李炳坤

( 蘇州UL美華認證有限公司，江蘇 蘇州 215122 )

UL62841系列安全標準新變化

李炳坤

( 蘇州UL美華認證有限公司，江蘇 蘇州 215122 )

基于UL系列標準的最新要求，介紹UL60745的替代標準UL62841帶來的區(qū)別及重要變化，重點針對鋰電池以及鋰電池包的安全要求與認證。

標準；認證；電動工具；園林工具；鋰電池

0 引言

在UL手持式電動工具標準的轉(zhuǎn)換工作過程中，傳統(tǒng)的UL 60745系列標準將由全新的UL 62841系列所替代，轉(zhuǎn)換所涉及的方面并不僅限于改變標準編號，除更新了電池和電池充電器技術(shù)（尤其是鋰電池）的指導部分，在電子線路的功能安全可靠性性、新的標識要求和電動工具其他新技術(shù)外，較為明顯的變化是UL 60745-1《手持式電動工具的安全 第1部分：一般要求》和UL 62841-1《手持式、可移式電動工具和園林工具的安全 第1部分：通用要求》之間在范圍上存在的差異。特別是在UL 62841-1標準的范圍中增加了可移動式工具以及草坪和園林工具，并計劃統(tǒng)一認證。本文主要介紹UL 62841-1標準中出現(xiàn)的重要變化和要求。

1 基本情況

1.1 UL 60745

手持式電動工具的傳統(tǒng)標準UL 60745-1已在2007年7月31日發(fā)布第4版。該標準是美國采用的同名IEC工具標準。該標準由美國國家標準學會（ANSI）認可的自愿、共識決策程序管理。共識決策程序由UL標準技術(shù)小組（STP）負責，該技術(shù)小組由20個代表不同利益群體的人員組成。標準技術(shù)小組（STP）負責提供有關(guān)修改和維護標準的建議，通過審查和投票提議（包括由他人引起的）將其采納作為ANSI/UL工具標準的一部分。作為STP流程的一部分，除了審查和/或評論以外，任何人都可提出有關(guān)修訂該標準的建議。

UL 60745-1是標準系列的第1部分，包括對所有手持式電動工具的通用要求。標準第1部分由規(guī)范性引用文件、術(shù)語、定義、標志、使用說明書要求、機械結(jié)構(gòu)要求和具體測試要求組成。附錄K包括對電池工具和電池組的要求。附件L涵蓋了帶電源接頭或連接到非隔離式源的電池工具和電池組。與此相關(guān)的第2s部分共涵蓋20種不同類型的手持式工具，其中包括這些工具的特定要求。第2s部分內(nèi)容是對第1部分中主要部分和適用附件要求的采納、補充或修正。由于UL 60745以IEC標準為基礎(chǔ)，在第一部分通用要求和相關(guān)第2s部分特殊要求都有包含UL標準與IEC標準的差異。

1.2 UL 62841

UL 62841-1標準于2015年2月20日發(fā)布第1版， 涵蓋了手持式工具、可移動式工具以及草坪園林工具。與UL 60745-1相同，該標準也是基于IEC標準，按照標準制定的程序，針對美國市場做了相應的調(diào)整和修訂。與60745-1相比，UL 62841-1反映的是顯著變化和新要求。UL 60745-1中的范圍只涉及與所有適用于第2s部分相關(guān)的手持式工具。UL 62841-1中的范圍不僅包括第2s部分涉及的手持工具，還包括第3s部分涉及的可移動式工具以及第4s部分涉及的草坪和園林工具。擴充范圍同時也影響超出本文所討論的其他傳統(tǒng)UL標準。

這種與第2s、3s和4s部分相關(guān)的從UL 60745到UL 62841的轉(zhuǎn)變，將在未來幾年內(nèi)分成不同的階段，各個適用部分逐步進行。

該標準變化最初可能對有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計的制造商有顯著影響，但將來他們能夠使用同一款設(shè)計來滿足全球市場要求（在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)限制內(nèi)，包括電源電壓/頻率）。這也將解決目前為了滿足北美標準要求而需要對已經(jīng)滿足歐洲要求的產(chǎn)品進行重新設(shè)計的現(xiàn)狀。

1.3 差異

UL 60745-1與UL 62841-1之間的差異如下：

?通用標識和說明；

?光源設(shè)備的標記或測試；

?電壓恢復要求。例如：對于臺鋸，若電源斷電，電源開關(guān)仍停留在打開狀態(tài)，則電源恢復后，臺鋸不會意外啟動；

?鎖止裝置的耐用性；

?相關(guān)標識變化。

2 鋰電池

從UL 60745-1到UL 62841-1顯著的變化是關(guān)于鋰離子電池和充電系統(tǒng)的新要求。目前，鋰離子電池必須符合UL 62133《含堿性或非酸性電解液的單體蓄電池和電池組和便攜式密封單體蓄電池及電池組的安全要求》或IEC標準，這些標準實質(zhì)上屬于相同標準。這包括鋰電池系統(tǒng)在正常充電過程中，電芯的各項參數(shù)必須在其額定的操作區(qū)間之內(nèi)。

雖然工具將作為包含有工具、電池組和電池充電器的完整系統(tǒng)進行評估，但這也是UL 62841-1新的關(guān)鍵要求。這意味著充電器制造商和工具制造商都必須遵守相同的鋰電池系統(tǒng)新要求。

電芯的額定工作區(qū)間由電芯廠家根據(jù)UL 62133或者IEC標準指定。當測試和評估鋰電池工具時，必須了解指定操作區(qū)域的電壓和充電電流，并確保不超過其規(guī)定值，甚至是當工具（包括電池組）或充電器處于故障狀態(tài)時。一些額外要求包括：鋰電池外殼壓力測試，以確保當電池芯泄壓時電池包外殼不會破裂。此外還有在工具和電池包上進行的機械強度測試，確保在跌落測試后，電池包：

a)開路電壓不得低于測試前的90%，

b)符合正常放電和充電測試規(guī)范，且

c)不對電池排氣口造成損傷。

鋰離子充電系統(tǒng)也必須在元器件故障狀態(tài)下進行測試。充電過程中，當充電系統(tǒng)（包括電池和充電器，有時可能是在工具中）中的零部件出現(xiàn)故障時，電芯不得超過充電上限電壓150 mV。一旦超過，該充電系統(tǒng)必須不能再充電并永久性無法恢復。針對這個新要求，制造商們可能需要重新設(shè)計鋰電池充電系統(tǒng)，以滿足新的要求。

構(gòu)成該電池系統(tǒng)的組件和電子電路被認為是維持安全性能的關(guān)鍵元器件。例如，若將電池包里的電池芯從一個制造商變成另一個電池芯制造商，這個電池芯可能根據(jù)UL 62133的測試具有不同的額定操作區(qū)間。諸如此類情況，若電池參數(shù)不同，則需要對電池包和充電器組合進行重新測試，以確保仍符合有關(guān)電池系統(tǒng)的安全要求。這是對整個工具充電系統(tǒng)的評估，單獨測試電池包和充電器都是不充分的。

3 鋰電池包

UL鋰電池系統(tǒng)新標準UL 2595，即鋰電池包的安全認證，涵蓋了電池供電類產(chǎn)品所使用的可拆卸或分離式鋰電池包。此類別提供了電池包結(jié)構(gòu)上的供應鏈控制，從而針對使用這些電池包的終端產(chǎn)品（工具和其他設(shè)備）提供追溯。該類別所涵蓋的電池組計劃與最終產(chǎn)品一起使用，因此整個系統(tǒng)包括靠電池供電的設(shè)備、鋰電池組和電池充電器。電池組必須標有制造商名稱/商標名/商標和型號/目錄編號/系列標識（或等效標識），并且必須標有：“僅用于____充電器”。

通過這些標記辨別特定的充電器，與電池充電系統(tǒng)匹配使用或者除了按照型號引用至少一個充電器之外，也可使用“詳見附加充電器說明書”（或等效）這一聲明。這個產(chǎn)品類別所涵蓋的鋰電池組可作為列名產(chǎn)品（電池包帶有UL標志）或作為工具整機的一個部件（電池包沒有獨立UL標志）。

4 充電器

UL鋰電池系統(tǒng)新標準UL 2595同樣用于鋰電池組充電的充電器安全認證，涵蓋充電系統(tǒng)中的充電器，整個系統(tǒng)由鋰電池組和電池充電器一起組成。該類別涵蓋有電池充電器單元，提供了電池充電器結(jié)構(gòu)上的供應鏈控制，從而針對使用這些電池組的終端產(chǎn)品（工具和其他設(shè)備）提供追溯。為取得該類別的認證，充電器須符合相關(guān)充電器標準(UL 1012，UL 1310，或UL 60950-1)和最終產(chǎn)品標準(UL 62841-1(附錄K)或UL 2595中對充電系統(tǒng)的要求。

1）新的更高電池電壓

電池操作的工具和電池組的最大額定電壓為75 V d.c.，目前一份將該電壓提升至250 V d.c.的提案正在接受審批。2016年7月1日UL發(fā)布了針對UL 2595的UL認證要求決議（CRD），提出了更高的電壓提升建議。與額定電壓提案相關(guān)的更新如下：

?泄露電流測量

?安全標志

?潮態(tài)測試

?環(huán)境（IPX）測試以及

?電氣間隙和爬電距離的修訂

預計該方案將會送至STP以修訂UL 62841-1（附錄K）以及UL 2595。該提案可能發(fā)生變化，目前還不能應用于UL 62841-1的認證。

2）功能安全概述、狀態(tài)及影響

針對功能安全， 根據(jù)UL 60745的要求，唯一選項是單點失效的容錯設(shè)計。根據(jù)UL 62841-1的最新要求，允許對提供關(guān)鍵安全功能（SCF）的電路進行備選的安全評估方案。

關(guān)鍵安全功能SCF定義如下：如果標準要求產(chǎn)品必須具備某項功能，當這個功能失效時會使用戶暴露于風險，且該風險已經(jīng)超出了本標準在異常情況下所允許的風險范圍， 那么這項功能就屬于SCF。

提供SCF的電路可靠性必須進行評估，保證即使在預期環(huán)境中暴露于電磁環(huán)境壓力下，也不會輕易損失SCF。所有的SCF電路均應接受抗擾度測試，包括雙通道設(shè)計（例如，單容錯）。

雙通道設(shè)計抗擾度測試的基本原理：電路的兩個通道均應同時受到抗干擾度測試的影響，且可能導致提供該功能的電路故障。SCF，電路的失效模式以及安全等級參見最終產(chǎn)品標準。典型的SCF和最低性能等級（PL）參見已出版或待出版UL 62841-1的適用部分2s、3s和4s。

通常情況下，產(chǎn)品的安全性能對電子系統(tǒng)的依賴性越大，則對電子系統(tǒng)的可靠性要求就越高。例如，當電子系統(tǒng)故障造成的傷害風險極高時，該產(chǎn)品的電子電路可靠性也需要同等提高。相反，如果電子系統(tǒng)故障所關(guān)聯(lián)風險極低，產(chǎn)品的可靠性等級也或相應降低。對于電子線路，除了可編程邏輯元器件之外，根據(jù)UL 62841-1中的要求，可通過統(tǒng)計方法（例如，ISO 13849-1）進行可靠性分析。對于可編程邏輯/裝置及單片機的評估，使用IEC 60730（附錄H）， 以確保能夠?qū)ξ⒖刂破骱蛙浖M行適當評估。

3）草坪和園林工具

如前所述，UL 62841第4s部分包括草坪和園林工具，且要求其從傳統(tǒng)標準進行換版。目前的覆蓋范圍詳情如下：

UL 82：剪草機，打草機，修邊機，松土機，碎枝機，高枝鋸，長桿綠籬機等。

UL 1447：割草機。

UL 60745-2-13和UL 1662（UL 1662將于2018年5月15日被撤銷）：各種鏈鋸。

UL 60745-2-15：綠籬機和長桿綠籬機。

隨著UL 62841的采納和公布，第4-1部分將包括無繩頂部手柄鏈鋸（僅美國）以及無繩修枝鋸的國家差異。第4-2部分將涵蓋綠籬機和長桿綠籬機，從UL 60745-2-15中轉(zhuǎn)換過來。根據(jù)UL 62841-4-2的最新規(guī)定，只有當從刀片控制裝置和刀刃之間的距離大于或者等于1 000 mm時，才屬于長桿綠籬機標準。此外，增加了其他的刀片類型。產(chǎn)品的分類通過刀片類型、手柄數(shù)量、帶有刀片控制裝置的手柄數(shù)量以及刀片剎車時間的不同組合進行定義，對于每一種更高級的類型，均要求更高的安全標準等級。

5 結(jié)語

對于電動工具制造商、經(jīng)銷商和第三方檢驗認證機構(gòu)，應密切關(guān)注新標準的技術(shù)差異，同時關(guān)注全球不同國家和地區(qū)對該標準的采標情況，及早做好工藝改進的準備以及產(chǎn)品認證的前期調(diào)研，了解國際市場準入制度因為技術(shù)標準變化帶來的變動，未雨綢繆，避免陷入被動局面，造成不必要的經(jīng)濟損失。

New Changes in UL62841 Series Safety Standards

Li Bingkun
(Suzhou UL-CCIC Co., Ltd., Suzhou 215122, China)

According to the latest requirements of UL, the difference and important changes between UL60745 and UL62841 was introduced, especially focusing on the safety requirements and certification of lithium-ion batteries and lithium-ion battery pack.

Standards; Certification; Electric Tools; Gardening Tools; Lithium-ion Batteries

TM930.12

A

1674-2796（2017）02-0018-04

2017-01-07

李炳坤（1981—），男，大學本科，工程師，主要從事電動工具、園林工具和家電產(chǎn)品的檢測與認證工作。