浅析国标GB 42296—2022《电动自行车用充电器安全技术要求》.pdf

贾冰等：浅析国标GB422962022电动自行车用充电器安全技术要求|标准论坛浅析国标GB422962022电动自行车用充电器安全技术要求贾冰，成晓南，张晞（武汉产品质量监督检验所，湖北武汉4 3 0 0 0 0）【摘要】国家标准GB42296一2 0 2 2 电动自行车用充电器安全技术要求于2 0 2 2 年发布，2 0 2 3 年实施。该标准对电动自行车用充电器在机械安全及结构、电气安全、环境舒适性、发热与热失控、输出接口安全性、耐热及防火阻燃、发射等方面作出了要求，对电动自行车的整体安全性能以及整个行业的发展有着积极的作用。本文对该国家标准进行解读，以供读者参考。【关键词】电动自行车用充电器；国家标准；标准解析；安全【D O I 编码】1 0.3 96 9/j.issn.1674-4977.2023.04.005Analysis of National Standard GB 422962022SafetyTechnical Requirements for Chargers for Electric BicyclesJIA Bing,GHENG Xiaonan,ZHANG Xi(Wuhan Product Quality Supervision and Inspection Institute,Wuhan 430000,China)Abstract:The national standard GB 422962022 Safety Technical Requirements for Chargers for Electric Bicycles was released in2022 and implemented in 2023.This standard has made requirements for chargers for electric bicycles in terms of mechanical safetyand structure,electrical safety,environmental comfort,heating and Thermal runaway,output interface safety,heat resistance,fireresistance and flame retardancy,emission,etc.It plays a positive role in the overall safety performance of electric bicycles and thedevelopment of the entire industry.This article is interpreted through the national standard for readers reference.Key words:charger for electric bicycles;national standards;standard analysis;security1概述电动自行车因其便利的特点成为市民就近出行的首选通勤交通工具，该行业也呈现蓬勃发展的趋势.充电器是电动自行车的重要配件之一。但原电动自行车国家标准GB17761一2 0 1 8 中针对电动自行车用充电器仅提出了保护功能和防触电保护功能两项要求。除此之外，未有相关国家标准对电动自行车用充电器的结构、性能、安全等提出要求。因此电动自行车用充电器市场上产品性能良不齐，形态接口各不相同互不通用，不仅产品质量难以保证且造成资源浪费，因此有必要对电动自行车用充电器提出更全面详细的安全技术要求，GB422962022电动自行车用充电器安全技术要求（以下简称该标准）发布于2 0 2 2 年1 2 月2 9日，于2 0 2 3 年7 月1日正式实施。与GB177612018电动自行车安全技术规范中仅提出了保护功能和防触电保护功能两项要求相比，该标准更细致全面地对电动自行车用充电器在机械安全结构、电气安全、环境舒适性、发热与热失控、输出接口安全性、耐热及防火阻燃、发射等7 个方面作出了要求。以下将对该标准进行详细解读。2标准的适用范围该标准规定的适用范围为：适用于符合GB177612018规定的电动自行车用充电器；该标准不适用于电动自行车的车载充电器、充/换电柜、充电桩、快速充电站等充电设施由该标准提出的适用范围可知，该标准只适用于GB17761一2 0 1 8 规定的电动自行车用充电器，因此不适用于电动轻便摩托车、电动摩托车的车用充电器。此外，该标准只适用于非车载充电器，用于对含铅酸蓄电池、锂离子电池的电动自行车进行充电，而其他的诸如车载的充电器、充电桩、换电等18BRAND&STANDARDIZATION品牌与标准化2023年第4 期充电方式的充电设施不适用此标准。在实际应用该标准过程中，应注意严格按照该标准适用范围展开相关工作。3标准的技术内容3.1机械安全及结构该标准针对机械安全及结构方面提出了5 项技术要求：外壳冲击、跌落、振动、结构、内部布线。其中外壳冲击、跌落、振动试验的判断依据均引用了GB4706.1一2 0 0 5 家用和类似用途电器的安全第1 部分：通用要求2 1，表明了电动自行车用充电器作为家用电器应满足基本的机械强度要求。标准要求充电器必须采用安全可靠的材料,具备足够的强度和耐久性，避免充电器因强度不达标导致不可使用或者意外事故的发生。此外，标准还要求充电器的结构必须合理，便于使用和维修，并要求内部布线必须安全可靠，不易损坏。这些要求都是为了保障充电器的安全性和可靠性，避免充电器在使用过程中出现故障或意外事故。该标准对电动自行车充电器的机械安全和结构方面作出了严格的规范，为消费者提供了更加安全可靠的产品保障。3.2电气安全GB177612018电动自行车安全技术规范中仅提出了保护功能和防触电保护功能两项要求。电动自行车用充电器作为家用电器的一种，不合格的产品不仅会引起财产损失，而且会造成人身安全问题，电气安全要求必然是重中之重。该标准针对电气安全方面提出了9项技术要求：工作温度下的泄漏电流、电气强度、电气间隙爬电距离和固体绝缘、防触电保护、非正常工作、熔断器、充电参数、电源软线及输出线、接地措施。工作温度下的泄漏电流保证人体不会被电击；电气强度规定充电器应通过一定的电气强度测试，以确保充电器在正常使用过程中不会发生电击或火灾等安全问题；电气间隙爬电距离和固体绝缘则避免电压突变时电子元件受到伤害或火灾等安全问题；充电器应采取防触电保护措施，如绝缘外壳、电容器、接地线或其他安全措施；非正常工作对充电器在错接、短路、风扇堵转、原件失效等常见非正常工作状态下提出要求，要求非正常工作情况下不会发生电击、火灾等危险，有效地避免了因充电器安全问题而导致的事故和损失；充电器应配备合适的熔断器，以保护充电器或其他设备不会因过流而损坏；充电器应按照规定的充电参数进行充电，以保证电池充电过程的安全性；充电器的电源软线及输出线应符合相应的安全性能要求，以避免电线短路或过负荷等安全问题；充电器应采取有效的接地措施，以保证电器设备不会因接地不良导致电击等安全问题。电气安全要求详细地规定了电动自行车充电器在电气安全方面的要求，确保充电器的电气性能满足安全需求，减少电击、短路、过载等安全事故的发生。3.3环境适应性考虑到目前绝大多数电动自行车充电都在小区室外充电桩进行充电，因此不可避免地会在高温、低温、雨水、风沙等常见的室外环境下进行充电工作，为了保证电动自行车用充电器在充电工作过程中能满足各个环境场所、气候条件下使用的质量特性和安全性能，该标准要求模拟不同的气候环境条件进行正常工作试验，包括低温3、高温、恒定湿热、防异物侵人、防水等环境条件下的试验，保证了电动自行车用充电器可以适应不同的使用环境，保证充电器的长期稳定运行，防范潜在的事故和环境损害风险。3.4发热与热失控电气元件工作时必然会发热，常态下是可控的。热失控本质上是一个能量正反馈循环过程：温度升高会导致系统出现变热，系统变热则会引起升高温度，这又反过来会让系统变得更热，如果出现热失控，则很有可能引起火灾等安全事故。电动自行车尤其是锂离子蓄电池因其高化学活性在充电过程发生热失控的概率会大大增加，因此该标准对温升、超温保护、过充切断、延时切断等方面进行了要求，保证了车用充电器在常温、超温工作时的发热状态可控，避免电池过充导致电池故障，延长电池使用寿命，避免发生由于热失控造成内部损坏或引发安全事故。3.5输出接口安全性目前电动自行车充电器接口因品牌各异，互不通用，不仅会造成资源浪费，不利于环保，也不利于企业节约生产成本，同时不同品牌电动车充电器混用则有可能引起过充，引发火灾。因此，该标准输出接口安全性不仅规定了铅酸蓄电池与锂离子蓄电池两种输人接口形式，还强制性规定了“通信协议的方式充电，即铅酸蓄电池采用两根电力插针、两根通信插针（2+2)的形式，锂离子蓄电池采用两根电力插针、四根通信插针(2+4)的形式，且充电器必须有通讯功能，尤其是锂离子电池，必须先确认电池组的技术参数符合后才进行充电。输出接口安全性规定不仅使得自动自行车充电器在不同品牌19（编辑：于森淼）2022电动自行车用充电器安全技术要求|标准论坛贾冰等：浅析国标GB42296之间通用，同时也避免了混用、滥用等情况的发生，在保证便利节约的同时又进一步提高了安全性。充电器接口的统一使得其规范化和标准化。因此，充电器制造商必须遵守该标准，以确保其充电器和设备之间的兼容性和安全性。充电器接口的统一性对用户、制造商、环境和市场监管都是大有神益的，而且可以促进电子设备行业的发展和创新。3.6耐热及防火阻燃电动自行车最常见的危险事故之一便是自燃，因此耐热及防火阻燃性能也是电动自行车用充电器极其重要的性能之一。该标准规定了电动自行车用充电器的不同部位非金属材料要满足耐热试验、灼热丝试验 5、垂直燃烧试验 6、针焰试验。各试验的试验部件与技术要求如表1 所示。表1耐热及防火阻燃试验项目、部件及技术要求试验项目试验部件技术要求耐热充电器外壳、支撑载流连接件压痕直径 2.0 mm载流超0.2 A连接件及3 mm范围内绝缘通过8 5 0 材料GWEPT灼热丝载流不超过0.2 A连接件及3 mm范围内通过7 5 0 绝缘材料GWEPT外壳V-0开关、指示灯，连接器和器具插座V-0垂直燃烧风扇V-1其他材料V-2灌胶胶体V-0印制板基材耐受针焰试验针焰载流不超过0.2 A连接件及3 mm范围内耐受针焰试验绝缘材料（7 5 0 CGWEPT火焰超过2 s）3.7发射随着电子产品的大量使用，环境中的电磁干扰日益严重，为了确保充电器在使用时不会对周围的电子设备或无线通信产生干扰，同时避免电磁辐射对人体健康造成潜在危害。通过对电子产品的发射测试和限制，可以确保电子产品的合格性，保障用户的安全和健康，同时维护无线通信网络的正常运行。该标准规定了充电器端子骚扰电压、3 0 1 0 0 0 MHz频段内的发射技术要求、谐波电流，对骚扰功率、辐射骚扰、限值进行了详细的要求：端子骚扰电压规定了特定频率范围内，电压波动引起电路的干扰的准峰值和平均值大小，端子骚扰电压控制在该范围内可以避免对其他设备的干扰；骚扰功率规定了充电器频率范围为3 0 3 0 0 MHz的骚扰功率的限值，防止充电器超过该骚扰功率对周围环境和其他设备造成干扰和损害；辐射骚扰限值可以限制充电器产生的电磁辐射强度，确保设备产生的辐射不会对人体健康和其他的设备产生危害；谐波电流的存在可能会导致更高的骚扰功率和辐射骚扰，并可能对设备的性能和寿命造成影响。因此，需要在设计和制造时尽可能减小谐波电流的存在。4结束语作为电动自行车的重要配件之一，电动自行车用充电器的安全性和可靠性至关重要。GB422962022电动自行车用充电器安全技术要求标准的发布和实施，将电动自行车用充电器作为家用电器的一种来进行规范和要求，明确了充电器的技术指标和多种安全要求，可以为电动自行车用充电器行业提供技术指导，有助于提高电动自行车用充电器的安全性和可靠性。该标准的实施不仅有利于消费者的使用体检，保证消费者的安全，也能推动电动自行车产业的健康化、标准化发展。同时本标准将在电动自行车行业中广泛应用，服务于各电动自行车充电器生产、销售、检测等单位，要有效地组织贯宣培训，让相关行业人员准确理解该标准，正确使用该标准。品【参考文献】1 电动自行车安全技术规范：GB177612018S.2 家用和类似用途电器的安全第1 部分：通用要求：GB4706.12005S.3 电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验A：低温:GB/T2423.12008S.4电工电子产品环境试验第2 部分：试验方法试验B：高温:GB/T 2423.22008S.5电工电子产品着火危险试验第1 1 部分：灼热丝/热丝基本试验方法成品的灼热丝可燃性试验方法（GWEPT）：GB/T 5169.112017S.6电工电子产品着火危险试验第1 6 部分：试验火焰5 0 W水平与垂直火焰试验方法：GB/T5169.162017S.【作者简介】贾冰，男，1 994 年出生，硕士，主要从事机械及轻工业产品质量检测工作。