UL62841系列安全标准新变化

李炳坤

( 苏州UL美华认证有限公司，江苏 苏州 215122 )

UL62841系列安全标准新变化

李炳坤

( 苏州UL美华认证有限公司，江苏 苏州 215122 )

基于UL系列标准的最新要求，介绍UL60745的替代标准UL62841带来的区别及重要变化，重点针对锂电池以及锂电池包的安全要求与认证。

标准；认证；电动工具；园林工具；锂电池

0 引言

在UL手持式电动工具标准的转换工作过程中，传统的UL 60745系列标准将由全新的UL 62841系列所替代，转换所涉及的方面并不仅限于改变标准编号，除更新了电池和电池充电器技术（尤其是锂电池）的指导部分，在电子线路的功能安全可靠性性、新的标识要求和电动工具其他新技术外，较为明显的变化是UL 60745-1《手持式电动工具的安全 第1部分：一般要求》和UL 62841-1《手持式、可移式电动工具和园林工具的安全 第1部分：通用要求》之间在范围上存在的差异。特别是在UL 62841-1标准的范围中增加了可移动式工具以及草坪和园林工具，并计划统一认证。本文主要介绍UL 62841-1标准中出现的重要变化和要求。

1 基本情况

1.1 UL 60745

手持式电动工具的传统标准UL 60745-1已在2007年7月31日发布第4版。该标准是美国采用的同名IEC工具标准。该标准由美国国家标准学会（ANSI）认可的自愿、共识决策程序管理。共识决策程序由UL标准技术小组（STP）负责，该技术小组由20个代表不同利益群体的人员组成。标准技术小组（STP）负责提供有关修改和维护标准的建议，通过审查和投票提议（包括由他人引起的）将其采纳作为ANSI/UL工具标准的一部分。作为STP流程的一部分，除了审查和/或评论以外，任何人都可提出有关修订该标准的建议。

UL 60745-1是标准系列的第1部分，包括对所有手持式电动工具的通用要求。标准第1部分由规范性引用文件、术语、定义、标志、使用说明书要求、机械结构要求和具体测试要求组成。附录K包括对电池工具和电池组的要求。附件L涵盖了带电源接头或连接到非隔离式源的电池工具和电池组。与此相关的第2s部分共涵盖20种不同类型的手持式工具，其中包括这些工具的特定要求。第2s部分内容是对第1部分中主要部分和适用附件要求的采纳、补充或修正。由于UL 60745以IEC标准为基础，在第一部分通用要求和相关第2s部分特殊要求都有包含UL标准与IEC标准的差异。

1.2 UL 62841

UL 62841-1标准于2015年2月20日发布第1版， 涵盖了手持式工具、可移动式工具以及草坪园林工具。与UL 60745-1相同，该标准也是基于IEC标准，按照标准制定的程序，针对美国市场做了相应的调整和修订。与60745-1相比，UL 62841-1反映的是显著变化和新要求。UL 60745-1中的范围只涉及与所有适用于第2s部分相关的手持式工具。UL 62841-1中的范围不仅包括第2s部分涉及的手持工具，还包括第3s部分涉及的可移动式工具以及第4s部分涉及的草坪和园林工具。扩充范围同时也影响超出本文所讨论的其他传统UL标准。

这种与第2s、3s和4s部分相关的从UL 60745到UL 62841的转变，将在未来几年内分成不同的阶段，各个适用部分逐步进行。

该标准变化最初可能对有关产品设计的制造商有显著影响，但将来他们能够使用同一款设计来满足全球市场要求（在基础结构限制内，包括电源电压/频率）。这也将解决目前为了满足北美标准要求而需要对已经满足欧洲要求的产品进行重新设计的现状。

1.3 差异

UL 60745-1与UL 62841-1之间的差异如下：

•通用标识和说明；

•光源设备的标记或测试；

•电压恢复要求。例如：对于台锯，若电源断电，电源开关仍停留在打开状态，则电源恢复后，台锯不会意外启动；

•锁止装置的耐用性；

•相关标识变化。

2 锂电池

从UL 60745-1到UL 62841-1显著的变化是关于锂离子电池和充电系统的新要求。目前，锂离子电池必须符合UL 62133《含碱性或非酸性电解液的单体蓄电池和电池组和便携式密封单体蓄电池及电池组的安全要求》或IEC标准，这些标准实质上属于相同标准。这包括锂电池系统在正常充电过程中，电芯的各项参数必须在其额定的操作区间之内。

虽然工具将作为包含有工具、电池组和电池充电器的完整系统进行评估，但这也是UL 62841-1新的关键要求。这意味着充电器制造商和工具制造商都必须遵守相同的锂电池系统新要求。

电芯的额定工作区间由电芯厂家根据UL 62133或者IEC标准指定。当测试和评估锂电池工具时，必须了解指定操作区域的电压和充电电流，并确保不超过其规定值，甚至是当工具（包括电池组）或充电器处于故障状态时。一些额外要求包括：锂电池外壳压力测试，以确保当电池芯泄压时电池包外壳不会破裂。此外还有在工具和电池包上进行的机械强度测试，确保在跌落测试后，电池包：

a)开路电压不得低于测试前的90%，

b)符合正常放电和充电测试规范，且

c)不对电池排气口造成损伤。

锂离子充电系统也必须在元器件故障状态下进行测试。充电过程中，当充电系统（包括电池和充电器，有时可能是在工具中）中的零部件出现故障时，电芯不得超过充电上限电压150 mV。一旦超过，该充电系统必须不能再充电并永久性无法恢复。针对这个新要求，制造商们可能需要重新设计锂电池充电系统，以满足新的要求。

构成该电池系统的组件和电子电路被认为是维持安全性能的关键元器件。例如，若将电池包里的电池芯从一个制造商变成另一个电池芯制造商，这个电池芯可能根据UL 62133的测试具有不同的额定操作区间。诸如此类情况，若电池参数不同，则需要对电池包和充电器组合进行重新测试，以确保仍符合有关电池系统的安全要求。这是对整个工具充电系统的评估，单独测试电池包和充电器都是不充分的。

3 锂电池包

UL锂电池系统新标准UL 2595，即锂电池包的安全认证，涵盖了电池供电类产品所使用的可拆卸或分离式锂电池包。此类别提供了电池包结构上的供应链控制，从而针对使用这些电池包的终端产品（工具和其他设备）提供追溯。该类别所涵盖的电池组计划与最终产品一起使用，因此整个系统包括靠电池供电的设备、锂电池组和电池充电器。电池组必须标有制造商名称/商标名/商标和型号/目录编号/系列标识（或等效标识），并且必须标有：“仅用于____充电器”。

通过这些标记辨别特定的充电器，与电池充电系统匹配使用或者除了按照型号引用至少一个充电器之外，也可使用“详见附加充电器说明书”（或等效）这一声明。这个产品类别所涵盖的锂电池组可作为列名产品（电池包带有UL标志）或作为工具整机的一个部件（电池包没有独立UL标志）。

4 充电器

UL锂电池系统新标准UL 2595同样用于锂电池组充电的充电器安全认证，涵盖充电系统中的充电器，整个系统由锂电池组和电池充电器一起组成。该类别涵盖有电池充电器单元，提供了电池充电器结构上的供应链控制，从而针对使用这些电池组的终端产品（工具和其他设备）提供追溯。为取得该类别的认证，充电器须符合相关充电器标准(UL 1012，UL 1310，或UL 60950-1)和最终产品标准(UL 62841-1(附录K)或UL 2595中对充电系统的要求。

1）新的更高电池电压

电池操作的工具和电池组的最大额定电压为75 V d.c.，目前一份将该电压提升至250 V d.c.的提案正在接受审批。2016年7月1日UL发布了针对UL 2595的UL认证要求决议（CRD），提出了更高的电压提升建议。与额定电压提案相关的更新如下：

•泄露电流测量

•安全标志

•潮态测试

•环境（IPX）测试以及

•电气间隙和爬电距离的修订

预计该方案将会送至STP以修订UL 62841-1（附录K）以及UL 2595。该提案可能发生变化，目前还不能应用于UL 62841-1的认证。

2）功能安全概述、状态及影响

针对功能安全， 根据UL 60745的要求，唯一选项是单点失效的容错设计。根据UL 62841-1的最新要求，允许对提供关键安全功能（SCF）的电路进行备选的安全评估方案。

关键安全功能SCF定义如下：如果标准要求产品必须具备某项功能，当这个功能失效时会使用户暴露于风险，且该风险已经超出了本标准在异常情况下所允许的风险范围， 那么这项功能就属于SCF。

提供SCF的电路可靠性必须进行评估，保证即使在预期环境中暴露于电磁环境压力下，也不会轻易损失SCF。所有的SCF电路均应接受抗扰度测试，包括双通道设计（例如，单容错）。

双通道设计抗扰度测试的基本原理：电路的两个通道均应同时受到抗干扰度测试的影响，且可能导致提供该功能的电路故障。SCF，电路的失效模式以及安全等级参见最终产品标准。典型的SCF和最低性能等级（PL）参见已出版或待出版UL 62841-1的适用部分2s、3s和4s。

通常情况下，产品的安全性能对电子系统的依赖性越大，则对电子系统的可靠性要求就越高。例如，当电子系统故障造成的伤害风险极高时，该产品的电子电路可靠性也需要同等提高。相反，如果电子系统故障所关联风险极低，产品的可靠性等级也或相应降低。对于电子线路，除了可编程逻辑元器件之外，根据UL 62841-1中的要求，可通过统计方法（例如，ISO 13849-1）进行可靠性分析。对于可编程逻辑/装置及单片机的评估，使用IEC 60730（附录H）， 以确保能够对微控制器和软件进行适当评估。

3）草坪和园林工具

如前所述，UL 62841第4s部分包括草坪和园林工具，且要求其从传统标准进行换版。目前的覆盖范围详情如下：

UL 82：剪草机，打草机，修边机，松土机，碎枝机，高枝锯，长杆绿篱机等。

UL 1447：割草机。

UL 60745-2-13和UL 1662（UL 1662将于2018年5月15日被撤销）：各种链锯。

UL 60745-2-15：绿篱机和长杆绿篱机。

随着UL 62841的采纳和公布，第4-1部分将包括无绳顶部手柄链锯（仅美国）以及无绳修枝锯的国家差异。第4-2部分将涵盖绿篱机和长杆绿篱机，从UL 60745-2-15中转换过来。根据UL 62841-4-2的最新规定，只有当从刀片控制装置和刀刃之间的距离大于或者等于1 000 mm时，才属于长杆绿篱机标准。此外，增加了其他的刀片类型。产品的分类通过刀片类型、手柄数量、带有刀片控制装置的手柄数量以及刀片刹车时间的不同组合进行定义，对于每一种更高级的类型，均要求更高的安全标准等级。

5 结语

对于电动工具制造商、经销商和第三方检验认证机构，应密切关注新标准的技术差异，同时关注全球不同国家和地区对该标准的采标情况，及早做好工艺改进的准备以及产品认证的前期调研，了解国际市场准入制度因为技术标准变化带来的变动，未雨绸缪，避免陷入被动局面，造成不必要的经济损失。

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，大学本科，工程师，主要从事电动工具、园林工具和家电产品的检测与认证工作。