浅析GB 31241-2014中过流充电保护功能的测试

 

GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》实施近一年来,拥有测试资质与检测...


 
GB 31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全要求》实施近一年来,拥有测试资质与检测能力的实验室越来越多,企业在进行产品委托测试或自愿认证时拥有越来越多的选择。但是依然有很多企业在与一些实验室合作时,质疑实验室的测试方法和结果,并屡屡向赛西安全室咨询。

本文将简要分析便携式电子产品用锂离子电池组的过流充电保护功能测试要求和测试时可能存在的误判行为,帮助实验室更好理解标准要求及进行产品测试。

一、GB 31241-2014中的要求

GB 31241-2014中明确要求便携式电子产品使用的锂离子电池组在附带保护电路测试时应当有过流充电保护功能,而且要求电池组的过流充电保护电路能够在500次循环测试中都动作,标准原文如下:

10.3 过流充电保护

将样品按照以下顺序进行500次循环测试:

a) 过流充电;

b) 保护装置动作后静置1min。

过流充电时,充电电流为1.5倍的过流充电保护电流(1.5Icp),充电电压为充电上限电压(Uup)。

每次循环时电池组的过流充电保护电路都应动作。

当样品是电池组时,试验前先按照4.5.2规定的试验方法将电池组放完电。并应保证电池组在试验过程中的500次循环测试都在恒流充电状态下进行,如果电池组在进行完500次循环测试之前结束恒流充电状态,则应将电池按照4.5.2规定的试验方法放完电后,继续进行上述循环测试。



标准要求,在测试中,500次循环测试都应在恒流充电状态下进行,以正确评估保护电路是由于检测到了过大的充电电流进行的保护,而非其他因素。

二、可能出现的误判

而在实际测试中,如果采用普通的充放电测试仪器,或者直流电源与电子负载来进行此项目的测试,不仅难以进行循环测试,而且经常会由于判定条件不充分,难以正确评估该项目是否符合标准要求。如果经验不足,极容易出现误判。

误判1:一般充放电测试仪只能针对携带电芯的电池组进行测试,当电芯在设定的限制电压下按照CC-CV方式充电却无法达到测试需要的电流时,充放电仪很快进入恒压充电模式,回路不会被切断但是电流值低于实际设置。这种情况下,经验不足的工程师可能误以为是电路有限流保护功能。该测试并没有考核到保护电路能否在设定的电流条件下切断电路。误判2:提高充电电压(超过标准要求的充电上限电压,本就与标准方法不符),可能能够得到更高的回路电流。此情况下回路虽然会被切断,保护装置动作。然而,这种情况仍然无法判定是否符合标准要求,出现的保护装置动作很有可能是由于IC检测到电芯过压而造成的保护。
根据赛西安全室的大量测试数据,目前市面仍存在很多厂家的保护电路缺少过流充电保护功能。测试中也发现,保护电路核心IC的供应商有时会生产功能可选的IC,相同规格的IC中此项功能可能设置为可选功能,供制造商选择。此外,一些劣质器件,虽然测试中具备保护功能,但是在进行耐久性考核时会失效,不足额(500次)进行考核依然存在安全隐患。

如果生产厂家为了节约成本,选用了不具备此项保护功能的器件,或者是器件供应商提供了无法在500次循环中依然可靠关断电流的假冒伪劣器件,实验室进行测试时无法替委托方发现问题,误认为产品已经符合标准,将给委托方及相关干系人带来严重的风险。

三、可能存在的风险

如上所述,试验中电池组的过流充电保护功能不容易测定,是否符合标准需要拥有测试经验的专业人员使用专用设备按照标准进行考核。如果不能正确的理解标准该条款的测试要求,未使用专业的设备进行测试,或者对于IC的可靠性考核未足额进行(例如缩减循环测试次数),则非常容易给出错误的结论。这样的误判将会使得消费者使用产品存在安全风险,使得电池制造商在各级产品质量监督抽查中面临处罚,使得电池供电的系统厂家企业形象遭受严重影响。

按照《中华人民共和国产品质量法》第四十九条之规定,“销售不符合保障人体健康和人身、财产安全的国家标准、行业标准的产品的,责令停止生产、销售,没收违法生产、销售的产品,并处违法生产、销售产品(包括已售出和未售出的产品,下同)货值金额等值以上三倍以下的罚款;有违法所得的,并处没收违法所得;情节严重的,吊销营业执照;构成犯罪的,依法追究刑事责任。 ”

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