基于GB 42296-2022的電動自行車用充電器安全質量風險探究

朱乃榕

（福建省產品質量檢驗研究院 福建 350002）

引言

GB 42296-2022《電動自行車用充電器安全技術要求》已由國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會于2022年12月29日發布并于2023年7月1日實施。

作為新出臺的專項產品強制性國家標準，解決以往電動自行車用充電器任意采用GB 4706.1《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》、GB 4706.18《家用和類似用途電器的安全 電池充電器的特殊要求》、GB/T 36944《電動自行車用充電器技術要求》、QB/T 2947.1《電動自行車用蓄電池及充電器 第1部分：密封鉛酸蓄電池及充電器》、QB/T 2947.2《電動自行車用蓄電池及充電器 第2部分：金屬氫化物鎳蓄電池及充電器》、QB/T 2947.3《電動自行車用蓄電池及充電器 第3部分：鋰離子蓄電池及充電器》、T/TCDZ 0001《電動自行車用蓄電池充電器》等標準的混亂局面，徹底將電動自行車用充電器的安全技術要求統一和規范化。

GB 42296-2022較以上標準，在機械安全和結構、標志、警示語和說明書等技術要求均有顯著提高。筆者基于GB 42296-2022探究解析電動自行車用充電器常見的安全質量風險，旨在協助同行業者盡快掌握新標準要求。

1 機械安全和結構常見不合格項目解析

1.1 保護阻抗

保護阻抗作為限制絕緣漏電流的防電擊保護設計，應至少由兩個單獨的元件構成，其阻抗在器具壽命期間不能有明顯改變。符合GB 4943.1-2022《音視頻、信息技術和通信技術設備 第1部分：安全要求》中5.5.6條款的電阻器和符合GB/T 6346.14-2015的Y級電容器被認為是具有足夠的穩定性能。若未使用符合性元件，必須承受任意一個元件短路或開路的單一故障條件，同時不得有超過GB 4706.1中8.1.4條款規定的值。

GB 42296-2022常見保護阻抗項目不合格情況：使用保護阻抗，元件數量少于2個，見圖1。保護阻抗的元件數量不足，在單一故障條件下無法限制絕緣漏電流，會導致次級電路可觸及的導電部件出現觸電風險。

圖1 保護阻抗的元件數量少于2個

整改對策：在EMI余量允許條件下，可考慮取消保護阻抗設計；否則應至少使用2個元件串聯。

1.2 內部布線

內部布線通路應光滑且無銳利棱邊。布線保護措施應使其不與能引起絕緣損壞的毛刺、冷卻翅片或類似的物件接觸。套管作為內部布線附加絕緣使用時，應采用可靠方式保持在位。

GB 42296-2022常見內部布線項目不合格情況：內部布線（例如風扇電源線）無附加套管，觸碰尖銳部件（例如元件引腳、散熱片等），見圖2。內部布線絕緣厚度或層數不足，在長期磨損后會破壞造成短路，會導致次級電路可觸及的導電部件出現觸電風險。

整改對策：內部布線添加附加套管并規范布線固定位置。

1.3 電氣間隙和爬電距離

電氣間隙和爬電距離涉及3類防觸電安全防護的絕緣類別：基本絕緣、附加絕緣和加強絕緣。3種絕緣類別在電動自行車用充電器內所處位置相對固定。

基本絕緣：金屬外殼接地的I類充電器的危險帶電部件到可觸及的接觸金屬部件。

附加絕緣：①塑料外殼的II類充電器的危險帶電部件到塑料外殼的內壁如果滿足基本絕緣，則塑料外殼厚度應滿足附加絕緣；②II類充電器的輸出插頭的導電部件可觸及（與次級電路相連），如果有兩個Y電容串聯跨接在充電器的初級電路和次級電路之間，則其中一個Y電容跨接在基本絕緣，另一個Y電容跨接在附加絕緣。

加強絕緣：①金屬外殼不接地的I類充電器的危險帶電部件到可觸及的不接地金屬部件；②II類充電器的危險帶電部件到可觸及塑料外殼邊縫及開孔；③II類充電器的危險帶電部件到塑料外殼可觸及金屬螺釘；④如果輸出插頭有可觸及的導電部件，跨接在初次級電路之間的零部件（例如變壓器、光電耦合器等）。

GB 42296-2022常見電氣間隙和爬電距離項目不合格情況：電氣間隙和爬電距離不達標，見圖3。絕緣分隔距離不足，面對瞬態過電壓或長期積灰等不利情況時會形成短路，會導致次級電路可觸及的導電部件出現觸電風險。

圖3 電氣間隙和爬電距離不達標

整改對策：合理增加絕緣部的電氣間隙和爬電距離。印制板拉大初次級電路間距，內部布線增加套管，固定用螺釘遠離帶電部件，電路板帶電部件遠離外殼接縫或添加絕緣擋板。

1.4 熔斷器

電源輸入端應加裝獨立熔斷器。輸出端在線路板上與輸出導線之間也應加裝獨立熔斷器。輸出端熔斷器的標稱電流規格應不大于標稱額定輸出電流的三倍。熔斷器的規格應標在熔斷器的鄰近處或在說明書中提供一個明確的、包含有關說明的對照表，熔斷器的規格、參數（例如F1、F2等）應符合產品說明書或其他明示的規定。

GB 42296-2022常見熔斷器項目不合格情況：輸出端缺失獨立熔斷器，見圖4。輸入端熔斷器用于初級電路元件故障的過流防護，而輸出端熔斷器用于電池反灌至次級電路的過流防護。缺失熔斷器無法及時切斷故障回路，會出現過熱起火風險。

圖4 輸出端缺失熔斷器

整改對策：輸出端依據標稱額定輸出電流選擇合適的獨立熔斷器，若熔斷器鄰近處無法標識其位號和規格，在說明書中補充相關信息。

1.5 電源軟線及輸出線

電源軟線及輸出軟線應采用銅線，其規格應符合GB 4706.1中25.7的要求。低溫環境下使用的電池充電器，電源軟線規格不應低于普通氯丁橡膠護套軟線為GB/T 5013.1中的普通氯丁或其他相當的合成彈性體橡套軟線（60245IEC57）。其橫截面積不應小于表1標稱值。

表1 導線的最小橫截面積

GB 42296-2022常見電源軟線及輸出線項目不合格情況：電源軟線及輸出軟線的橫截面積不達標，多為0.5 mm2。橫截面積越小的線材，其等效阻抗越大，發熱越嚴重，會出現過熱起火風險，同時小線徑線材的機械強度低，抗拉扭性能弱，會出現絕緣破損導致觸電風險。

整改對策：電源軟線及輸出軟線依據標稱額定電流選擇合適橫截面積，至少為0.75 mm2。

1.6 防異物侵入

使用GB/T 4208中表6的附加字母C規定的試棒（見圖5），插入充電器開孔內，不得觸及帶電部件。附加字母表示對人接近危險部件的防護等級。C為防止工具接近，直徑2.5 mm，長100 mm的試具與危險部件應保持足夠的間隙。試驗用力為（3±0.3）N。

圖5 GB/T 4208中表6的附加字母C規定的試棒

GB 42296-2022常見防異物侵入項目不合格情況：試棒從風扇開孔處插入，觸及初級電路帶電部件，見圖6。電動自行車用充電器開孔尺寸過大，會使導電部件進入充電器內部，出現短路或觸電風險。

圖6 試棒從風扇開孔處插入，觸及初級電路帶電部件

1.7 輸出接口安全性

不同電池種類的充電器的輸出插頭插座系統不能互插。充電器對不適配的蓄電池組系統充電時，應無輸出。充電器與被充電電池組（系統）應有互認協同協議，先與被充電電池組（系統）互認協同，再確認蓄電池組的技術參數，例如電池種類、電壓、串數、電池容量等，確認匹配后啟動充電。

鉛酸蓄電池組充電器的輸出插頭插座封裝樣式應符合圖7，鋰離子蓄電池組充電器及其他蓄電池組充電器的輸出插頭插座封裝樣式應符合圖8。

圖7 鉛酸蓄電池組充電器輸出插頭插座封裝樣式

圖8 鋰離子蓄電池組充電器及其他蓄電池組充電器輸出插頭插座封裝樣式

GB 42296-2022常見輸出接口安全性項目不合格情況：輸出插頭插座封裝樣式不達標，見圖9。輸出插頭插座不規范，不同種類充電器和不同規格電池組混用互插，會使得電池組充電異常，出現過熱爆炸風險。

圖9 輸出插頭插座封裝樣式不達標

圖10 標志、警示語示例

整改對策：使用標準規定的輸出插頭插座封裝樣式，追加互認協同協議設計。

2 標志、警示語和說明書常見不合格項目解析

2.1 標志、警示語

在充電器醒目部位應清晰和永久性地標注可溯源的特征符號標志，如制造商或責任承銷商的名稱、商標、型號規格、制造日期或代碼等。如無其他規定，本文件要求的文字應使用規范簡體中文。充電器本體上明顯位置應標明下列內容，見圖1：

1）額定輸入電壓、額定頻率；

2）額定輸入電流；

3）額定輸出電壓和最高輸出電壓；

4）額定輸出電流；

5）制造商或責任承銷商的名稱、商標或識別標志；

6）充電器型號、適用于被充電的電池種類（例如鋰電池用充電器標明適用于三元鋰離子電池，或錳酸鋰電池，或磷酸鐵鋰電池等）；

8）輸出端子的極性（+，-）；

充電器本體上明顯位置應標明下列警示語：

10）禁止給不可再充電的電池充電；

11）充電過程中，嚴禁覆蓋。

2.2 說明書

說明書應隨充電器一起提供，以保證充電器能安全使用。使用說明書應包含如下內容：

1）規定充電器所能充電的電池類型、規格、電壓等級等；

2）指明充電器在充電過程中，電池應置于一個通風良好的地方；

3）對于I類充電器，指明充電器只允許插入帶接地的插座內；

4）對于自動充電器，介紹自動功能并指明任何限制；

5）如果在用戶的維護保養期間有必要采取預防措施，則應給出相應的詳細說明；

6）充電器不打算由有肢體、感官或精神能力缺陷或缺少使用經驗和知識的人（包括兒童）使用，除非有負責他們安全的人對他們進行與充電器使用有關的監督或指導；

7）應照看好兒童，確保他們不玩耍充電器；

8）在接通或斷開充電器與電池的連接前，先斷開電源；

9）打算在海拔高于2 000 m使用的器具，應對使用時的最大海拔做出聲明（例如僅適用于海拔5 000 m以下地區安全使用）。

標志、警示語和說明書常見不合格項目：充電器本體缺失相關標志及警示語信息，說明書缺失必要說明信息或隨機未附說明書。標志、警示語和說明書不合格意味著指示性安全防護不夠充分，無法為使用人員提供足夠的指示信息，錯誤使用會使電動自動車充電器及電池組發生意料之外的風險。

整改對策：按標準要求，如實將所有指示性安全防護信息（標志、警示語和說明書要求內容）標注在充電器本體以及說明書中。

3 結語

GB 42296-2022《電動自行車用充電器安全技術要求》作為強制性標準已發布和實施，根據目前各地市局級風險監測和抽檢結果顯示，未按新標準設計生產且流通于市面上、聲明執行標準為被取代的舊標準的電動自行車用充電器，安全質量風險不合格率接近100 %。

筆者建議，電動自行車用充電器制造商需盡快掌握GB 42296-2022標準要求，更改設計方案，完善安全防護措施。中國質量認證中心（CQC）已開展關于電動自行車用充電器的自愿性認證流程（產品類別：038004，認證規則：CQC11-464281-2023電動自行車用充電器認證規則），通過認證監管能更有效地保障產品安全質量。消費者選購產品時認準已獲證產品，進一步保障自身財產和生命安全。