電動自行車用充電器標準及質(zhì)量狀況分析

黃寧 朱應(yīng)陳

（1. 無錫市計量測試院 無錫 214101; 2. 無錫市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院 無錫 214101 ）

0 引言

隨著公眾環(huán)保意識的增強，無尾氣污染、低噪聲的電動自行車受到了人們的青睞。同時，目前全國大城市紛紛開始禁摩，電動自行車更是人們出行的主要選擇。電動自行車的儲能器件就是電池，給電池“加油”的就是充電器，所以充電器成為了我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚奈锲罚钊肭Ъ胰f戶，所以這個產(chǎn)品的質(zhì)量好壞、安全與否，與我們的生活息息相關(guān)。

1 產(chǎn)品及行業(yè)概況

電動自行車用充電器是一種為電動自行車電池充電的器具，目前常見的有鉛酸蓄電池充電器和鋰離子蓄電池充電器。鉛酸蓄電池充電器一般采用無工頻變壓器的開關(guān)電源，由電子器件擔(dān)當電流斬波，承受較高的電壓和電流。鉛酸蓄電池充電原理多使用三段式充電方法進行充電，也有部分脈沖式充電器。充電器輸入的是220 V的市電 （交流電），輸出的是對應(yīng)電池電壓的直流電，常見的有輸出電壓48 V，電流3 A的充電器。功率一般為150～300 W，基本上采用Ⅱ類電器的形式。

我國目前電動自行車的保有量為2.5億輛，每年更新車為3 000萬輛。據(jù)統(tǒng)計，電動自行車用充電器年銷售量在7 000萬只左右，可見市場很大。按充電器銷售領(lǐng)域的不同，習(xí)慣上將其市場分為一級市場和二級市場：一級市場是指充電器直接與整車企業(yè)配套的銷售市場，目前以“西普爾”、“特能”、“聚源”三大品牌為主流，基本覆蓋了全國的一級市場；二級市場是指充電器直接面向個人銷售，或與電動自行車更新、維修等場所相配套市場，該領(lǐng)域品牌眾多、競爭激烈，其中安徽省滁州市天長縣作為全國最大的充電器生產(chǎn)基地，占據(jù)著二級市場相當?shù)姆蓊~。一級市場上充電器的成本和售價均要高于二級市場，產(chǎn)品質(zhì)量上也有一定差別。

2 標準及技術(shù)法規(guī)

2.1 現(xiàn)行標準

目前，我國電動自行車用充電器現(xiàn)行標準方面，主要采用以下三個：全國自行車標準化技術(shù)委員會 （SAC/TC 155） 制定的兩個標準QB/T 2947.1-2008《電動自行車用蓄電池及充電器 第1部分：密封鉛酸蓄電池及充電器》、QB/T 2947.3-2008《電動自行車用蓄電池及充電器 第3部分：鋰離子蓄電池及充電器》，以及GB4706.18-2014《家用和類似用途電器的安全 電池充電器的特殊要求》。此外，在全國電動自行車用充電器最集中的產(chǎn)地安徽省滁州市天長縣，還制定有團體標準T/TCDZ 0001-2016《團體標準 電動自行車用蓄電池充電器》。

2.2 在研標準

由全國自行車標準化技術(shù)委員會歸口管理，電動自行車分技術(shù)委員會 （SAC/TC 155/SC1）、國家輕型電動車及電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心/無錫市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院牽頭，組織國內(nèi)主流充電器、電動自行車、電池生產(chǎn)企業(yè)，正在起草針對該產(chǎn)品的國家標準 《電動自行車用充電器技術(shù)要求》，標準已處于最后審定及報批階段。標準主要對目前市場上的鉛酸蓄電池用充電器、鋰離子蓄電池用充電器的安全提出了技術(shù)要求。目前，國家暫時未實施生產(chǎn)許可證管理，也未實施3C強制認證管理，僅僅由中國質(zhì)量認證中心開展了電動自行車用充電器的自愿 （標志） 認證。

3 產(chǎn)品抽檢質(zhì)量狀況分析

3.1 總體質(zhì)量狀況

由于電動自行車用充電器引起的火災(zāi)等安全事故占到電動自行車傷害事故的近一半，所以近年來各地質(zhì)檢、工商部門加大監(jiān)管力度，多次組織對生產(chǎn)領(lǐng)域和流通領(lǐng)域的充電器進行質(zhì)量抽查。抽查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電動自行車用充電器產(chǎn)品的總體合格率普遍較低，均在60%左右，有時甚至低至30%。以江蘇省2017年第2季度對全省市場上銷售 （包含網(wǎng)購） 的質(zhì)量抽檢為例，依據(jù)QB/T 2947.1-2008、QB/T 2947.3-2008標準實施，檢測結(jié)果匯總?cè)缦耓1-2]：

表1 2017年充電器商品檢測結(jié)果匯總表

3.2 檢驗項目簡析

3.2.1 空載直流輸出電壓：QB/T 2947.1-2008標準規(guī)定，電動車充電器的空載直流輸出電壓應(yīng)不超過42.4 V[1]。42.4 V電壓值是IEC國際電工委員會規(guī)定的人體允許觸及的最高安全特低電壓，超過就可能存在觸電風(fēng)險。合格的充電器應(yīng)設(shè)計為，充電器的電路一但檢測到輸出端沒有接電池 （沒有電流），就應(yīng)自動把輸出電壓降為零，或者42.4 V以下。一些低價充電器，為了節(jié)省成本，內(nèi)部甚至沒有CPU，無法實現(xiàn)這個功能。當然，在充電器給電池充電時，充電電壓達到57 V左右（以4820電池組為例），但由于插頭插座已插合，使用者接觸不到，這個是符合標準規(guī)定的。

3.2.2 機械強度：主要檢查外殼能否承受一定能量的沖擊 （標準規(guī)定為1.0±0.05 J），這個項目是模擬使用時，由于跌落或撞擊造成外殼損壞從而引起使用事故。試驗后外殼破裂，容易觸及帶電部件引起漏電及觸電，還可能會引起火災(zāi)等安全事故。造成不合格的原因是，外殼材料使用回料或者加入碳粉太多，導(dǎo)致外殼變脆。

3.2.3 發(fā)熱：主要檢查充電器在1.06倍額定電壓 （220 V×1.06=233.2 V） 供電時的溫升，確保在一定溫度范圍內(nèi)能夠正常工作，防止高溫對產(chǎn)品和人身安全帶來的傷害。因電動自行車多在夜間無人值守狀態(tài)下充電，而夜間社會用電量減少，電網(wǎng)電壓可能升高，發(fā)熱控制較好的產(chǎn)品會大大減少充電器表面溫度升高引起安全事故。

3.2.4 對觸及帶電部件的防護：該項目主要考核充電器的結(jié)構(gòu)和外殼是否對意外觸及帶電部件有足夠的防護。若內(nèi)部電路接線不規(guī)范，與外殼上的金屬部件偶然連接，可能會造成意外觸電；若充電器風(fēng)扇通風(fēng)口設(shè)計過大，試驗探棒能觸及帶電部件，也會存在觸電風(fēng)險。由于現(xiàn)在的充電器外殼普遍采用ABS等非金屬材料制造，外殼的結(jié)構(gòu)形式傳統(tǒng)單一，發(fā)生觸及帶電部件的可能性很小，所以該項目均合格。

3.2.5 工作溫度下的泄漏電流和電氣強度：主要檢查充電器在正常工作狀態(tài)下，其可能出現(xiàn)的電氣擊穿和泄漏電流。由于材料科學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在的充電器普遍使用ABS等非金屬材料制造，絕緣性能都很好，所以這個項目均合格。

3.2.6 布線：主要檢查器具布線的材料和工藝是否規(guī)范，防止企業(yè)在線材上偷工減料而引起質(zhì)量隱患的可能。這個項目的檢測是打開充電器，觀察設(shè)計的合理性，內(nèi)部的各種電線走向，不能觸及運動部件 （如風(fēng)扇） 和發(fā)熱部件，以免長期使用后，電線的絕緣層磨損，引起短路、火災(zāi)等。

4 潛在質(zhì)量隱患分析

在上述充電器檢測項以外，還有一些技術(shù)問題在現(xiàn)行標準中沒有明確規(guī)定，但在實際使用中確實會對充電器使用安全和電池壽命產(chǎn)生較大影響。

4.1 熱失控：目前大部分鉛酸蓄電池充電器工作的原理，普遍為三段式充電：充電開始時，先恒流充電，迅速給電池補充能量；等電池電壓上升后轉(zhuǎn)為恒壓充電，此時電池能量緩慢補充，電池電壓繼續(xù)上升；達到充電器的充電終止電壓值時，轉(zhuǎn)為涓流充電，以保養(yǎng)電池和供給電池的自放電電流。問題是，當電池內(nèi)部分單格 （一節(jié)12 V電池一般為6個2 V單格） 損壞時，這個單格電壓為零，整個電池組的電壓永遠達不到轉(zhuǎn)燈電壓值，充電器就長時間對電池組大電流強充，這樣輕則把電池充鼓漲充壞掉，重則直接引起火災(zāi)。再加上廣大消費者主要利用夜間給電動自行車充電，無人值守的情況下更增加了發(fā)生火災(zāi)事故的概率。因此，好的充電器應(yīng)限制大電流強充時間 （最多5 h，電池組應(yīng)當充滿了），到達這個時間后，充電器應(yīng)無條件地自動改為恒壓小電流充電，從而保證安全。但目前市場上的充電器，絕大多數(shù)沒有這個設(shè)計，由于現(xiàn)有標準未設(shè)置這個檢測項目，抽檢就無依據(jù)考核充電器的這項功能。

4.2 溫度補償：不管是鉛酸蓄電池、還是鋰離子蓄電池的工作原理，均是電能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換特性的好壞，對外界溫度有著較大的敏感性。具體來說，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)越劇烈，充電越容易，電池容量也會增大，反之則電量縮水，出現(xiàn)虛充。這樣對用戶帶來的實際問題是：不同季節(jié)、不同地區(qū)，同一款充電器對電池充電會出現(xiàn)不同效果，嚴重影響電池壽命。現(xiàn)在好的充電器，帶有溫度傳感器以及CPU芯片，能夠根據(jù)不同的環(huán)境溫度，自動設(shè)置充電電壓，匹配不同的環(huán)境溫度。但目前市場上的充電器，出于成本的考慮，絕大多數(shù)沒有這個功能，就會造成冬天電池充不滿、夏天電池易鼓漲的現(xiàn)象。有沒有“溫度補償”功能，對充電器來說目前還并非一個關(guān)乎自身質(zhì)量和安全的問題，但對于電池壽命來說，卻容易形成瓶頸和雞肋，影響消費者利益。因此，筆者建議：一方面廣大消費者應(yīng)選購帶有溫度補償功能的充電器，能夠延長電池的使用壽命；另一方面相關(guān)行業(yè)和部門應(yīng)積極推動該項目的標準化和實施工作。

5 結(jié)語

由于過度的市場競爭，目前我國充電器市場的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，基本安全性能有時還得不到保障，使用性能以及對其他相關(guān)電器的影響也需進一步提高。應(yīng)及時出臺針對充電器安全的標準或技術(shù)法規(guī)，促進充電器行業(yè)走質(zhì)量競爭的道路，切實保障廣大消費者的利益。

[1] 全國自行車標準化技術(shù)委員會.電動自行車用蓄電池及充電器 第1部分：密封鉛酸蓄電池及充電器: QB/T 2947.1—2008 [S]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.

[2] 全國自行車標準化技術(shù)委員會.電動自行車用蓄電池及充電器 第3部分：鋰離子蓄電池及充電器：QB/T 2947.3—2008 [S]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2008.