在跌落試驗通常是主要用來模擬未包裝/包裝的產(chǎn)品在搬運期間可能受到的自由跌落,考察產(chǎn)品抗意外沖擊的能力。通常跌落高度大都根據(jù)產(chǎn)品重量以及可能掉落幾率做為參考標準,落下表面應為混凝土或鋼制成的平滑、堅硬的剛性表面。具體可參考相關測試標準及客戶產(chǎn)品規(guī)格書要求。
對于不同國際或國家標準,即使產(chǎn)品在相同重量下但掉落高度也不相同。對于手持型產(chǎn)品(如手機, MP3等)大多數(shù)掉落高度大都介于1.0m-1.5m不等。例如IEC對于≦2kg之手持型產(chǎn)品建議應滿足1.0m之掉落高度不可損壞;MIL則建議掉落高度為1.22m;Intel對手持型產(chǎn)品(如手機)則建議落下高度為1.5m。試驗的嚴苛程度取決于跌落高度、跌落次數(shù)、跌落方向。
那么我們鋰離子電池產(chǎn)品是如何規(guī)定的呢?現(xiàn)在就同大家聊下鋰離子電池(含電芯和電池組)的跌落測試的標準和測試要求。
1.GB/T 18287-2013 移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范
從以上標準可以看出,移動電話用的電池的電芯和電池組的高度是不一樣的,其他要求相同。
2.GB 31241-2022便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全要求
從以上標準可以看出,便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組高度都是一樣的,但針對不同類型的鋰電,如圓柱、方型、軟包、紐扣型電池跌落面和次數(shù)會有不同。
3.GB 38031-2020電動汽車用動力蓄電池安全要求
從這項國標可以看出,針對電動汽車用的鋰電池則沒有跌落測試要求,同時該標準“5.2電池包或系統(tǒng)安全要求”也無跌落測試要求。其實在該標準之前的版本-《GB/T31485-2015 電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法》中對“跌落測試”也是有要求的,且是1.5米,要求為“不泄露、不起火、不爆炸”。
4.IEC62133-2(2017版)含堿性或其它非酸性電解質(zhì)的二次電芯和電池(組) 便攜式密封二次單體電芯,由電芯組成的電池(組)以及應用于便攜式設備的安全要求 第2部分:鋰系
翻譯如下:7.3.3自由跌落
a) 要求
電池或電池掉落(例如,從工作臺頂部掉落)不得引起火災或爆炸
b) 測試
自由落體試驗在20℃±5℃的環(huán)境溫度下進行,使用電池或按照第一個步驟充電至完全充電狀態(tài)的蓄電池。在7.1.1中。每個電池或電池從1.0米的高度跌落三次到平板上混凝土地板或金屬地板上。將電芯或電池扔下,以便獲得隨機方向的沖擊。試驗后,電池或電池應至少靜止1小時,然后進行外觀檢查。
c) 驗收標準
不起火、不爆炸。
從以上標準可以看出,對鋰離子電芯和電池組的測試條件和方法是一樣的。
5.UL2580 電動車電池安全標準(2013版)
翻譯:37跌落測試
37.1本測試旨在評估電能存儲組件(EESA)在安裝或從車輛上拆卸過程中意外掉落時是否存在危險。
37.2在室溫下平衡后,按照18.1從1.0 米(3.3 英尺)的最低高度墜落,以最有可能產(chǎn)生不利結(jié)果的位置撞擊平整的混凝土表面,其方式和高度最能代表維護和搬運/拆除EESA期間發(fā)生的情況。
37.3參考37.2,如果只進行了一次跌落試驗,則不得為平跌落。如果打算在水平方向上安裝或拆卸EESA,則應考慮被測設備傾斜10°且組件邊緣受到?jīng)_擊的跌落。
37.4參考37.2,如果一次跌落試驗是平面跌落,則應至少進行一次非平面跌落的其他試驗。
37.5樣品至少跌落一次。
37.6混凝土表面的厚度至少為76 mm(3英寸),且面積應足以覆蓋被測設備。
37.7跌落后6-24小時內(nèi),應檢查樣品是否有損壞跡象
試驗期間,應監(jiān)測溫度。如果樣品返回或保持在環(huán)境附近,則應根據(jù)19.2(a)進行絕緣電阻測試。
37.8應使用第19節(jié)中概述的火花點火源,在下降后立即檢測樣品中是否存在可燃氣體濃度,并在溫度升高的情況下重復檢測。
37.9不得有起火或爆炸的跡象。不得有6.41中定義的有毒氣體釋放。最小絕緣電阻應為100 Ω/V。
這個UL2580標準主要是針對電動車(含電動汽車和電動自行車)電池,適用于所有動力類電芯和電動汽車電池。從標準條款內(nèi)容37.1-37.9可以看出,美標對跌落測試要求較高,需要考慮環(huán)節(jié)較多。
6.UL2271輕型電動車電池安全標準(2010版)
翻譯:8.5跌落測試
8.5.1從1.0 米(3.3 英尺)的高度墜落,以最有可能產(chǎn)生不利結(jié)果的位置撞擊平整的混凝土表面。
8.5.2樣品至少跌落3次。
8.5.3混凝土表面的厚度至少為19 mm(0.75英寸)。
8.5.4軟包電池組也應在-20℃±2℃(-4±3F)條件下至少3小時后進行測試,樣品在冷卻狀態(tài)下,應立即進行跌落測試。
8.5.5樣品應在測試6小時后進行檢驗。樣品應不起火、不爆炸。樣品外殼不應損壞和開裂。
這個UL2271標準主要是針對輕型電動車含電動自行車/摩托車、平衡車和滑板車、高爾夫球車等)電池的電芯和電池組,條件相同。
7.UN38.3 ,UL1642等都沒有對單體電芯跌落測試做明確要求。但UN38.3卻有針對包裝件進行1.2米的跌落測試要求,具體參見聯(lián)合國《關于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》(Rev. 22) 特殊規(guī)定188。
以上只是參考國內(nèi)及歐美等標準介紹相關的跌落測試要求,絕大多數(shù)是要求“不起火、不爆炸”,但也有少數(shù)標準要求““不漏液(不泄露)、不起火、不爆炸”。跌落測試作為衡量產(chǎn)品性能指標之一,設計及制造出來產(chǎn)品肯定是要滿足相關標準要求及客戶要求的。若是做產(chǎn)品認證則直接參考產(chǎn)品銷往地區(qū)或國家的標準測試即可;若是企業(yè)內(nèi)部做監(jiān)測及持續(xù)改進評估驗證,則建議大家在制定企標或內(nèi)控標準時,要充分考慮產(chǎn)品的具體應用、國際/國家標準、同行的標準、客戶要求等因素去制定適合自己企業(yè)的標準。當然,也可以找專業(yè)的認證及測試機構(gòu)提供相關建議參考。例如,像國內(nèi)一些標準是沒有針刺要求的,但國外的一些大客戶仍對電池此項卻有明確的要求。國內(nèi)知名企業(yè)如比亞迪、寧德時代、廣汽埃安等都在產(chǎn)品通過針刺實驗上面花了不少功夫。大家務必要搞清楚,國標只是針對企業(yè)的最基本要求、原則和底線,因此產(chǎn)品僅僅滿足國標其實遠遠不夠?,F(xiàn)實中,很多客戶要求遠遠高于國標要求,尤其是國外大客戶。要想產(chǎn)品在市場上擁有很強的競爭力,除必須滿足國標外,我們企業(yè)還應不斷創(chuàng)新并擁有硬核技術(shù)。企標或內(nèi)控標準可以嚴于并遠遠超出國標要求,并盡力滿足客戶要求并超出其期望。這樣產(chǎn)品才有可能在市場上立于不敗之地!另外,我們的銷售人員及研發(fā)技術(shù)人員在售前服務對接時,要充分了解客戶需求(VOC),像一些特殊的測試項目需要在產(chǎn)品的設計開發(fā)、材料及工藝等方面予以優(yōu)化改進及重點突破。