國內外平衡車用鋰離子電池標準比較

秦劍峰，王彩娟*，朱相歡，蘇玉秀

(1.中華人民共和國吳江海關，江蘇 蘇州 215200；2.蘇州市吳江區檢驗檢測中心，江蘇 蘇州 215200)

1 引言

《中國電動平衡車行業發展白皮書(2021年)》顯示，中國生產了全球大約90%的電動平衡車，且60%左右的產品都通過出口的方式銷售到全球。電動平衡車的發展帶動了鋰離子電池需求量的增長。白皮書統計數據顯示，2020年全球電動平衡車用鋰離子電池出貨量達到2.45億只，市場規模達到19億元。與此同時，電動平衡車用鋰離子電池安全事件也時有發生。

鋰離子電池出口到美國必須通過美國UL認證。2021-08-25，美國消費品安全委員會(consumer product safety committee，CPSC)對從我國進口的約23.73萬個電動平衡/滑板車電池發布召回通報。召回原因是該電動平衡/滑板車用鋰離子電池可能過熱，存在引發電動平衡/滑板車產品冒煙、起火甚至爆炸的危險。而該電動平衡/滑板車用鋰離子電池組已通過UL認證符合UL 2271標準，表明電動平衡/滑板車用鋰離子電池安全仍不容忽視。

美國UL實驗室陸續發布了車用電池標準，如UL 2271《輕型電動車(LEV)用電池》、UL 2272《平衡車電氣系統的調查概述》、UL 2849《電動自行車的電氣系統安全》和UL2580《電動汽車電池安全》，成為車用電池UL認證的重要檢測依據。其中UL 2272和UL 2271是平衡車安全相關標準。我國為填補平衡車電池標準的空白，更好地指導國內平衡車電池企業的規范化生產，于2021-10-11正式發布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起實施。為幫助平衡車電池企業及時了解國內外平衡車電池標準的不同要求，本文對UL2271:2018[2]與GB/T 40559-2021的差異進行比較，以期為國內平衡車電池進出口企業提供技術參考，保證平衡車電池進出口貿易的穩定，避免召回事件的再次發生。

2 適用范圍和測試項目

UL 2272:2016[3]只適用于平衡車和扭扭車。包括電性能(9個項目)、機械性能(9個項目)和環境性能(3個項目)的測試要求，測試樣品為裝載了電池的整車或部件。美國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(高于60 V直流電壓滿足UL1004-1，低于60V直流電壓可滿足UL1004-1或本標準要求)、路及端子(UL2251等)、保護電路(UL991、UL1998等)、電池組(UL2271)都必須滿足UL2272中對配件提出的具體標準要求。

UL2271:2018適用于輕型電動車(含電動自行車、電動輪椅、電動平衡車、扭扭車和滑板車)用電池，包括電性能(7個項目)、機械性能(8個項目)和環境性能(4個項目)的測試要求，測試對象是輕型電動車用電池組。

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滑板車等類似產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個項目、電池組系統4個項目)、電安全試驗(電池3個項目)、環境安全試驗(電池8個項目、電池組系統10個項目)和功能安全試驗(電池組系統7個項目)，測試樣品分別是電池芯或電池組系統。

UL2272:2016測試整個平衡車的安全性能。UL2271:2018只測試平衡車電池組的安全性。GB/T 40559-2021的高溫短路、過充電、強制放電、低氣壓、溫度循環、振動、加速度沖擊、跌落、重物沖擊/擠壓、熱濫用和燃燒噴射是針對電池芯的測試項目，其他是針對電池組系統的測試項目。三個標準的測試項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品的能量源，為其運行提供動力，平衡車的電池能量密度較高，失效模式多樣，失效后的嚴酷等級高。電池測試結果表明產品質量問題的累計效應明顯，需要企業在各個環節關注產品與標準的符合性，加強質量的把控。

陳耀、葉險[5]通過風險監測抽取電動平衡車29批次進行測試研究，發現部分電動平衡車用鋰離子電池存在兩個主要問題：電池容量“虛標”，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，而易導致騎行者跌落摔傷；電池自身質量、技術水平低劣，未安裝保護電路或保護電路可靠性低，電池缺少異常保護，極易引發起火、爆炸等危險。

因此，此次發布的新國標GB/T 40559-2021主要覆蓋電池產品的常規測試項目，特別強調電池組系統的安全。相比較而言，GB/T 40559-2021額外設置了電池組系統常規測試項目如低氣壓、鹽霧、阻燃、過流充電、過載和反向充電等要求。而UL2271:2018額外設置了電池組使用性能測試：如翻轉、把手負重測試、防水等級測試和應力消除等測試項目。GB/T 40559-2021對電池組系統整體安全性能考核要比UL2271:2018充分，而UL2271:2018對電池組的使用性能考察比GB/T 40559-2021完備。兩個標準對電池組的測試要求也有較多差異(見表2)。

4 結論

朱曉鵬等[4]指出規模的急劇膨脹和混亂的競爭格局影響了國內平衡車市場健康有序發展，電動平衡車召回事件和傷人事件時有發生，主要質量問題包括自燃、充電故障等。標準的缺失是制約電動平衡車市場健康有序發展的關鍵因素，因此GB/T 40559-2021的出臺必將成為國內電動平衡車電池市場的重要標準化依據。這個標準是電池產品類標準，在項目設置上更加注重電池組系統本身的安全性。而UL2271:2018是消費類電子產品標準，更加注重考察產品的使用安全，更多地設置了考察產品負重、防水、翻轉和耐電壓等使用狀態下的安全性。

因此，國內平衡車電池及相關企業應關注到新國標與UL標準的差異，在產品設計階段就應確定不同銷售市場的認證要求進行合規性設計，在銷售產品之前也要針對不同銷售市場進行相應的對標測試，以避免銷售的平衡車因電池安全問題被下架、召回或退運。