與電動(dòng)自行車相關(guān)的火災(zāi)事故仍然是車輛火災(zāi)中的一個(gè)突出問題。在電動(dòng)自行車火災(zāi)事故中，車輛和電池的設(shè)計(jì)和制造主要存在安全隱患，包括電池和電池組的物理保護(hù)、電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及電池本身的安全性能。這也是電動(dòng)自行車生產(chǎn)端真正可以解決的問題。

 

鋰離子電池在電動(dòng)自行車中的應(yīng)用

除了電動(dòng)自行車，鋰離子電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域得到了很好的應(yīng)用，中國(guó)制造的鋰離子電池占據(jù)了全球大部分市場(chǎng)。數(shù)據(jù)顯示，到2021年底，中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)能將占全球的70%左右，在全球前十大鋰電池生產(chǎn)商中，中國(guó)將占據(jù)6席。

至于中國(guó)特色的電動(dòng)自行車，除了鋰電池，還包括長(zhǎng)期使用的鉛酸電池。鉛酸蓄電池在電動(dòng)自行車中得到了廣泛的應(yīng)用，其主要優(yōu)點(diǎn)是成本低、安全穩(wěn)定、大電流放電和高低溫放電性能。鉛酸蓄電池在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。是電動(dòng)自行車電池的主力軍，市場(chǎng)規(guī)模接近500億元。然而，鉛酸電池具有較低的能量密度，并且對(duì)于相同的電池容量而言更重。

 

 

鋰離子電池的主要優(yōu)點(diǎn)是能量密度高，比鉛酸電池更輕，使用壽命更長(zhǎng)。新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電動(dòng)自行車的重量施加了嚴(yán)格的限制。因此，在電動(dòng)自行車領(lǐng)域并不受歡迎的鋰離子電池得到了快速應(yīng)用。同時(shí)，鋰離子電池具有充電時(shí)間短的特點(diǎn)，滿足了消費(fèi)者快速充電的需求。

然而，鋰離子電池的成本相對(duì)較高，安全性能不如鉛酸電池，這為電動(dòng)自行車的大規(guī)模應(yīng)用埋下了隱患。電動(dòng)自行車用鋰離子電池按技術(shù)路線劃分，主要包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元鋰電池。

 

電動(dòng)自行車鋰電池比較

磷酸鐵鋰電池最大的優(yōu)點(diǎn)是安全性好，主要體現(xiàn)在自燃溫度高。磷酸鐵鋰電池循環(huán)壽命長(zhǎng)，在正常應(yīng)用條件下可充放電2000次以上，但低溫性能較差，冬季功率損耗嚴(yán)重，里程明顯縮短。此外，與lfp和nmc相比，能量密度低于三元鋰電池。

在相同的電池能量下，體積和重量大約是三元鋰電池的兩倍，因此在電動(dòng)自行車中的應(yīng)用比例相對(duì)較小。三元鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于能量密度高，是電動(dòng)自行車領(lǐng)域的新貴。與磷酸鐵鋰電池相反，錳酸鋰電池的循環(huán)性能并不好。

 

 

通常，當(dāng)充電和放電700到800次時(shí)，容量已經(jīng)衰減到小于80%。它的高溫性能并不好，在45度以上的溫度下長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)顯著降低循環(huán)壽命，但它的低溫性能良好，安全性能與磷酸鐵鋰電池類似。現(xiàn)在有新技術(shù)可以提高鋰錳氧化物電池的高溫性能和循環(huán)性能，目前正在電動(dòng)自行車中加速發(fā)展。

盡管性能差異很大，但上述三種鋰離子電池有一個(gè)共同點(diǎn)。在低溫下充電很慢，而且不夠安全。用于鋰離子的隔膜的耐熱溫度通常在140-180攝氏度之間。如果超過這個(gè)溫度，聚合物材料將從玻璃狀態(tài)變?yōu)榱黧w狀態(tài)，導(dǎo)致陰極和陽(yáng)極之間的直接接觸、劇烈放電以及火災(zāi)或爆炸。

 

從充電樁到電池交換站

解決電動(dòng)自行車安全問題的一種方法是管理事故風(fēng)險(xiǎn)，降低事故成本。近年來(lái)，戶外公共充電和電池交換樁逐漸成為剛性需求。要實(shí)現(xiàn)車輛或電池的集中隔離充電，一是可以采取技術(shù)措施保護(hù)電池，二是可以在發(fā)生事故時(shí)減少對(duì)生命財(cái)產(chǎn)的損害。

當(dāng)電池充電時(shí)，電壓很高，這就是電動(dòng)自行車著火的高風(fēng)險(xiǎn)。戶外充電可以在很大程度上保護(hù)用戶的生命安全。但業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，目前戶外充電樁和充電柜的建設(shè)還不夠。更重要的是，充電設(shè)施簡(jiǎn)單，缺乏監(jiān)測(cè)電池?cái)?shù)據(jù)的功能。高密度居民的樓下設(shè)置了許多鋰電池柜，有些靠近火源，有些電線裸露，有些電池很舊，還在使用中。

 

 

沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管措施來(lái)規(guī)范建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，導(dǎo)致戶外充電區(qū)發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)很高。有沒有更方便、更智能、更安全的充電方式？摩托車電池的更換近來(lái)受到廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的充電模式相比，它對(duì)電池進(jìn)行了統(tǒng)一管理，并通過數(shù)據(jù)監(jiān)控使充電更加安全。同時(shí)，更換電池節(jié)省了用戶的時(shí)間，相當(dāng)于延長(zhǎng)了電池壽命。

鋰電池被放置在一個(gè)相對(duì)氣密和恒溫的電池交換站隔間中進(jìn)行充電。車廂內(nèi)裝有火災(zāi)監(jiān)測(cè)裝置、滅火器和自動(dòng)斷電開關(guān)。它可以在低溫或雷雨天氣下進(jìn)行一定程度的安全充電，恒溫系統(tǒng)可以避免低溫充電引起的鋰枝晶問題。

電池交換站配備了數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)可充電電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控可以有效避免過度充電。一般來(lái)說，目前市場(chǎng)上的電池交換站的充電環(huán)境比普通充電樁要好。