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| 标准编号 | GB/T 34668-2017 (GB/T34668-2017) | | 中文名称 | 电动平衡车安全要求及测试方法 | | 英文名称 | Safety requirements and test methods for electrical self-balancing vehicles | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J28 | | 国际标准分类 | 25.040.30 | | 字数估计 | 22,20 | | 发布日期 | 2017-10-14 | | 实施日期 | 2018-01-01 | | 起草单位 | 纳恩博(北京)科技有限公司、北京机械工业自动化研究所、北京航空航天大学、上海新世纪机器人有限公司、江苏中科院智能科学技术应用研究院、机械工业北京电工技术经济研究所、上海电器科学研究所(集团)有限公司、苏州UL美华认证有限公司、上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、国家轻型电动车及电池产品质量监督检验中心(无锡市产品质量监督检验院)、中国质量认证中心、中国电子技术标准化研究院、深圳乐行天下科技有限公司、上海市质量监督检验技术研究院、广东产品质量监督检验研究院、福建飞毛腿动力科技有限公司、中科院重庆绿色智能 | | 归口单位 | 全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC 159) | | 提出机构 | 中国机械工业联合会 | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 34668-2017
Safety requirements and test methods for electrical self-balancing vehicles
ICS 25.040.30
J28
中华人民共和国国家标准
电动平衡车安全要求及测试方法
2017-10-14发布
2018-01-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 测试条件 3
5 一般安全要求 3
6 电气安全 5
7 机械安全 6
8 环境可靠性 7
9 测试方法 8
10 标志和说明 15
附录A(资料性附录) 保护电路和安全分析 17
参考文献 18
前言
本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由中国机械工业联合会提出。
本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。
本标准起草单位:纳恩博(北京)科技有限公司、北京机械工业自动化研究所、北京航空航天大学、上
海新世纪机器人有限公司、江苏中科院智能科学技术应用研究院、机械工业北京电工技术经济研究所、
上海电器科学研究所(集团)有限公司、苏州UL美华认证有限公司、上海机动车检测认证技术研究中心
有限公司、国家轻型电动车及电池产品质量监督检验中心(无锡市产品质量监督检验院)、中国质量认证
中心、中国电子技术标准化研究院、深圳乐行天下科技有限公司、上海市质量监督检验技术研究院、广东
产品质量监督检验研究院、福建飞毛腿动力科技有限公司、中科院重庆绿色智能技术研究院、深圳市标
准技术研究院、东莞市联鼎电子科技有限公司、浙江大学、浙江省检验检疫科学技术研究院、阿里巴巴
(中国)有限公司、北京京东世纪贸易有限公司。
本标准主要起草人:王田苗、王野、杨书评、陈中元、杜超、王建宽、马炘、黎晓东、卢琛钰、郑军奇、
乐艳飞、童晓敏、叶险、夏晶、何鹏林、蔡优飞、刘胡炜、何龙平、刘永明、何国田、杨舸、戴汉齐、朱凌、
冯晖、刘颖、李沙。
电动平衡车安全要求及测试方法
1 范围
本标准规定了电动平衡车的术语和定义、测试条件、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。
本标准适用于以蓄电池为动力能源的电动平衡车。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2423.22-2012 环境试验 第2部分:试验方法 试验N:温度变化
GB 3565-2005 自行车安全要求
GB/T 4208-2017 外壳防护等级(IP代码)
GB 4943.1-2011 信息技术设备 安全 第1部分:通用要求
GB/T 5169.16-2008 电工电子产品起火危险试验 第16部分:试验火焰 50W 水平与垂直火
焰试验方法
GB/T 12350-2009 小功率电动机的安全要求
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电动平衡车 electricalself-balancingvehicle
一种基于倒立摆模型和静不稳定原理,配备有可充电的电驱动系统,以自主或人工操控模式来保持
动态平衡的轮式载人移动平台。
注:电动平衡车简称平衡车。
3.2
安全告警 safetyalarm
电动平衡车检测到内部故障(例如,电池电压异常、平衡控制单元故障)或者危险驾驶动作、或者机
体工作异常等状况时,向用户发出明确可被用户注意的报警。
3.3
当电动平衡车检测到车辆超速、低电量行驶或过载行驶等状况时,平衡车脚踏板前端自动向上翘起
以限制用户在超速、低电量行驶或过载行驶等情况下继续行驶以保护用户安全的功能。
3.4
外壳 enclosure
具有3.5、3.6、3.7或3.8所规定的一种或多种功能的设备的一个部件。
注:一种类型的外壳可以在另一种类型的外壳里面(例如,电气防护外壳在防火防护外壳里面,或防火防护外壳在
电气防护外壳里面)。另外,一种外壳可以提供多种类型外壳的功能(例如,兼有电气防护外壳和防火防护外
壳的功能)。
注:改写GB 4943.1-2011,定义1.2.6.1。
3.5
防火防护外壳 fireenclosure
用来使设备内发生的着火或火焰的蔓延减小到最低限度的设备部件。
[GB 4943.1-2011,定义1.2.6.2]
3.6
机械防护外壳 mechanicalenclosure
用来减小有机械危险和其他物理危险造成伤害的危险的设备部件。
[GB 4943.1-2011,定义1.2.6.3]
3.7
电气防护外壳 electricalenclosure
用来限制接触可能带危险电压或危险能量水平的零部件的设备部件。
注:改写GB 4943.1-2011,定义1.2.6.4。
3.8
用来限制设备外部环境物质进入设备而损坏内部零部件或产生危险的设备部件。
3.9
装饰件 decorativepart
位于外壳外部不起安全防护作用的设备零部件。
[GB 4943.1-2011,定义1.2.6.5]
3.10
失稳 crash
当电动平衡车被驾驶时,平衡车姿态或速度发生明显的改变以至于车辆无法继续主动维持平衡的
一种状态。
3.11
漏液 electrolyteleakage
可见的液体电解质的漏出。
[GB/T 28164-2011,定义1.3.9]
3.12
制造商规定的电池或电池组能承受的最高安全充电电压。
[GB 31241-2014,定义3.9]
3.13
放电截止电压 dischargecut-offvoltage
制造商规定的放电终止时电池或电池组的负载电压。
[GB 31241-2014,定义3.11]
3.14
需要电源来驱动的保护元器件。比如电池管理系统,控制集成电路等。
3.15
不需要借助电源来驱动的保护元器件,比如熔断器。
4 测试条件
4.1 试验道路应满足以下条件:
a) 在水泥或柏油路面上进行,路面应平整、干燥、整洁,有良好的附着系数;检验路段应尽量水平,
纵向坡度不允许超过0.5%,横向坡度不允许超过3%;
b) 在试验道路上设置测试区,测试区试验通道宽度应不小于1m,在此测试区的两端应有足够长
的助行区域和保证安全停车的辅助区域,并能够双向行驶。
4.2 驾驶者应满足以下条件:
a) 若产品最大载重大于或等于75kg,驾驶者及其装备的总质量应不低于75kg,不足75kg时,
应使用配重;若产品最大载重小于75kg,则驾驶者及其装备总质量应为产品的最大载重;
b) 驾驶者应熟练掌握驾驶技术,并熟悉试验方法;
c) 驾驶者应配备头盔、护膝、护肘等必备的防护用具;
d) 驾驶者应按制造商规定操作方法驾驶被试车辆,且整个试验过程中,应尽量保持驾驶姿势无大
幅度变动且应避免出现制造商规定的不允许的操作。
4.3 试验环境应满足以下条件:
a) 温度应在电动平衡车标称的工作温度范围内;如无特殊说明,本标准规定的室温为(25±5)℃;
b) 相对湿度不大于75%;
c) 大气压力86kPa~106kPa;
d) 试验时平均风速应不大于3m/s,瞬时风速应不大于5m/s;
e) 若需要在室外试验时,应避免雨、雪等天气。
4.4 试验车辆应满足以下条件:
a) 试验整机装备应齐全,并按制造商规定充满电;
b) 试验整机应按照制造商说明,使其处于可正常行驶时的状态;
c) 若试验整机上安装测试仪器,应尽量减少对各轮载荷分布的影响,并应尽量减小风阻影响。
5 一般安全要求
5.1 材料
5.1.1 非金属材料
电动平衡车的非金属外壳、线路板、接插件等非金属材料应满足阻燃要求。非金属外壳、线路板的
可燃性等级应至少为V-1级,接插件等外壳内的非金属元器件和零部件的可燃性等级应至少为 V-2
级,考核方法宜按照GB/T 5169.16-2008。
注:本要求不适用于装饰件以及不可能被点燃或不可能传播由设备内部产生火焰的其他零部件。
当外壳采用热塑性非金属材料时,外壳应符合7.4的规定。
5.1.2 金属材料
电动平衡车的金属外壳应耐腐蚀,耐腐蚀性可通过适当的电镀或涂覆处理来实现。
为防止带电部件和金属外壳之间可能发生的短路,应为金属外壳设计采用绝缘衬垫,该绝缘衬垫不
得采用吸湿性材料,且该衬垫应能够满足平衡车工作过程(包括充电过程)中的温度变化。
5.2 外壳
电动平衡车的电气防护外壳、防火防护外壳、机械防护外壳和环境防护外壳应设计为只能依靠如钳
子、螺丝刀等类似的工具才能打开,不能仅依靠手工打开。
5.3 锐利边缘
电动平衡车外部可能对用户造成刺伤危险的管状物或设备组件的坚硬突出物应具有足够的防护设
计(如钝角设计等)以防止刺伤人体。
对于可能构成刺伤危险的螺纹,螺纹超出其内部结合配件的长度应限制在一个螺纹外径的长度内。
5.4 安全保护功能
5.4.1 超速保护
电动平衡车应具备超过速度限定时持续安全告警,及持续翘板功能或类似保护功能以限制用户继
续加速,以保护用户安全。
5.4.2 低电量保护
电动平衡车应具备低电量保护功能,即电动平衡车电池组电量低于制造商规定的安全行驶所需最
低电量时,应具备持续安全告警和持续翘板功能或类似保护功能以限制用户继续行驶。
5.4.3 驻坡能力及保护
电动两轮平衡车应具有驻坡能力及保护功能。按照9.1.3规定的方法测试后,电动平衡车应满足
以下两种状态的任意一种:
a) 平衡车无任何安全告警,并且无断电,电机无失能;
b) 平衡车持续安全告警和持续翘板功能或类似保护功能以阻止用户继续行驶。
5.4.4 失稳保护
电动平衡车应具备失稳保护功能,防止平衡车失稳后车轮继续旋转对用户或第三人造成危害。按
照9.1.4规定的的方法测试后,电动平衡车在失稳后其车轮应能在5s内(包含5s)停止转动。
5.4.5 能量回收过充电保护
带有能量回收功能的电动平衡车,应具有一定的保护措施防止下坡或减速时能量回收对电池和电
池组造成过充电,应在电池或电池组过压前触发安全告警和翘板功能等类似保护措施,且平衡车不应由
于电池或电池组过压保护而切断放电回路。按9.1.5测试时,电动平衡车同时应不起火、不爆炸,且外
壳不破裂、不漏液。
5.4.6 单节电池欠压报警限速
按照9.1.6测试时,电动平衡车应在单节电池欠压时触发安全告警和翘板功能等类似保护措施,且
在触发保护功能前,平衡车不应由于电池或电池组欠压保护而切断放电回路。平衡车应不起火、不爆
炸,且外壳不破裂、不漏液。
5.4.7 充电锁止
按照9.1.7测试时,电动平衡车在充电过程中应无法开机行驶。如果可开机,应有保护措施限制其
正常行使,如无动力驱动车轮转动。
5.4.8 防飞转保护
重量低于18kg的电动平衡车按照9.1.8测试时,开机后,当使用设计的把手装置提起时,平衡车车
轮不应持续飞转或转动超过5s。
5.5 元件
5.5.1 电池和电池组
电动平衡车的电池和电池组应符合电动平衡车的安全要求,且应能保证电动平衡车可在其预期使
用条件下正常运行。电动平衡车用电池和电池组的安全应符合相关国家标准或行业标准。
5.5.2 充电器
电动平衡车的充电器或电源安全要求应符合GB 4943.1-2011的规定。且应与电动平衡车的电池
系统相兼容,通过对电池系统和充电器规格书的审查以及本标准中的测试来确定其符合性。
充电器配备的用于连接到平衡车充电端口进行充电的连接器,应设计为防止错位和反向极性。
对于户外使用的充电器应符合相关国家标准或行业标准中关于户外使用的规定。
5.5.3 电机
电动平衡车的电机应符合GB/T 12350-2009的规定和9.2.1规定的电机过载测试。
若电动平衡车的电机不在GB/T 12350-2009适用范围内,则该电机应同时符合9.2.1规定的电机
过载测试和9.2.2规定的电机堵转测试。
5.5.4 熔断器
电动平衡车的熔断器应符合相关国家标准的要求,并适用于其保护的电路的电流和电压。
对于用户可更换的熔断器,熔断器更换标记应置于每个熔断器或熔断器座的邻近位置、或者熔断器
座上、或者明显可以看出对应哪个熔断器的其他位置,并标出熔断器的额定值。对于带有特殊熔断特性
(如延时或分断能力)的用户可更换熔断器,还应标明熔断器的类型。说明书也应包含用户可更换熔断
器的正确的更换信息。
5.5.5 电缆及连接器
在室温的环境下,对完全充电的电动平衡车进行放电,以系统允许的最大电流放电至制造商规定的
放电极限,同时监测电缆和连接器的温度,并记录。电缆和连接器的任一组件均应满足:电缆和连接器
的温度应低于制造商规定的限制温度。
电动平衡车的外部裸露电缆应承受156N的拉力,拉力沿最不利的方向施加并保持1min。测试
后电动平衡车内部连接器不应发生位移或损坏,且受拉力的电缆的纵向位移量不应超过2mm。
6 电气安全
6.1 绝缘要求
内置电源充电型电动平衡车的电路板及各组件应具有足够的绝缘保护措施,其内部充电电路应与
可触及导电部件有效隔离,可选如下方法之一:
a) 基本绝缘和基本绝缘故障时的保护性接地系统;
b) 双重绝缘或加强绝缘;
c) a)和b)的组合。
内置电源充电型电动平衡车的电气间隙、爬电距离和绝缘穿透距离应符合GB 4943.1-2011中
2.10或其替代标准的规定。
对于采用保护接地的内置电源充电型电动平衡车,其保护接地端子和连接端接触的导电部件应符
合GB 4943.1-2011中2.6.5.6。
6.2 布线要求
在室温的环境下按如下顺序对电缆进行检查:
a) 电缆应具有良好绝缘且光滑无锐利边缘;
b) 电缆应有保护,应不与可能影响绝缘的毛刺、散热片或类似锋利边缘接触。电缆穿过的金属孔
表面应足够光滑,或电缆配有套管;
c) 电缆应可靠固定,以防止电缆与运动部件接触,必要时,可增加其他机械固定。
通过检查,产品应符合a),b),c)。
电动平衡车在设备正常使用或保养时会拆掉的可分离部件,应不会对电气连接和内部导体引起过
度的压力,包括保持接地连续性的导体。
6.3 短路安全要求
按9.2.3规定的方法测试后,平衡车应不起火、不爆炸,且外壳不破裂、不漏液。
注:若平衡车电池组已通过短路测试,且根据被试平衡车的特点评估后,平衡车整车短路测试与电池组短路无差异
时,本标准规定的短路测试可不必进行。
6.4 发热要求
电动平衡车的发热要求应符合GB 4943.1-2011中4.5.1的规定。
应选择适用于元器件和电动平衡车结构的材料,使得平衡车在正常负载下工作时,温度不会超过其
温度限值。按9.2.4规定的方法测试后,所测得的平衡车的材料和元器件的温度限值应符合GB 4943.1-
2011中4.5.3的规定;所测得的使用者可接触区域内的可触及零部件的温度限值应符合GB 4943.1-
2011中4.5.4的规定。而且,测试时电动平衡车应不起火、不爆炸,且外壳不破裂、不漏液。
6.5 抗电强度
该要求只适用于直接与交流电网连接的电动平衡车或其组件。
直接与交流电网连接的电动平衡车或其组件应具有足够的抗电强度,测试方法应符合9.2.5的
规定。
7 机械安全
7.1 外壳防护等级
电动平衡车的外壳防护等级应不低于IP34。
7.2 静态强度
按9.3.2规定的方法进行静态强度测试后,电动平衡车的任何部分都不应有可见的裂纹或断裂现
象,且平衡车应能正常工作。
7.3 动态强度
按9.3.3规定的方法进行动态强度测试后,电动平衡车的任何部分都不应有可见的裂纹或断裂现
象,且平衡车应能正常工作。
7.4 应力消除
按9.3.4规定的方法进行应力消除测试后,被试平衡车应无明显收缩变形现象。
对于内置电源充电型电动平衡车应通过使用GB/T 4208-2017规定的直径2.5mm、长100mm
的试具进行测试,试具不应触及内部充电电路部分。
7.5 把手强度
本要求仅适用于带有把手的电动平衡车。
电动平衡车的把手应具有足够的强度以保证在实际使用条件下的安全性。
按9.3.5进行把手强度测试后,电动平衡车的把手应不断裂或裂开;把手和平衡车之间的固定部
件,以及平衡车部件应不断裂或裂开。
注:本要求不适用于仅具备辅助推行功能的把手部件。
7.6 鞍座强度
本要求仅适用于带有鞍座的电动平衡车。
电动平衡车鞍座应符合GB 3565-2005中12.3和12.4的规定。
电动平衡车鞍座的强度应符合GB 3565-2005中12.5的规定。
8 环境可靠性
8.1 振动
按照9.4.1进行振动测试。测试后,电动平衡车的任何部分都不应有可见的裂纹或断裂现象,且平
衡车应能正常行驶。
8.2 跌落
按照9.4.2进行跌落测试。测试后,电动平衡车外壳可有裂纹或破裂,但车体载人部分的主要承载
结构应无明显损伤,应不起火、不爆炸、不漏液。
对于内置电源充电型电动平衡车应通过使用GB/T 4208-2017规定的直径2.5mm、长100mm
的试具进行测试,试具不应触及到内部充电电路。
8.3 冲击
按照9.4.3进行冲击测试。测试后,电动平衡车应不起火、不爆炸,且外壳应不破裂、不漏液。
对于内置电源充电型电动平衡车应通过使用GB/T 4208-2017规定的直径2.5mm、长100mm
的试具进行测试,试具不应触及到内部充电电路。
8.4 温度冲击
按照9.4.4进行温度冲击测试。测试后,被试平衡车应能正常行驶,且外壳应不破裂、不漏液。
8.5 局部浸水
按照9.4.5进行局部浸水测试。被试平衡车应不起火、不爆炸,且外壳应不破裂、不漏液。
9 测试方法
9.1 安全保护功能测试
9.1.1 超速保护
在第4章规定的测试条件下,驾驶者驾驶充满电的电动平衡车在试验道路上行驶,加速直至触发电
动平衡车超速保护或电动平衡车超过其规定的最高速度限定。
9.1.2 低电量保护
在第4章规定的测试条件下,驾驶者驾驶至少有50%电量的电动平衡车在试验道路上正常行驶,
直至触发平衡车低电量保护或电量过低不足以继续行驶为止。
9.1.3 驻坡能力及保护
驾驶者驾驶充满电的电动两轮平衡车,在制造商规定的最大爬坡度的斜坡上静止并保持5min或
平衡车安全告警。斜坡表面应平整、干燥、整洁,有良好的附着系数。
9.1.4 失稳保护
将处于行驶状态(行驶速度不低于6km/h)的电动平衡车姿态改变到制造商规定的失稳姿态(如车
身倾斜至某一角度)使其失稳,记录从平衡车失稳到车轮停止转动的持续时间。
9.1.5 能量回收过充电保护
电动平衡车能量回收过充电保护的测试方法如下:
a) 单节电池过压报警限速:
---将充满电的电动平衡车,除了其中任一节电池,其他电池均放电到规定的完全放电状态,
然后把未放电的电池放电到约为规定充满电状态(SOC)的50%,以便在充电前产生不均
衡状态。使用标配充电器将该平衡车充满电;
---触发电动平衡车进入正常行驶状态。在该平衡车的电池组输出端施加0.2C的恒流充电
电流(该充电电流应为抵消平衡车维......
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