それらはすべて「リチウム電池」であるのに、なぜモバイルバッテリーは飛行機に持ち込めるのに、電動自転車はいつも事故が起こるのでしょうか?

近年、電動自転車のバッテリーによる火災が多発しており、メディア報道でも話題になっています。この問題に直面して、多くの地域では、潜在的な安全上のリスクを回避するために、屋内での電動自転車とそのバッテリーの充電を明確に禁止するなど、厳しい対策を講じ始めています。

データによると、2022年には全国で合計18,000件の電動自転車火災が報告され、2021年より23.4%増加しました。 2023年には21,000台に上り、2022年よ​​り17.4%増加しました。電動自転車の火災事故は年々増加していますが、モバイルバッテリーや携帯電話などの小型電気製品の火災事故の報告は非常に少ないです。こうなると、疑問が湧いてきます。これらはすべて「リチウム電池」なのに、なぜ電気自動車は事故を起こしやすいのに、規格に適合したパワーバンクは飛行機に持ち込めるのでしょうか?

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実際、電動自転車のバッテリーと日常生活で使用されている小型リチウム電池デバイス（携帯電話やモバイルバッテリーなど）は、材料が似ているかもしれませんが、設計、使用条件、安全特性には本質的な違いがあります。これらの違いはパフォーマンスと安全性に重要な影響を与えるので、詳しく見ていきましょう。

能力ギャップ

1 つ目は、デザインとサイズの違いが大きいことです。電動自転車のバッテリーの容量は、携帯電話やパワーバンクの容量よりもはるかに大きく、通常はキロワット時 (kWh) またはアンペア時 (Ah) で測定されます。アンペア時は通常、ミリアンペア時 (mAh) で測定されます。

電動自転車のバッテリーは車両の長距離走行をサポートするのに十分なエネルギーを供給する必要がありますが、携帯電話やパワーバンクのバッテリーは日常の電子機器の電力需要を満たすだけで済みます。電動自転車の大容量・高出力の要件を満たすため、電動自転車のバッテリーは数十個、数百個のセルから構成されるバッテリーパックになっており、各セルの均一な充電と放電を保証する管理およびバランスシステムが搭載されています。携帯電話やパワーバンクには通常、数個のセルしか含まれておらず、構造は比較的シンプルです。

電動自転車のバッテリーはセルの数が多く、システムも複雑なため、故障の可能性のある箇所も多くなります。また、ひとたび火災が発生すると、電動自転車のバッテリーにはより多くの「燃料」があるため、より激しく速く燃え、最終的にはより大きな被害をもたらすことになります。

階段で充電していた電気自動車が突然発火し、ビデオのわずか15秒の間に3回爆発しました。

作業環境と充電環境は異なる

電動自転車は使用中に、高温、低温、湿度の変化、振動、衝撃など、さまざまな極端な環境条件に遭遇します。これらの要因により、バッテリーの劣化や損失が悪化し、安全上のリスクが増大する可能性があります。

対照的に、携帯電話やモバイルバッテリーは通常、より穏やかな環境で適切に保管され、使用中に衝撃や振動を受けることはほとんどないため、安全上のリスクは比較的小さくなります。

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同時に、電動自転車のバッテリー、携帯電話、パワーバンクの使用習慣は人によって異なります。電動自転車のバッテリーは、長期間にわたって定期的に高出力で充電する必要があることがよくあります。適切な監督なしに充電が行われることもあります。いくつかの事故事例では、充電器が複数のソケットを直列に接続したり、非常に長いコードを使用して充電したりすることで、安全上の事故のリスクが高まっていることが示されています。

それに比べて、携帯電話やモバイルバッテリーの充電電力は通常小さく（フラッシュ充電技術を使用しても、電力は通常電気自動車ほど高くありません）、充電動作はより頻繁で分散しています。さらに、ユーザーはこれらのデバイスにさらに依存し、より多くの注意を払うため、使用中により慎重になり、リスクに遭遇する可能性が低くなります。

要約すると、電動自転車のバッテリーと小型リチウム電池デバイスは基本的な材料は似ていますが、設計コンセプト、使用シナリオ、安全要件の本質的な違いにより、パフォーマンス、安全特性、安全要件に大きな違いが生じます。このように考えると、なぜ電動自転車のバッテリーに対しては厳しくしなければならないのに、携帯電話やモバイルバッテリーに対しては比較的緩いのかが理解できます。

では、電動自転車のバッテリーをより安全にするにはどうすればいいのでしょうか?

安全保護は軽視できない問題である

電動自転車のバッテリーが故障すると深刻な結果を招く可能性があることを考慮して、電動自転車のバッテリー システムには、過充電保護、過放電保護、短絡保護、熱保護など、より多くのレベルと強度の安全保護対策が組み込まれています。

同時に、大手ブランドの多くの電動自転車のバッテリーには、バッテリーのさまざまなパラメータをリアルタイムで監視し、必要に応じて安全を確保するための対策を講じるバッテリー管理システム（BMS）が搭載されています。携帯電話やモバイルバッテリーにもある程度のバッテリー管理機能はありますが、これらの機能は比較的単純で、主な目的はバッテリー寿命を延ばし、使用効率を向上させることです。

実際、わが国は、特にGB17761-2018「電動自転車の安全技術仕様」やCNCA-C11-16:2021「電動自転車の強制製品認証実施規則」などの法律や規制の実施を通じて、電動自転車の規制において大きな進歩を遂げており、電動自転車メーカーに明確な生産仕様と安全基準を提供しています。

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これらの仕様は、電動自転車の生産要件を規定するだけでなく、3C認証などの措置を通じて電動自転車の監督を強化し、認証された製品のみが市場に流通できるようにします。これらの対策により、新しく生産された電動自転車の安全性能が大幅に向上し、製品の品質問題による安全事故の減少に貢献しました。今日の電気自動車の火災事故の大部分は、電気自転車が基準を満たしていないこと、無許可の改造、特にバッテリーの改造、不適切な充電方法が原因です。新しい基準の導入、古い製品の廃止、そして国民の安全意識の向上により、電動自転車はより安全になると信じています。

企画・制作

著者: 張燕、中国科学院プロセス工学研究所と英国サリー大学で共同研修を受けた博士課程の学生

監査丨Shao Hanqi 浙江中科利徳新材料有限公司エンジニア

企画丨Ding Zong

編集者: ディン・ゾン

校正：徐来林