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检测认证知识分享

锂电池 IEC62368‑1 安全测试怎么做

IEC 62368-1将能量源分为能量等级1(ES1,即能量源等级1)、等级2(ES2,即能量源等级2)、等级3(ES3,即能量源等级3),并依据等级要求不同的防护措施。对于锂电池,主要关注其电能(ES) 和化学能(因电池内部能量) 引起的风险。

标准中与锂电池直接相关的核心要求,主要位于第 4章(通用要求)、第 5章(电能量源防护)、第 6章(化学能量源防护) 和第 10章(异常工作条件与故障条件)

1. 电能量源防护(ES防护)

  • 要求:设备在正常工作、异常工作和单一故障条件下,其可触及部件(如电池触点)的电能(电压、电流、功率)不得超过ES2或ES1的限值,以防止电击或灼伤。

2. 化学能量源防护(电池安全)

  • 核心关注点:锂电池起火、爆炸、泄漏的风险。

  • 评估方法:通过一系列模拟滥用测试,验证电池在潜在危险情况下(如过热、短路、机械冲击)的安全性。

3. 异常工作与故障条件测试

  • 要求:模拟电子元器件失效或散热不良等故障,评估电池是否会在设备内部出现过热、冒烟或起火的风险。

二、锂电池在IEC 62368-1下的主要测试项目

根据标准附录M(规范性附录,针对二次锂电池和电池组)及其他相关条款,锂电池通常需通过以下核心测试:

测试项目测试目的方法简述判定标准
电芯/电池组充电程序验证确保充电管理电路可靠,防止过充在最大充电电压和电流下持续充电,监测电池状态电池不应起火、爆炸、泄漏或外壳破裂
限功率电源(LPS,即限功率电源)测试评估电池输出是否为“安全能量源”测量电池在多种负载下的输出电压、电流和功率判定是否满足LPS要求,影响后续防护等级
单一故障测试(如元器件短路、开路)模拟单个元器件失效,评估电池安全性人为短路或断开关键保护器件(如MOSFET,即金属氧化物半导体场效应晶体管),监测电池响应电池不应起火、爆炸,外壳温度在限值内
异常充电测试模拟充电器或充电电路失控对已完全放电的电池进行反向充电或异常高压充电电池不应起火、爆炸或泄漏
强制放电测试模拟电池被外部电源强制反向放电对已放电至截止电压的电池进行反向电流放电电池不应起火、爆炸或泄漏
环境适应性测试(高温、低温、温度循环)模拟极端温度及温差对电池安全性的影响将电池暴露在高温(如+70℃)、低温(如-40℃)及循环温度中无泄漏、不起火、无爆炸

三、企业送检实操要点与避坑指南

1. 送检前,确认关键信息

  • 明确产品类别与标准版本:确认您的产品属于IEC 62368-1范畴,并明确申请CB认证(国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织)或欧盟CE认证,确保使用最新有效版本(目前为IEC 62368-1:2023或等同版本)。

  • 准备关键元器件清单与证书:提供电芯的UL 1642或IEC 62133(便携式二次锂电池芯和电池组的安全要求)证书,以及电池保护板(BMS,即电池管理系统) 的规格书与原理图。

  • 与实验室确认测试条件:明确电池保护电路的过充保护电压、过放保护电压、过流保护值、短路保护响应时间等关键参数,以便实验室在测试前准确设置设备。

2. 样品准备

  • 完整设备:提供 3-5台 完整的最终成品,用于整机测试。

  • 电池组件:额外准备 10-15组 独立的电池组(或电芯),用于单独的电池安全测试(这些测试通常会破坏样品)。

  • 关键零部件:准备已使用的关键元器件样品,用于故障模拟。

3. 常见误区

  • 误区:仅测试电芯即可代表整机安全。

    • 事实:IEC 62368-1评估的是整个设备的安全性。即使电芯通过认证,其与整机充电管理电路的配合不当(如充电电压过高)仍可能导致危险,必须进行整机联合测试

  • 误区:产品已有UN 38.3报告,可以替代IEC 62368-1测试。

    • 事实:UN 38.3是运输安全标准,侧重于模拟运输中的振动、冲击、温变等,而IEC 62368-1侧重于使用安全,评估电气、化学能量源风险。二者目的不同,不可互相替代

  • 误区:忽略保护器件的软硬件协同。

    • 事实:许多电池保护依赖固件(如电量计)。测试中,需确认固件在异常情况下能正确执行保护指令,而非仅验证硬件电路。

四、讯科标准检测 IEC 62368-1 锂电池安全测试服务

讯科标准检测,作为具备CNAS、CMA资质的专业第三方检测机构,拥有经验丰富的电池安全测试实验室,可依据IEC 62368-1及其对应国家标准(GB 4943.1),提供专业、高效的锂电池安全测试与认证服务。


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