设电池不会热失控,最多改善一下电池组散热设计,而不会像电动汽车一样在电池组上部署防热失控措施。有电池供应商表示,甚至有电动自行车厂商采用安全性更差的软包锂电池。还有用户私下将原装铅酸电池的电动车改装为锂电池供电,风险隐患就更大了。

该专业人士表示:“这样的一百度多就会爆燃的锂电炸弹,已经随着非常普及又不受监管的非机动车型电动自行车,被分散到千家万户,每个城市每条街道每个小区都有。此时除了大量耗费警力登记筛查检验和强制报废,已无他法。底层架空层电动自行车爆燃引发火灾,每个城市每个街道每个小区都有机会,且风险随着电池老化持续上升。”

还有一个风险更大但容易被忽视的产品是电动滑板车。现在的电动滑板车都是用锂电供电,有些就是用软包电池供电,而且这种设备都是入户充电,因而风险更高。

除了相关部门出台更严格的监管政策,有没有办法从技术上来降低电动自行车的爆炸起火风险呢?

对于存量车,除了集中在安全位置充放电以外,还可以于停放位置加装明火检测和喷淋设备,以尽可能降低起火后造成的伤害。

对于新生产的电动自行车,则有更多技术策略可供选择,比如禁用热失控温度低于300℃的电池芯,控制单体电池芯容量上限等。此外,应用类似汽车上的电池管理策略,也能大幅降低起火风险。不过,成本上会有明显上升,据专业人士分析,选择更安全的锂电池芯(成本或增加100到200元),增加热保护电路(成本或增加100到200元),加强结构保护(成本增加几十元),总体成本上会增加数百元。但以当锂电池电动自行车的利润来看,还是可以吃下这个成本。

当然,成本增加这么多,除非国家推出强制性规定,否则跟进的电动自行车生产商可能并不多。这时候,如果电池厂商与芯片公司紧密合作,能够推出符合国家新的监管政策,且针对电动自行车市场研发高安全、低成本锂电池组安全的解决方案,则不仅能实现巨大的社会价值,也将获得巨大的经济利益。毕竟我国是电动自行车产销大国,近年产销量都在5000万辆以上。

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