国内外平衡车安全标准分析

陈 帆 徐 嵘* 杨左军 陈华平

（1.深圳海关工业品检测技术中心 广东深圳 518010；2.深圳市检验检疫科学研究院）

1 平衡车及其标准的发展

电动平衡车是集高新科技与绿色出行于一体的新兴产品，其运作原理建立在“动态稳定”的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统精确地驱动电机进行相应调整以保持系统的平衡。随着科技日新月异的发展及城市交通的智能化需求，电动平衡车产品凭借其简单易学、绿色环保、轻便高效等特点，一经面世便风靡美国、欧盟等国家和地区，国内市场也反响热烈。2001年，第一辆电动平衡车产品由美国赛格威公司发布。2008年，平衡车产品开始进入中国，随着我国能源、环境、交通等方面越来越受到重视，电动平衡车产业的研发逐渐向短途出行、安全防护、智能应用等方面侧重。作为新兴行业，其正引发新一轮短途出行领域的科技革命，在短短几年时间内，我国电动平衡车产业已具备较大规模，占据全球平衡车产业的90%，并形成了完整的电动平衡车的产业链，完整的覆盖了整车、控制板、电机、结构构件、传感器等所有零部件，出口市场空前繁荣。

自2015年10月以来，我国出口电动平衡车因质量、专利等原因被多国禁止进口、下架、召回。2015年12月，亚马逊公司以产品涉嫌专利侵权与质量问题为由，单方面强行下架了中国企业在亚马逊网站上出售的全部电动平衡车产品，并冻结账户资金。此后，一些发达国家也陆续推出新贸易技术措施。2016年2月，美国消费品安全委员会（CPSC）要求在美国本土所生产、进口、销售的平衡车必须要符合最新的安全标准（包括UL 2272:2016[1]、UL 2271:2016）[2]，同时，所有平衡车电池必须符合 UN38.3 认证要求。2016年7月，澳大利亚竞争与消费者安全委员会(ACCC)发布《自平衡车强制安全标准》。在产品未取得认证的情况下，大多数企业不敢批量生产，致使整个行业发展缓慢。因此，原国家质检总局就此类出口产品质量安全风险监测结果，连续发布了《关于出口电动平衡车存在安全隐患的风险警示通告》和《关于美国发布电动平衡车有关安全要求的风险警示通告》，提醒有关企业关注风险。

为应对国外贸易壁垒，我国政府和企业加快推进电动平衡车国家标准、行业标准、地方标准、企业标准的制订。2016年9月，广东省质量技术监督局批准发布平衡车广东省地方标准DB44/T 1884—2016 《电动两轮平衡车通用技术条件》[3]；2016年12月，广东产品质量监督检验研究院、阿里巴巴有限公司等单位起草了企业标准Alibaba 00003—2016《电动平衡车通用技术条件》[4]；2017年3月，京东联合中国质量认证中心（CQC）发布了平衡车企业标准CQC 1125—2016《电动平衡车安全技术规范》[5]。2017年10月国家质检总局联合国家标准化管理委员会发布了2项电电动平衡车国家标准GB/T 34667—2017 《电动平衡车通用技术条件》[6]和GB/T 34668—2017《电动平衡车安全要求及测试方法》[7]。这2 项国家标准的出台从国家层面填补了我国对电动平衡车安全统一要求的空白。

2018年4月，国际电工组织IEC 发布平衡车电气安全检测新标准IEC 60335-2-114:2018《使用碱性或其他非酸性电解质电池的自平衡个人运输装置的安全要求》[8]。至此，UL和IEC这2个当前国际上最有影响力的标准体系均已发布了平衡车的安全标准，标志着平衡车的标准化进入了全新的阶段。

2 国内外标准体系及标准结构的对比

欧美等发达国家（地区）凭借技术法规、标准、认证体系对市场准入设置了极为严格的条件，技术贸易壁垒已成为我国平衡车产品出口的主要绊脚石。要破解这一贸易壁垒，就必须学习和运用好相关的技术要求，欧美在平衡车标准的技术要求上是完全不同的，对我国平衡车设计研发、检测认证带来了巨大的不利影响。

平衡车的国际标准为IEC 60335-2-114:2018，该标准由国际电工委员会IEC 下属负责家用和类似用途电器安全标准的TC61 技术委员会制订。IEC 60335 标准分成2部分，第1部分是通用标准，第2部分是特殊标准。IEC 60335-2-114:2018 就是特殊标准，是结合平衡车产品本身的特点对通用标准的修改和补充，该标准是平衡车出口欧洲检验认证的依据。IEC 标准对具体产品的特殊安全要求需要和通用安全要求结合在一起使用，通用标准IEC 60335-1:2016[9]结构比较复杂，其按照可能影响产品安全性能的各个方面，就结构需达到的要求和验证用的测试方法合并加以阐述，对器具防触电保护的设计要求较高，即对材料和结构的电气绝缘性能、电气间隙的规定较严格。其特殊标准IEC 60335-2-114:2018 针对平衡车的产品特点进行了添加、修改或替换，主要涉及了防水等级的要求、说明书的要求、温升测试的条件、浸水试验、非正常工作、机械强度试验、充电器和电池的安全认证标准等。

平衡车的美国标准为UL 2272:2016。UL 标准是一种产品一个标准，UL 2272:2016 标准结构在先、性能测试方法在后，结构和零部件是保证安全的关键，而试验结果是验证结构的设计和零部件的选用是否合理的依据。UL 2272:2016 标准结构比较简单清晰，包含了结构要求、电气测试、机械测试、环境测试和标签要求。其中结构要求对平衡车的关键部件提出了所需要满足的条件，包括非金属材料、充电器、电池等需要管控的关键元器件；电气测试涉及了电池的过充、过放和短路及温升测试、不平衡充电、耐压测试、绝缘电阻测试等要求；机械测试涉及了振动、冲击、挤压、跌落、应力消除、电机堵转、电机过载、电线的应力测试等；环境测试涉及了防水、浸水、热循环、标签耐久测试等。UL 2272:2016 的特色在于其包含了生产和流水线测试要求，规定了工厂生产线上的产品应100%接受耐压、绝缘电阻及接地电阻的测试。另外，UL 2272:2016 还规定了测试顺序和测试样品数要求，这是很多安全标准所没有的内容。

我国的平衡车标准包含GB/T34667—2017 和GB/T34668—2017 2部分，其中，GB/T34667—2017 是通用技术条件，涵盖了主要技术性能要求、功能及组件要求、环境适应性要求、耐久性要求、装配和质量要求、标志、说明、包装、运输和储存要求，并规定了以上性能要求的试验方法及样品数量要求。该标准跳出了国外标准仅涉及安全的局限，从更广泛的功能性要求入手来规范平衡车行业的设计制造，在国内外平衡车标准方面是独创，UL 2272:2016 和IEC 60335-2-114:2018 均未涉及相关要求。另一部分是GB/T 34668—2017 平衡车的安全要求及测试方法，它的结构为一般安全要求、电气安全、机械安全、环境可靠性、测试方法、标志和说明。其结构和安全要求均与UL 2272:2016 比较相似，但是，GB/T 34668—2017 独特的地方在于其安全保护功能方面有很多其他标准没有的项目，例如，超速保护、低电量保护、驻坡能力及保护、失稳保护、能量回收过充电保护、单节电池欠压报警限速、充电锁止、防飞转保护等；在机械安全方面也有其他标准未涉及的项目，如静态强度、动态强度、把手强度、鞍座强度等试验。

3 国内外标准的安全要求对比

由于IEC 标准是通用标准+特殊标准的标准体系，结构更为复杂，而UL 2272:2016 标准和GB/T 34668—2017 标准则是独立的产品标准，更贴近平衡车产品的特点，因此，以UL 2272:2016 为基准，通过对检验项目的梳理来探讨各标准的特点与侧重。各标准的检测项目详见表1。

表1 检验项目对比表

3.1 平衡车各组成部分的安全要求

平衡车从结构上来看，是由外壳、连接器、熔断器、电池、电机、电子电路、非金属材料、金属材料等构成。从对组成部件的要求上来看，UL 2272:2016、GB/T 34668—2017 及 IEC 60335-2-114:2018 分别引用了各标准体系中元器件的标准，只是具体要求和测试方法会有所不同。

非金属材料方面，UL 2272:2016 不仅要求塑料部件的材料要符合 UL 94[10]、UL 746B[11]、UL 746C[12]的要求，还对热力老化、抗紫外线、水暴露和浸泡及耐腐蚀性作出了要求。GB/T 34668—2017 则是对非金属外壳、线路板、接插件等提出了可燃性等级的要求。相对应的，IEC 60335-2-114:2018 的适用性条款是第30 章，涉及球压试验、灼热丝试验及印刷电路板的针焰试验。

在灯和灯座方面，从使用者替换灯泡的安全性角度考虑，UL2272:2016 要求灯应标明功率，并在说明书上标明需要替换灯泡的功率和型号。IEC60335-2-114:2018 只有一条,对E10 灯座及相配合的灯头的要求，而GB/T 34668—2017 对车灯未作出要求。

在接地措施方面，UL 2272:2016 和IEC 60335-2-114:2018均有保护接地的要求，而GB/T 34668—2017 则无保护接地的要求。

3.2 平衡车车体的安全要求

在电气间隙和电气隔离要求方面，UL 2272:2016要求进行耐压测试和绝缘阻抗测试，GB/T 34668—2017 的耐压测试要求与UL 2272:2016 是一致的，但是对绝缘阻抗未作要求，IEC 60335-2-114:2018 的耐压要求与UL 2272:2016 在试验电压上有所不同，对绝缘阻抗也未作要求。

在机械强度方面，UL 2272:2016 提出了振动测试、冲击测试、挤压测试、跌落测试及外壳的应力消除测试要求，GB/T 34668—2017 除了挤压测试未涉及外，其他机械测试都有作出规定。IEC 60335-2-114:2018 未涉及冲击测试、挤压测试和外壳的应力消除测试，该标准除了振动和跌落的测试要求外，还提出了一些UL 2272:2016 和 GB/T 34668—2017 未涉及的机械测试，如踏板的超负荷测试、额外电池的固定测试和额外电池的机械强度测试等。另外，GB/T 34668—2017 在机械安全方面的静态强度、动态强度、把手强度、鞍座强度测试是其他标准未涉及的项目。

安全保护功能方面，GB/T 34668—2017 对平衡车的超速保护、低电量保护、驻坡能力及保护、失稳保护、能量回收过充电保护、单节电池欠压报警限速、充电锁止、防飞转保护等做出了要求，而UL 2272:2016 和 IEC 60335-2-114:2018 均未涉及。

3.3 平衡车与电池组合的安全要求

电池的随机试验方面，UL 2272:2016 针对平衡车的充电控制电路及电池在使用过程中可能存在的问题而提出了过充电测试、过放电测试和短路测试，GB/T 34668—2017 标准只有短路安全测试，而IEC 60335-2-114:2018 则无相关测试，但该标准在其规范性附录(附录B 由充电电池供电的器具)中有项持续充电168 h 的测试要求。

平衡车及电池承受温度冲击方面，UL 2272:2016要求进行热循环试验，为测试平衡车暴露在快速变化的环境中的承受能力而进行的温度快速变化的循环试验，GB/T 34668—2017 也要求进行温度冲击试验，测试要求和UL 2272:2016 相同。IEC 60335-2-114:2018 则无相关要求。

3.4 平衡车、电池、充电器组合的安全要求

在评估平衡车、电池、充电器组合的安全性方面，UL 2272:2016 制订了温升测试和不平衡充电测试 ，GB/T 34668—2017 和 IEC 60335-2-114:2018则是都有温升测试，没有不平衡充电的测试要求。

4 国内外标准对关键元器件的要求对比

上文提到了平衡车各组成部分的安全要求，除了灯和接地要求有些不同外，对其他关键元器件都有做出要求，其中大部分是规定了应符合的相关元器件标准。由于标准体系的不同，所以引用的元器件标准都不相同，具体情况见表2。

表2 关键元器件/材料的检测依据

其中，对电池、充电器、熔断器、主控板、电池保护电路板的认证要求，分别引用了各自标准体系中对应的元器件标准。

对于电机，由于都有电机堵转、电机过载的随机测试，所以，除了GB/T 34668—2017 规定要求有依据 GB/T 12350 的认证外，UL 2272:2016 则是要求有依据UL 1004-1 的认证或随机测试，IEC 60335-2-114:2018 则是只要求随机测试。

对于外壳，由于UL 对于绝缘材料的认证相当成熟，所以，UL 2272:2016 要求外壳的材料有依据UL 94、UL 746B、UL 746C 的认 证，GB/T 34668—2017 要求有依据 GB/T 5169.16、GB 4943.1 附录 A.2 的认证，但实际上这2 项标准都是外壳耐燃等级的测试要求，因此，GB/T 34668—2017 其实和IEC 60335-2-114:2018 一样，要求外壳进行随机测试。

对于开关，GB/T 34668—2017 要求有依据GB/T 15092.1 的认证，IEC 60335-2-114:2018 要求有依据 IEC 61058-1 的安全认证，而 UL 2272:2016 则未对开关作出认证要求。

对于外部端子/连接器，UL 2272:2016 要求有依据 UL 486A/UL486B 的认证，GB/T 34668—2017 和IEC 60335-2-114:2018 都是要求随机测试即可。

5 总结

综上所述，IEC 标准与UL 标准及我国的GB/T标准在标准体系、标准结构、安全要求与测试要求、对关键元器件的认证要求上都有较大的不同，但是它们在涉及安全的原理上是相同的，对于平衡车制造企业来说，充分理解各个标准的差异，将有利于产品的设计、开发、检验、认证，在突破国外贸易壁垒上少走弯路。

另外，这些标准也有各自的特色。IEC 的特殊标准沿用了通用标准的结构，增加了一些平衡车特有的安全要求及试验，虽然针对性还是略显不足，但标准更新更为方便。UL 标准是完全针对平衡车产品量身定制的标准，极具个性化，结构也比较简单、清晰，还规定了生产和流水线测试要求及测试顺序和测试样品数要求。我国的GB/T 平衡车标准在结构和要求上更接近美国的UL 标准，标准的结构要更复杂一些，内容也更加丰富，除了安全要求，还提出了主要技术性能要求、功能及组件要求、环境适应性要求、耐久性要求、装配和质量要求、运输和储存要求等，并规定了以上性能要求的试验方法及样品数量要求。在安全保护功能方面也有很多其他标准没有的项目，如超速保护、低电量保护、驻坡能力及保护、失稳保护、能量回收过充电保护、单节电池欠压报警限速、充电锁止、防飞转保护等，以及在机械安全方面独有的静态强度、动态强度、把手强度、鞍座强度等试验。这些功能、性能要求将有利于我国平衡车制造企业统一功能、性能指标，解决我国平衡车产品质量参差不齐的问题，抑制粗制滥造，提高产品质量，提升整个平衡车行业的竞争力。