电动自行车充电器产品常见不合格项目分析.pdf

技术创新/日用电器电动自行车充电器产品常见不合格项目分析Analysis of Common Unqualified Items of Electronic Bicycle Charger李雷余华超（广东产品质量监督检验研究院陈其勇谢文广州510670)摘要：随着电动自行车的普及，电动自行车充电器的质量安全问题日益突出。本文依据现行标准，对电动自行车充电器电气安全及电磁兼容问题进行统计分析。帮助企业在设计研发阶段规避此类产品的常见不合格项目，提高设计水平，从而推动电动自行车充电器产品高质量发展。关键词：电动自行车充电器；电气安全；电磁兼容；不合格项目Abstract:With the popularization of electric bicycles,the quality and safety issues of electric bicycle chargers arebecoming increasingly prominent.This paper introduces the current standard system and quality status of electricbicycle charger products,and analyzes the common unqualified items of the products,involving electrical safety andelectromagnetic compatibility.Ihope to help the production enterprises to improve quality of the product.Key words:electric bicycles;electrical safety;electromagnetic compatibility;unqualified items引言伴随电动自行车在日常生活中的普及，电动自行车充电器市场也不断在扩大，品牌型号众多，质量参差不齐。电动自行车充电器暂未列人国家强制性认证（C C C 认证）目录，且未实施一部专门针对电动自行车充电器的国家强制性标准，同时由于一些生产企业缺乏管理经验，对相关标准缺乏了解，对质量缺乏管控，使得电动自行车充电器产品安全问题突出，各级市场监管部门也加大了对此类产品的监督抽查力度。我院承担了各级市场监管部门组织的多个批次电动自行车产品的监督抽查，笔者结合相关标准针对常见的电气安全和电磁兼容不合格项目进行统计分析，希望帮助生产企业改进产品质量，提升行业质量水平，更好地维护消费者权益。国家标准化委员会制定并发布了GB42296-2022电动自行车用充电器技术要求，该标准是一部专门针对电动自行车充电器的国家强制性标准，在国家推荐性标准GB/T36944-2018基础上进行了大幅的改进优化，相信对规范电动自行车充电器市场，提升电动自行车充电器质量安全及性能将起到重要作用。1电动自行车充电器产品主要质量问题1.1标志和说明铭牌和说明书中包含了产品的重要电气参数、使用说明、警示信息等。通过阅读铭牌和说明书，消费者可快速了解产品的基本信息以及使用该产品的注意事项。1）笔者发现部分产品缺少产品名称或者型号、未标注额定输入功率或额定电流、电动自行车充电器作为II2023年8 月/Aug.2023101技术创新/Technology and Innovation类器具，铭牌中未标注II类符号。还有部分产品铭牌中缺少制造商信息。适用标准CB4706.18-2014的充电器需增加额定直流输出电压或者额定直流输出电流，部分产品缺少该类信息。2）标准CB4706.18-2014中规定说明书需要包含以下信息：需规定电池充电器适用的电池类型、数量及额定容量；需说明禁止给不可充电的电池充电；对于给铅酸电池充电的充电器，应指明在充电过程中，电池需要放置到一个通风良好的地方等。笔者在多批次监督抽查中发现，部分适用GB4706.18-2014标准的充电器说明书中缺乏以上条款，导致消费者不能正确使用产品而带来安全隐患。1.2对触及带电部件的防护电动自行车充电器是一种常见的电器产品，对触及带电部件的防护是电器质量安全的重要要求之一，产品的输出端电路设计不合理，空载时端头电压过高（超过42.4V），导致B型试验探棒和1 3 号试验探棒可以触及带电部件（见图1）。用户在使用过程中存在触电危险，导致此类不合格情况的原因是生产企业对相关标准缺乏了解，防触电电路结构设计不合理。1.3输入功率和电流标准CB4706.18-2014和QB/T2947.1-2008中均作出规定，此类产品的空载直流输出电压不能大于42.4V，在各类产品质量监督抽查中发现，输出端空载时有（50 6 0）V的直流输出电压。在日常使用中，会出现用户充满电后直接将充电器的输出端子直接拔出，而此时充电器插头仍与电源连接，如果充电器空载输出电压过大，极易造成用户触电事故。标准CB4706.1-2005对充电器的输人功率和输人电流作了偏差限值要求。此外标准CB4706.18-2014中规定，通过把电池充电器连接到图1 0 1 的电路上，输出电流的算术平均值与额定直流输出电流的偏差不应超过1 0%，抽查中发现部分充电器产品输出电流偏差低于-1 0%。这将大大降低电动自行车的充电效率。1.4机械强度电动自行车充电器在长时间工作过程中，开关电源中电能转换元件MOS管会有较高的温升，生产企业会在电路板中引入一个小功率直流风扇进行散热，将充电器内部的热量从散热口栅格中排出。按GB4706.18-2014中第2 1.1 条的要求，对充电器散热口栅格进行冲击试验，冲击能量提高到（1.0 0.0 5）J，模拟受到外力冲击或者意外掉落。在完成冲击测试后，发现部分充电器散热口栅格出现破裂的情况，B型试验探棒可进人并触及带电部件（见图2）。充电器外壳破裂后，容易导致触电危险。导致此类不合格的原因是散热口使用的材料强度性能较差，同时栅格设计的过细，抵抗冲击的能力不够。1.5结构部分充电器输出端的结构设计，使得用户在使用中可触碰到导电部件，企业通常使用保护阻抗达到限制泄露电流从而实现防触电保护的目的。考虑到在单一故障情况下，充电器仍需满足安全要求，因此标准CB4706.1-2005第2 2.4 2 条款要求保护阻抗至少由两个单独的元件串联而成。此类元件应当是满足CB8898的电阻或者满足CB/T14472的Y级电容器，它们的阻抗足够稳定。抽查中发现部分产品保护阻抗仅由一个元件组成（见图3），当该元件出现短路或者开路时，无法满足限制泄露电流的目的。出现此类不合格的原因是企业图1 对触及带电部件的防护不合格图2 机械强度不合格102日用电器/ElectricalAppliances技术创新/日用电器对标准条款缺乏了解或者为了节省生产成本，仅使用单个保护阻抗连接原副边电路。在电器使用中，为避免电容放电对人造成触电危险，标准GB4706.1-2005中第2 2.5条款规定：当电器的额定电容量大于0.1 F时，需进行插头放电测试。在正常工作状态下，器具的工作电压达到峰值时，将其从电源断开。断开后1 s时，器具插头的两插脚之间电压不得超过3 4 V。部分充电器产品不能满足该条款要求，在与电源断开1 s时，通过数字式荧光示波器测得插头两插脚之间电压大于3 4 V（见图4）。导致此类不合格的原因是电动车充电器生产厂家对相关标准缺少学习，电路设计经验不足。1.6电气间隙、爬电距离和固体绝缘对于类器具，带电部件到易触及部件需要符合双重绝缘或者加强绝缘要求。对于电动自行车充电器，当可触及输出端时，从输入端带电部件到可触及输出端需要满足加强绝缘或者双重绝缘要求。其输出端和变压器副边导通，变压器原边和输人端强电导通，则需要变压器原副边之间满足加强绝缘或者双重绝缘要求。当用户触及到输出端时，才不会出现触电危险。在日常监督抽查中，笔者发现部分充电器产品输出端可触及，变压器原副边电气间隙和爬电距离均无法满足加强绝缘要求，电气间隙和爬电距离均小于3 mm，不符合标准GB4706.1-2005第2 9.1、2 9.1.3、2 9.2、2 9.2.3 条要求。当充电器插头仍与电网连接，用户误触输出端时，容易造成触电事故。1.7端子骚扰电压（连续骚扰电压）该项目考查电器工作时产生的、沿电源线传播的传导电磁骚扰是否符合标准要求。CB4343.1-2018对家用电器、电动工具和类似电器的发射限值有明确规定。笔者在日常测试中发现，部分电动自行车充电器产品按照GB4343.1-2018标准进行电源端子骚扰电压测试时，端子骚扰电压测试结果超过标准规定的限值。此类项目号Tek停止a11001Tek停正6200ms5.00k次/秒10k点?-570.0ms430.0ms41.000s联动光标a-710.0ms290.0ms41.000$联动光标2312月2 0 2 2600V14:19:38-312.0V-272.0 V440.00V296.0V256.0v440.00V200ms图4 插头放电不合格保护阻抗5.00k次/秒10k点2312月2 0 2 2600V14:18:25图3 保护阻抗设计不合格图5电气间隙和爬电距离不合格2023年8 月/Aug.2023103技术创新/Technology and Innovation的不合格，可能会影响电网的稳定性和使用电网的其它设备。以某批次抽查中某型号充电器为例，其端子骚扰电压测试结果如图6 所示，图6 中两条折线是标准规定的限值（红色折线是准峰值限值，绿色折线是平均值限值）。图6 中蓝色曲线是充电器端子骚扰电压峰值曲线，绿色曲线是平均值曲线，峰值和平均值均超出相应的标100908070wrgpliene605040-3020100-150kQPLimitQPDetectordBpW100准限定值。1.8骚扰功率以同一型号电动自行车充电器为例，按照GB4343.1-2018标准进行骚扰功率测试，考察器具在（3 0 3 0 0）MH z 范围内的电磁骚扰。发现骚扰功率的准峰值和平均值都超过了对应的限定值（见图7）。蓝色曲线绿色曲线1MFrequency(Hz-AVLimitPK一AV*AVDetector图6 电动自行车充电器端子骚扰电压测试曲线红色折线绿色折线10M30M80602020304080图7电动自行车充电器骚扰功率测试曲线120160200240280300MH104日用电器/ElectricalAppliances技术创新/日用电器出现“端子骚扰电压”和“骚扰功率”项目不合格，主要原因是电动自行车充电器内部电路板设计不合理、滤波电路设计不能满足要求等。厂家应参照标准的规定加人电磁兼容防护电路。2结束语笔者在众多批次监督抽查中发现，电动自行车充电器产品存在多个项目不合格的情况，涉及电气安全和电磁兼容。本文对电动自行车充电器常见不合格项目进行统计，结合标准分析其不合格情况及原因，为此类产品的以后的质量提升提供帮助。也希望随着电动自行车充电器国家强制性标准的实施，我国电动自行车充电器产品朝着高质量方向发展。参考文献：1GB4706.1-2005，家用和类似用途电器的安全第1 部分：通用要求S 2GB4706.18-2014,家用和类似用途电器的安全电池充电器的特殊要求S.3GB/T36944-2018,电动自行车用充电器技术要求S.【4 Q B/T 2 9 4 7.1-2 0 0 8,电动自行车用蓄电池及充电器第1 部分：密封器铅酸蓄电池及充电器S.5QB/T2947.3-2008,电动自行车用蓄电池及充电器第3 部分：锂离子蓄电池及充电器S.6T/TCDZ0001-2019,电动自行车用蓄电池充电器S.7】G B4 3 4 3.1-2 0 1 8,家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求第1 部分：发射S.8GB17625.1-2012,电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流1 6 A)S.9GB42296-2022,电动自行车用充电器技术要求S.作者简介：李雷（1 9 9 5-），男，研究生，航空工程专业，主要从事家用电器检测和标准化工作。（上接9 6 页）不变，单人、三套装置即可满足班组单日1 2 0 0 0 PCS生产需求。员工操作难度大大减少，劳动强度明显减轻。装置运行可靠，各硬件匹配良好，产品产出质量稳定、可靠，满足设计要求。4.2日常使用维护单工位自动折飞机盒装置使用前必须接入压缩空气，气压调整在0.5KPa左右。接人AC220V电源，手动放人飞机盒进人折叠机构中，在手动情况下按下启动按钮，测试单个运行点检，监测无异常即可用于生产工作。使用完毕后，需将治具妥善保存不能磕碰避免损坏。5总结单工位自动折飞机盒装置实现了飞机盒自动上料，自动折叠，自动排料，及不停机即可补料功能，解放员工由原先的手动折叠飞机盒的工作，变成只需要1 0 分钟补充一次物料的工作，设备操作简单，运行可靠具有良好的推广性。通过以上软硬件的设计，不仅大大降低了折飞机盒的人力投入成本及劳动强度，同时对家电行业飞机盒折叠自动化推进具有较高的指导意义。参考文献：1赵伟，张剑辉.一种测试PLC逻辑功能的方法J.仪器仪表用户，2017(4),2商丹丹.西门子PLC控制网络的配置策略与应用J.科技展望，2016,26(15):83-85.3王文静，PLC控制系统在自动化生产过程中的设计要点J.数字技术与应用,2 0 1(9):1 7.作者简介：王汉文（1 9 7 9.8-），男，本科，机电专业，高级技师，主要从事家用电器制造管理及技术研究工作。通迅作者：葛彬（1 9 8 8-），男，本科，电气工程及其自动化专业，工程师，主要从事家用电器非标自动化开发工作。2023年8 月/Aug.2023105