電動(dòng)自行車充電器產(chǎn)品常見不合格項(xiàng)目分析

李 雷 余華超 陳其勇 謝 文

（廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 廣州 510670）

引言

伴隨電動(dòng)自行車在日常生活中的普及，電動(dòng)自行車充電器市場(chǎng)也不斷在擴(kuò)大，品牌型號(hào)眾多，質(zhì)量參差不齊。電動(dòng)自行車充電器暫未列入國(guó)家強(qiáng)制性認(rèn)證（CCC認(rèn)證）目錄，且未實(shí)施一部專門針對(duì)電動(dòng)自行車充電器的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)由于一些生產(chǎn)企業(yè)缺乏管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺乏了解，對(duì)質(zhì)量缺乏管控，使得電動(dòng)自行車充電器產(chǎn)品安全問題突出，各級(jí)市場(chǎng)監(jiān)管部門也加大了對(duì)此類產(chǎn)品的監(jiān)督抽查力度。我院承擔(dān)了各級(jí)市場(chǎng)監(jiān)管部門組織的多個(gè)批次電動(dòng)自行車產(chǎn)品的監(jiān)督抽查，筆者結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)常見的電氣安全和電磁兼容不合格項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，希望幫助生產(chǎn)企業(yè)改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，提升行業(yè)質(zhì)量水平，更好地維護(hù)消費(fèi)者權(quán)益。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)制定并發(fā)布了GB 42296-2022《電動(dòng)自行車用充電器技術(shù)要求》，該標(biāo)準(zhǔn)是一部專門針對(duì)電動(dòng)自行車充電器的國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)GB/T 36944-2018基礎(chǔ)上進(jìn)行了大幅的改進(jìn)優(yōu)化，相信對(duì)規(guī)范電動(dòng)自行車充電器市場(chǎng)，提升電動(dòng)自行車充電器質(zhì)量安全及性能將起到重要作用。

1 電動(dòng)自行車充電器產(chǎn)品主要質(zhì)量問題

1.1 標(biāo)志和說明

銘牌和說明書中包含了產(chǎn)品的重要電氣參數(shù)、使用說明、警示信息等。通過閱讀銘牌和說明書，消費(fèi)者可快速了解產(chǎn)品的基本信息以及使用該產(chǎn)品的注意事項(xiàng)。

1）筆者發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品缺少產(chǎn)品名稱或者型號(hào)、未標(biāo)注額定輸入功率或額定電流、電動(dòng)自行車充電器作為II類器具，銘牌中未標(biāo)注II類符號(hào)。還有部分產(chǎn)品銘牌中缺少制造商信息。適用標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.18-2014的充電器需增加額定直流輸出電壓或者額定直流輸出電流，部分產(chǎn)品缺少該類信息。

2）標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.18-2014中規(guī)定說明書需要包含以下信息：需規(guī)定電池充電器適用的電池類型、數(shù)量及額定容量；需說明禁止給不可充電的電池充電；對(duì)于給鉛酸電池充電的充電器，應(yīng)指明在充電過程中，電池需要放置到一個(gè)通風(fēng)良好的地方等。筆者在多批次監(jiān)督抽查中發(fā)現(xiàn)，部分適用GB4706.18-2014標(biāo)準(zhǔn)的充電器說明書中缺乏以上條款，導(dǎo)致消費(fèi)者不能正確使用產(chǎn)品而帶來安全隱患。

1.2 對(duì)觸及帶電部件的防護(hù)

電動(dòng)自行車充電器是一種常見的電器產(chǎn)品，對(duì)觸及帶電部件的防護(hù)是電器質(zhì)量安全的重要要求之一，產(chǎn)品的輸出端電路設(shè)計(jì)不合理，空載時(shí)端頭電壓過高（超過42.4 V），導(dǎo)致B型試驗(yàn)探棒和13號(hào)試驗(yàn)探棒可以觸及帶電部件（見圖1）。用戶在使用過程中存在觸電危險(xiǎn)，導(dǎo)致此類不合格情況的原因是生產(chǎn)企業(yè)對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺乏了解，防觸電電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。

圖1 對(duì)觸及帶電部件的防護(hù)不合格

1.3 輸入功率和電流

標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.18-2014和QB/T 2947.1-2008中均作出規(guī)定，此類產(chǎn)品的空載直流輸出電壓不能大于42.4 V，在各類產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督抽查中發(fā)現(xiàn)，輸出端空載時(shí)有（50～60）V的直流輸出電壓。在日常使用中，會(huì)出現(xiàn)用戶充滿電后直接將充電器的輸出端子直接拔出，而此時(shí)充電器插頭仍與電源連接，如果充電器空載輸出電壓過大，極易造成用戶觸電事故。

標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.1-2005對(duì)充電器的輸入功率和輸入電流作了偏差限值要求。此外標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.18-2014中規(guī)定，通過把電池充電器連接到圖101的電路上，輸出電流的算術(shù)平均值與額定直流輸出電流的偏差不應(yīng)超過10 %，抽查中發(fā)現(xiàn)部分充電器產(chǎn)品輸出電流偏差低于-10 %。這將大大降低電動(dòng)自行車的充電效率。

1.4機(jī)械強(qiáng)度

電動(dòng)自行車充電器在長(zhǎng)時(shí)間工作過程中，開關(guān)電源中電能轉(zhuǎn)換元件MOS管會(huì)有較高的溫升,生產(chǎn)企業(yè)會(huì)在電路板中引入一個(gè)小功率直流風(fēng)扇進(jìn)行散熱，將充電器內(nèi)部的熱量從散熱口柵格中排出。按GB 4706.18-2014中第21.1條的要求，對(duì)充電器散熱口柵格進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，沖擊能量提高到（1.0±0.05）J，模擬受到外力沖擊或者意外掉落。在完成沖擊測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)部分充電器散熱口柵格出現(xiàn)破裂的情況，B型試驗(yàn)探棒可進(jìn)入并觸及帶電部件（見圖2）。充電器外殼破裂后，容易導(dǎo)致觸電危險(xiǎn)。導(dǎo)致此類不合格的原因是散熱口使用的材料強(qiáng)度性能較差，同時(shí)柵格設(shè)計(jì)的過細(xì)，抵抗沖擊的能力不夠。

圖2 機(jī)械強(qiáng)度不合格

1.5 結(jié)構(gòu)

部分充電器輸出端的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得用戶在使用中可觸碰到導(dǎo)電部件，企業(yè)通常使用保護(hù)阻抗達(dá)到限制泄露電流從而實(shí)現(xiàn)防觸電保護(hù)的目的。考慮到在單一故障情況下，充電器仍需滿足安全要求，因此標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.1-2005第22.42條款要求保護(hù)阻抗至少由兩個(gè)單獨(dú)的元件串聯(lián)而成。此類元件應(yīng)當(dāng)是滿足GB 8898的電阻或者滿足GB/T 14472的Y級(jí)電容器，它們的阻抗足夠穩(wěn)定。抽查中發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品保護(hù)阻抗僅由一個(gè)元件組成（見圖3），當(dāng)該元件出現(xiàn)短路或者開路時(shí)，無法滿足限制泄露電流的目的。出現(xiàn)此類不合格的原因是企業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條款缺乏了解或者為了節(jié)省生產(chǎn)成本，僅使用單個(gè)保護(hù)阻抗連接原副邊電路。

圖3 保護(hù)阻抗設(shè)計(jì)不合格

在電器使用中，為避免電容放電對(duì)人造成觸電危險(xiǎn)，標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.1-2005中第22.5條款規(guī)定：當(dāng)電器的額定電容量大于0.1 μF時(shí)，需進(jìn)行插頭放電測(cè)試。在正常工作狀態(tài)下，器具的工作電壓達(dá)到峰值時(shí)，將其從電源斷開。斷開后1 s時(shí)，器具插頭的兩插腳之間電壓不得超過34 V。部分充電器產(chǎn)品不能滿足該條款要求，在與電源斷開1 s時(shí)，通過數(shù)字式熒光示波器測(cè)得插頭兩插腳之間電壓大于34 V（見圖4）。導(dǎo)致此類不合格的原因是電動(dòng)車充電器生產(chǎn)廠家對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺少學(xué)習(xí)，電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足。

圖4 插頭放電不合格

圖5 電氣間隙和爬電距離不合格

1.6 電氣間隙、爬電距離和固體絕緣

對(duì)于Ⅱ類器具，帶電部件到易觸及部件需要符合雙重絕緣或者加強(qiáng)絕緣要求。對(duì)于電動(dòng)自行車充電器，當(dāng)可觸及輸出端時(shí)，從輸入端帶電部件到可觸及輸出端需要滿足加強(qiáng)絕緣或者雙重絕緣要求。其輸出端和變壓器副邊導(dǎo)通，變壓器原邊和輸入端強(qiáng)電導(dǎo)通，則需要變壓器原副邊之間滿足加強(qiáng)絕緣或者雙重絕緣要求。當(dāng)用戶觸及到輸出端時(shí)，才不會(huì)出現(xiàn)觸電危險(xiǎn)。在日常監(jiān)督抽查中，筆者發(fā)現(xiàn)部分充電器產(chǎn)品輸出端可觸及，變壓器原副邊電氣間隙和爬電距離均無法滿足加強(qiáng)絕緣要求，電氣間隙和爬電距離均小于3 mm，不符合標(biāo)準(zhǔn)GB 4706.1-2005第29.1、29.1.3、29.2、29.2.3條要求。當(dāng)充電器插頭仍與電網(wǎng)連接，用戶誤觸輸出端時(shí)，容易造成觸電事故。

1.7 端子騷擾電壓（連續(xù)騷擾電壓）

該項(xiàng)目考查電器工作時(shí)產(chǎn)生的、沿電源線傳播的傳導(dǎo)電磁騷擾是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。GB 4343.1-2018對(duì)家用電器、電動(dòng)工具和類似電器的發(fā)射限值有明確規(guī)定。筆者在日常測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，部分電動(dòng)自行車充電器產(chǎn)品按照GB 4343.1-2018標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行電源端子騷擾電壓測(cè)試時(shí)，端子騷擾電壓測(cè)試結(jié)果超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值。此類項(xiàng)目號(hào)的不合格，可能會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性和使用電網(wǎng)的其它設(shè)備。以某批次抽查中某型號(hào)充電器為例，其端子騷擾電壓測(cè)試結(jié)果如圖6所示，圖6中兩條折線是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值（紅色折線是準(zhǔn)峰值限值，綠色折線是平均值限值）。圖6中藍(lán)色曲線是充電器端子騷擾電壓峰值曲線，綠色曲線是平均值曲線，峰值和平均值均超出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)限定值。

圖6 電動(dòng)自行車充電器端子騷擾電壓測(cè)試曲線

1.8 騷擾功率

以同一型號(hào)電動(dòng)自行車充電器為例，按照GB 4343.1-2018標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行騷擾功率測(cè)試，考察器具在（30～300）MHz范圍內(nèi)的電磁騷擾。發(fā)現(xiàn)騷擾功率的準(zhǔn)峰值和平均值都超過了對(duì)應(yīng)的限定值（見圖7）。

圖7 電動(dòng)自行車充電器騷擾功率測(cè)試曲線

出現(xiàn)“端子騷擾電壓”和“騷擾功率”項(xiàng)目不合格，主要原因是電動(dòng)自行車充電器內(nèi)部電路板設(shè)計(jì)不合理、濾波電路設(shè)計(jì)不能滿足要求等。廠家應(yīng)參照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定加入電磁兼容防護(hù)電路。

2 結(jié)束語

筆者在眾多批次監(jiān)督抽查中發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)自行車充電器產(chǎn)品存在多個(gè)項(xiàng)目不合格的情況，涉及電氣安全和電磁兼容。本文對(duì)電動(dòng)自行車充電器常見不合格項(xiàng)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)分析其不合格情況及原因，為此類產(chǎn)品的以后的質(zhì)量提升提供幫助。也希望隨著電動(dòng)自行車充電器國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，我國(guó)電動(dòng)自行車充電器產(chǎn)品朝著高質(zhì)量方向發(fā)展。