國(guó)內(nèi)外平衡車用鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)比較

秦劍峰，王彩娟*，朱相歡，蘇玉秀

(1.中華人民共和國(guó)吳江海關(guān)，江蘇 蘇州 215200；2.蘇州市吳江區(qū)檢驗(yàn)檢測(cè)中心，江蘇 蘇州 215200)

1 引言

《中國(guó)電動(dòng)平衡車行業(yè)發(fā)展白皮書(2021年)》顯示，中國(guó)生產(chǎn)了全球大約90%的電動(dòng)平衡車，且60%左右的產(chǎn)品都通過出口的方式銷售到全球。電動(dòng)平衡車的發(fā)展帶動(dòng)了鋰離子電池需求量的增長(zhǎng)。白皮書統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年全球電動(dòng)平衡車用鋰離子電池出貨量達(dá)到2.45億只，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到19億元。與此同時(shí)，電動(dòng)平衡車用鋰離子電池安全事件也時(shí)有發(fā)生。

鋰離子電池出口到美國(guó)必須通過美國(guó)UL認(rèn)證。2021-08-25，美國(guó)消費(fèi)品安全委員會(huì)(consumer product safety committee，CPSC)對(duì)從我國(guó)進(jìn)口的約23.73萬個(gè)電動(dòng)平衡/滑板車電池發(fā)布召回通報(bào)。召回原因是該電動(dòng)平衡/滑板車用鋰離子電池可能過熱，存在引發(fā)電動(dòng)平衡/滑板車產(chǎn)品冒煙、起火甚至爆炸的危險(xiǎn)。而該電動(dòng)平衡/滑板車用鋰離子電池組已通過UL認(rèn)證符合UL 2271標(biāo)準(zhǔn)，表明電動(dòng)平衡/滑板車用鋰離子電池安全仍不容忽視。

美國(guó)UL實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)發(fā)布了車用電池標(biāo)準(zhǔn)，如UL 2271《輕型電動(dòng)車(LEV)用電池》、UL 2272《平衡車電氣系統(tǒng)的調(diào)查概述》、UL 2849《電動(dòng)自行車的電氣系統(tǒng)安全》和UL2580《電動(dòng)汽車電池安全》，成為車用電池UL認(rèn)證的重要檢測(cè)依據(jù)。其中UL 2272和UL 2271是平衡車安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)為填補(bǔ)平衡車電池標(biāo)準(zhǔn)的空白，更好地指導(dǎo)國(guó)內(nèi)平衡車電池企業(yè)的規(guī)范化生產(chǎn)，于2021-10-11正式發(fā)布GB/T 40559-2021《平衡車用鋰離子電池和電池組安全要求》[1]，并將于2022-05-01起實(shí)施。為幫助平衡車電池企業(yè)及時(shí)了解國(guó)內(nèi)外平衡車電池標(biāo)準(zhǔn)的不同要求，本文對(duì)UL2271:2018[2]與GB/T 40559-2021的差異進(jìn)行比較，以期為國(guó)內(nèi)平衡車電池進(jìn)出口企業(yè)提供技術(shù)參考，保證平衡車電池進(jìn)出口貿(mào)易的穩(wěn)定，避免召回事件的再次發(fā)生。

2 適用范圍和測(cè)試項(xiàng)目

UL 2272:2016[3]只適用于平衡車和扭扭車。包括電性能(9個(gè)項(xiàng)目)、機(jī)械性能(9個(gè)項(xiàng)目)和環(huán)境性能(3個(gè)項(xiàng)目)的測(cè)試要求，測(cè)試樣品為裝載了電池的整車或部件。美國(guó)CPSC公開信要求平衡車整車外殼(UL746C、UL746B)、充電器(二類電源UL1310、非二類電源UL1012、UL60950-1)、馬達(dá)(高于60 V直流電壓滿足UL1004-1，低于60V直流電壓可滿足UL1004-1或本標(biāo)準(zhǔn)要求)、路及端子(UL2251等)、保護(hù)電路(UL991、UL1998等)、電池組(UL2271)都必須滿足UL2272中對(duì)配件提出的具體標(biāo)準(zhǔn)要求。

UL2271:2018適用于輕型電動(dòng)車(含電動(dòng)自行車、電動(dòng)輪椅、電動(dòng)平衡車、扭扭車和滑板車)用電池，包括電性能(7個(gè)項(xiàng)目)、機(jī)械性能(8個(gè)項(xiàng)目)和環(huán)境性能(4個(gè)項(xiàng)目)的測(cè)試要求，測(cè)試對(duì)象是輕型電動(dòng)車用電池組。

GB/T 40559-2021適用于平衡車用鋰離子電池和電池組，也適用于無自平衡功能的電動(dòng)滑板車等類似產(chǎn)品用的平衡車用鋰離子電池和電池組。包括一般安全要求(電池2個(gè)項(xiàng)目、電池組系統(tǒng)4個(gè)項(xiàng)目)、電安全試驗(yàn)(電池3個(gè)項(xiàng)目)、環(huán)境安全試驗(yàn)(電池8個(gè)項(xiàng)目、電池組系統(tǒng)10個(gè)項(xiàng)目)和功能安全試驗(yàn)(電池組系統(tǒng)7個(gè)項(xiàng)目)，測(cè)試樣品分別是電池芯或電池組系統(tǒng)。

UL2272:2016測(cè)試整個(gè)平衡車的安全性能。UL2271:2018只測(cè)試平衡車電池組的安全性。GB/T 40559-2021的高溫短路、過充電、強(qiáng)制放電、低氣壓、溫度循環(huán)、振動(dòng)、加速度沖擊、跌落、重物沖擊/擠壓、熱濫用和燃燒噴射是針對(duì)電池芯的測(cè)試項(xiàng)目，其他是針對(duì)電池組系統(tǒng)的測(cè)試項(xiàng)目。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試項(xiàng)目和適用范圍各有差異(見表1)。

3 具體要求

朱曉鵬等[4]指出電池是平衡車等智能消費(fèi)品的能量源，為其運(yùn)行提供動(dòng)力，平衡車的電池能量密度較高，失效模式多樣，失效后的嚴(yán)酷等級(jí)高。電池測(cè)試結(jié)果表明產(chǎn)品質(zhì)量問題的累計(jì)效應(yīng)明顯，需要企業(yè)在各個(gè)環(huán)節(jié)關(guān)注產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)的符合性，加強(qiáng)質(zhì)量的把控。

陳耀、葉險(xiǎn)[5]通過風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)抽取電動(dòng)平衡車29批次進(jìn)行測(cè)試研究，發(fā)現(xiàn)部分電動(dòng)平衡車用鋰離子電池存在兩個(gè)主要問題：電池容量“虛標(biāo)”，在遇到加速、爬坡或越障等情況下，電池倍率放電性能不足，造成供電不足，突然斷電，而易導(dǎo)致騎行者跌落摔傷；電池自身質(zhì)量、技術(shù)水平低劣，未安裝保護(hù)電路或保護(hù)電路可靠性低，電池缺少異常保護(hù)，極易引發(fā)起火、爆炸等危險(xiǎn)。

因此，此次發(fā)布的新國(guó)標(biāo)GB/T 40559-2021主要覆蓋電池產(chǎn)品的常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目，特別強(qiáng)調(diào)電池組系統(tǒng)的安全。相比較而言，GB/T 40559-2021額外設(shè)置了電池組系統(tǒng)常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目如低氣壓、鹽霧、阻燃、過流充電、過載和反向充電等要求。而UL2271:2018額外設(shè)置了電池組使用性能測(cè)試：如翻轉(zhuǎn)、把手負(fù)重測(cè)試、防水等級(jí)測(cè)試和應(yīng)力消除等測(cè)試項(xiàng)目。GB/T 40559-2021對(duì)電池組系統(tǒng)整體安全性能考核要比UL2271:2018充分，而UL2271:2018對(duì)電池組的使用性能考察比GB/T 40559-2021完備。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電池組的測(cè)試要求也有較多差異(見表2)。

4 結(jié)論

朱曉鵬等[4]指出規(guī)模的急劇膨脹和混亂的競(jìng)爭(zhēng)格局影響了國(guó)內(nèi)平衡車市場(chǎng)健康有序發(fā)展，電動(dòng)平衡車召回事件和傷人事件時(shí)有發(fā)生，主要質(zhì)量問題包括自燃、充電故障等。標(biāo)準(zhǔn)的缺失是制約電動(dòng)平衡車市場(chǎng)健康有序發(fā)展的關(guān)鍵因素，因此GB/T 40559-2021的出臺(tái)必將成為國(guó)內(nèi)電動(dòng)平衡車電池市場(chǎng)的重要標(biāo)準(zhǔn)化依據(jù)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是電池產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)，在項(xiàng)目設(shè)置上更加注重電池組系統(tǒng)本身的安全性。而UL2271:2018是消費(fèi)類電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，更加注重考察產(chǎn)品的使用安全，更多地設(shè)置了考察產(chǎn)品負(fù)重、防水、翻轉(zhuǎn)和耐電壓等使用狀態(tài)下的安全性。

因此，國(guó)內(nèi)平衡車電池及相關(guān)企業(yè)應(yīng)關(guān)注到新國(guó)標(biāo)與UL標(biāo)準(zhǔn)的差異，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就應(yīng)確定不同銷售市場(chǎng)的認(rèn)證要求進(jìn)行合規(guī)性設(shè)計(jì)，在銷售產(chǎn)品之前也要針對(duì)不同銷售市場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)標(biāo)測(cè)試，以避免銷售的平衡車因電池安全問題被下架、召回或退運(yùn)。