电动自行车交流充电桩质量问题探讨

摘要：电动自行车作为日常出行工具，近些年事故频发，造成人员伤亡与财产损失，其质量安全问题引起大家重视。文中主要对日常出行中常使用到的电动自行车交流充电桩、交流充电控制器充电设备，依据国家标准GB/T 42236.1-2022技术要求中部分测试项目规定，提出电动自行车交流充电桩、交流充电控制器在标识和标志、输入保护要求、电气保护要求、输出开关要求、接地要求、电气绝缘性能、防雷要求检测项目存在质量安全问题，以及针对这类问题提出一些改善建议。

关键词：电动自行车；技术要求；交流充电桩；安全质量

Discussion on Quality Issues of Electric Bicycle AC Charging Stations

ZHANG Yezhen，XU Mingzhong，JIANG Changjie，ZHANG Fang

（ Fujian Inspection and Research Institute for Product Quality， Fuzhou 350002， Fujian， China ）

Abstract： Electric bicycles， as a common means of daily transportation， have seen a rise in accidents in recent years in recent years， causing casualties and property losses， and their safety and quality problems have attracted everyone's attention. This paper mainly focuses on the electric bicycle AC charging stations and AC charging controller charging equipment commonly used in daily travel， according to some test items specified in the national standard GB/T 42236.1-2022 technical requirements. The safety and quality problems of electric bicycle AC charging station and AC charging controller in identification and marking， input protection requirements， electrical protection requirements， output switch requirements， grounding requirements， electrical insulation performance， lightning protection requirements are put forward. Additionally， it puts forward some improvement suggestions for these issues.

Key Words： Electric bicycles; Technical specifications; AC charging stations; Safety quality

0 引言

随着科学技术的发展，电动自行车以其方便快捷、易于操控的优点，已成为居民日常通勤、短途出行的首选交通工具[1]。据统计，截至2023年底，电动自行车保有量约4亿辆。然而，由于产品质量缺陷、违规改装改造、停放充电不规范等原因，引发的火灾事故也越发增多。有数据显示，2023年前四个月，仅在北京，就发生电动自行车火灾137起。除了电动自行车产品质量与人为因素问题之外，电动自行车充电桩在生产过程中没有严格按照有关规范、标准进行生产，导致在充电过程中由于安全性能问题，无法在故障发生时及时有效地提供安全保障。这也是导致事故发生的主要原因。文中将依据国家标准GB/T 42236.1-2022电动自动车集中充电设施第1部分：技术规范中技术要求、安全性能等要求展开质量问题分析探讨，此项标准于2022年12月30日发布，2023年7 月1日开始实施。

1 电动自行车充电桩类型

目前，市场上常见的电动自行车充电桩从输出电路数量上可分为：1路、2路、4路、10路、2路充电等；从支付上可以划分为投币、刷卡、扫码支付、多功能一体化充电桩；从充电时长上可分为快速充电桩和慢充充电桩两种。其外观如图1所示。

（a）多路：刷卡、扫码 " " " "（b）多路：刷卡、扫码、投币

（c）2路：扫码

图1 " "电动自行车充电桩

2 充电桩检测标准要求

在标准GB/T 42236.1-2022中4.2.1条规定了交流充电控制器基本结构和输出性能。交流充电控制器由外壳、输入保护、电气保护、充电控制、电量检测、人机交互和通信部分组成，其示意图如图2所示，输入输出要求见表1[2]。

图2 " "交流充电控制器示意图

在标准中对标识和标志、输入保护要求、电气保护要求、输出开关要求、接地要求、电气绝缘性能、防雷要求等检测项目都制定了明确的要求。

3 电动自行车充电桩常见问题

3.1 标识和标志不规范、不完整

在标准4.2.2.2条中规定交流充电控制器外壳应在明显位置进行标识，并明示以下（但不仅限于）内容：生产厂家、产品型号、设备编号或序列号或生产批次号、生产日期、额定输入电压（V）、额定输入功率（kW）、输出电压范围（V）、最大总输出电流及单路最大输出电流（A）、额定输出功率及单路额定输出功率（kW）、室内使用或室外使用（外壳防护等级IP代码）[2]。

常见的交流自行车充电桩外壳明显位置一般只在铭牌中有标识，且铭牌内容不完整、不规范。如图3某三家生产厂充电桩铭牌所示，其只标注型号、生产厂家、额定电压、最大功率、最大电流、频率、规格、单路电流、输出路数参数。甚至有些产品只在充电桩外壳表面标注型号与生产厂家，其余参数均没有标注。这些标识和标志书写内容不仅与标准存在很大差异，而且对于一些主要的参数也没有明显标识。使用者或维护者无法通过产品外观了解掌握产品的最基本充电参数。

3.2 输入保护试验设备安装不到位

标准4.2.3条中规定交流充电控制器的输入保护应达到以下要求：（a）剩余电流保护功能：剩余电流保护器应安装在交流电源进线端，其额定剩余电流不应超过30mA；（b）充电监测功能：实时监测每个输出回路充电电流、电压的变化[2]。

目前市场上绝大部分电动自行车充电桩产品在交流电源进线端未安装剩余电流保护器，以及不具备充电监测功能。因此，当充电过程中发生漏电故障时，充电桩就无法及时切断输出回路。对于输出回路充电电流、电压，使用者也无法实时观察充电异常变化。

3.3 "电气保护试验输出回路电压超过12V

在标准4.2.4条中规定交流充电控制器的电气保护应达到以下要求：（a）输出过流保护试验：需对每个输出回路分别进行试验，在输出回路接入可调试负载，调节负载，当输出回路电流超过最大供电电流1.1倍，并在5s后，观察测试仪器显示的输出回路电压应不大于12V；（b）试验时，在充电状态下充电负载移除，观察测试仪器显示的输出回路电压不大于12V[2]。

在检测过程中，部分电动自行车充电桩在验证输出过流保护存在以下现象：（1）5s后检测输出回路电压还是保持220V，不能降到12V以下；（2）延时几分钟后检测输出回路电压可降到12V以下，但不能在5s内降到12V以下；（3）长时间等待后检测输出回路电压依然维持在220V。

在进行充电状态下移除负载试验中，部分产品存在以下现象：（1）移除负载后，充电桩需等待充电时间倒计时结束后，输出回路电压才降至12V以下；（2）等待数分钟，依然维持220V电压；（3）需等待几分钟后，输出回路电压可降至12V以下。本项目试验标准中没有规定移除负载后，输出回路电压降至12V以下的等待时间。但从安全角度出发，移除负载后，充电桩也应当及时作出判断，输出回路不能长时间维持在220V电压。

3.4 输出开关不具备短路保护功能

在标准4.2.5条中规定交流充电控制器的输出开关要求试验时需接通电源，将充电输出端进行短路试验，观察测试仪器显示的输出端电压不大于12V[2]。

目前，电动自行车充电桩输出回路保护线路常用继电器或继电器与熔断器作为短路保护，如图4所示。

在这两种保护形式中，使用继电器与熔断器作为短路保护时，当线路出现短路故障，熔断器能及时切断输出回路，输出回路电压能降至12V以下。

而线路只使用继电器作为保护时，当线路出现短路故障，继电器不能快速切断输出回路，此时由交流电源进线端开关切断整个回路。在整个过程中，继电器会出现烧毁、火花以及较大的响声，输出回路电压也不能降至12V以下。继电器虽然可以实现接通、分断的保护作用，但不能作为短路保护的第一选择。因此在电路出现短路故障时，短路电流会急剧升高，会达到几百甚至几千倍的额定电流。此时，继电器无法承载如此大的短路电流，会导致继电器触点烧毁，失去保护作用，还有可能造成触点被焊接成闭合状态，造成电路严重故障。

3.5 安全要求试验存在的问题

在标准4.2.9条中规定安全要求试验包含接地要求、电气绝缘性能、防火阻燃要求、防雷要求、电击防护要求等试验项目。但项目检测中常存在以下问题：

3.5.1 接地保护措施不到位

在标准4.2.9.1中规定交流充电控制器如采用金属外壳，其接地应符合标准要求。在进行此项目检测中常出现以下问题：（1）无接地标志；（2）多条输出回路未设置接地导体（铜排）；（3）门、安装板、安装导轨、门锁未使用接地线连接到接地导体上。

3.5.2充电桩控制模块与安装板间隙不够

有些充电桩控制模块电子组件板通过垫块直接安装到底板上。由于垫块高度不够，导致模块电子组件板与底板间隙不够。在进行工频耐压试验时，发生闪络、放电现象，导致产品不满足工频耐压试验要求。

3.5.3 "未安装浪涌保护装置

浪涌保护装置主要用于保护设备免受电压浪涌和瞬态过电压的损害。浪涌保护器能在电气系统中检测和抑制突发的电压浪涌和瞬态过电压，以防止这些过电压损害系统中的设备和电路。因此，在标准中也明确规定交流充电控制也具备避雷防护措施，导电体与保护导体（PE）之间应安装浪涌保护装置。目前市场上的电动自行车充电桩大部分未安装浪涌保护器。

4 改善建议

电动自行车充电桩产品种类多、使用广，其涉及的质量问题也多。这不仅需要生产企业依据产品相应标准要求设计与生产，更需要从源头上给予更多的政策引导与监管，“双管齐下”才能更好地保证产品与使用者安全。针对上文涉及到的问题，提出以下改善建议：（1）产品电源总进线端安装极数为1P+N或2P，I△n为30mA，且开关额定电流不小于最大总输出电流的漏电断路器。防止线路发生漏电或过载等故障时开关能及时断开输出回路；（2）在产品显眼位置粘贴“非专业人员请勿重新合闸”标识；（3）产品应设置接地端子或接地排，在其位置粘贴PE、黄绿双色线等接地标识。接地排端子数量应不小于总输出回路数量要求，截面积不小于2.5mm2且不小于相导体的½；（4）相导体截面积依据额定电流布置，可参考表2要求；（5）每条输出回路应布置能满足1.1倍过流保护器件，保证线路出现过载时能及时切断输出回路且电压应降至12V以下安全值；（6）产品内部线路板或元器件带电部件之间以及安装位置与外露导电部件应保证有足够的电气间隙与爬电距离。可用绝缘强度高的环氧树脂板、绝缘子等材料隔离；（7）当移除充电负载时，产品可设置相应的语音提示与带电警示提醒灯，并设置相应的断开延时时间，断开电压不大于12V；（8）产品纳入CCC强制性认证，具备“三有产品”方可出厂与销售；（9）定期开展工厂检查以及加大生产领域与流通领域监督抽查，并制定相应的激励与处罚条例；（10）对生产此类产品的生产企业开展产品技术服务与培训，提高相关人员产品质量安全问题意识与技术能力。

表2 " "额定电流为85A及以下的铜试验导线

5 结语

GB/T 42236.1-2022标准列举了电动自行车充电设施有：交流充电桩、交流充电控制器、换电柜、充电柜。上述标准规定不同充电设施检测项目的要求与技术条件，包含通信要求、电磁兼容性等要求。而文中测试产品为交流充电桩、交流充电控制器，这类产品在标识和标志、输入保护要求、电气保护要求、输出开关要求、接地要求、电气绝缘性能、防雷要求检测项目都存在质量安全问题。

参考文献

[1]刘换新，王荟慧.电动自行车充电插头插座技术要求及

常见不合格项汇总[J].日用电器.2023（12）：82-87.

[2]中国电力企业联合会.电动自行车集中充电设施

第1部分：技术规范：GB/T 42236.1-2022 [S].北京：

中国标准出版社，2022：12.