Сертификация безопасности аккумуляторов IEC 62133: что нужно производителям электроники

IEC 62133 — стандарт безопасности для портативных герметичных вторичных элементов и аккумуляторов со щелочным или некислотным электролитом. Для литий-ионных и LiPo-аккумуляторов, которые используются практически в каждом носимом устройстве, IoT-датчике и устройстве потребительской электроники, применяется Часть 2 (IEC 62133-2:2017). Прохождение IEC 62133 является обязательным условием для маркировки CE в ЕС, упоминается в UL 2054 и обеспечивает доступ к схеме CB для эффективного выхода на несколько рынков.

Общая информация

IEC 62133 опубликован Международной электротехнической комиссией (МЭК). Текущие применимые редакции:

IEC 62133-1:2017: Портативные герметичные вторичные элементы и аккумуляторы — Часть 1: Никелевые системы (NiMH, NiCd)
IEC 62133-2:2017: Портативные герметичные вторичные элементы и аккумуляторы — Часть 2: Литиевые системы

Для маркировки CE ЕС гармонизированным стандартом является EN 62133-2:2017 (идентичен IEC с предисловием ЕС). Для продуктов Великобритании применяется BS EN 62133-2:2017. При упоминании в Декларации о соответствии CE для продукта с перезаряжаемым литиевым аккумулятором EN 62133-2 выполняет основное требование безопасности согласно LVD или RED.

Стандарт управляется в рамках схемы IECEE CB, позволяющей отчёту об испытаниях одного Национального органа по сертификации (NCB) быть признанным во всех 57 странах — членах IECEE, существенно снижая затраты на многорыночную сертификацию.

Область применения

IEC 62133-2 применяется к:

Отдельным литий-ионным и LiPo-элементам (цилиндрическим: 18650, 21700; призматическим; мягким/LiPo)
Батарейным блокам, собранным из нескольких элементов, включая со встроенной BMS
Предназначенным для портативных применений (потребительская электроника, носимые устройства, медицинские мониторы, промышленные ручные устройства)

Он не применяется к:

Элементам, используемым в электромобилях (EV), где применяются IEC 62660 и ISO 12405
Стационарным накопителям энергии (IEC 62619)
Первичным (неперезаряжаемым) литиевым батареям (IEC 60086-4)
Кнопочным элементам для слуховых аппаратов (IEC 60086-3)

Если в вашем продукте есть сменный батарейный блок, который пользователи заменяют, требуется сертификация блока. Если аккумулятор встроен (запечатан в продукт), сертификации на уровне элемента может быть достаточно для компонента аккумулятора, а сертификация безопасности на уровне продукта (EN 62368-1) охватывает систему в целом.

Ключевые требования

Комплект испытаний IEC 62133-2 охватывает механические, климатические и электрические режимы злоупотреблений:

Электрические испытания:

Непрерывный заряд на малом токе (перезаряд): 1,1× максимального напряжения заряда в течение 7 дней
Ненормальный заряд: при заданном большом токе
Принудительный разряд: для многоэлементных последовательных блоков
Внешнее короткое замыкание: при 20°C и 55°C
Вибрация (синусоидальная, 10–55 Гц)

Климатические испытания:

Тепловой удар: испытание в печи при 130°C (только элементы)
Испытание на раздавливание: 13 кН
Испытание на падение: 1 метр на бетон
Моделирование низкого давления (высота)

Испытания электрической защиты (уровень батарейного блока):

Проверка схемы защиты от перезаряда
Защита от глубокого разряда
Защита по температуре заряда
Защита по температуре разряда

Критерии приёмки всех испытаний: отсутствие огня, взрыва, утечки выше установленных пределов, разрыва. Ограничения на повышение температуры применяются к конкретным испытаниям.

Процесс и сроки

Вариант 1: Схема CB (рекомендуется для выхода на несколько рынков)

Выберите Национальный орган по сертификации (NCB), аккредитованный в рамках схемы IECEE CB для IEC 62133. NCB выдаёт Отчёт об испытаниях CB и Сертификат CB.
Подайте образцы и техническую документацию (схема BMS, технические характеристики элементов, параметры заряда/разряда).
NCB проводит полный комплект испытаний или рассматривает данные Национальной испытательной лаборатории (NTL), проводящей испытания от имени NCB.
Получите Сертификат испытаний CB и Отчёт об испытаниях CB.
Используйте Отчёт CB для получения национальных знаков сертификации в странах-членах — UL в США, CE в ЕС (через DoC), PSE в Японии, KC в Корее — обычно с сокращёнными или нулевыми дополнительными испытаниями.

Китайские NCB, аккредитованные для IEC 62133:

CQC (China Quality Certification Centre): Крупнейший китайский NCB в IECEE. Лаборатории в Пекине, Шэньчжэне, Гуанчжоу. Выдаёт сертификаты CB, признаваемые международно.
CESI (China Electrical Equipment Testing Institute): Пекинский NCB, также член IECEE.

Другие аккредитованные лаборатории для IEC 62133 в Китае: SGS (Шэньчжэнь), Bureau Veritas, Intertek (Гуанчжоу), TÜV Rheinland (Гуанчжоу). Эти лаборатории являются NTL, работающими под NCB; сертификат выдаётся NCB.

Сроки: 6–10 недель для стандартных испытаний элементов/блоков. Сложные блоки с пользовательской BMS: 10–14 недель.

Стоимость:

Испытания CB в CQC или эквивалентном китайском NCB: $3 000–7 000 для стандартного блока LiPo-мешочков
Повторная сертификация при незначительных изменениях блока (другой поставщик элементов, та же химия): $1 500–3 000
Если элементы уже имеют сертификат CB (от производителя элементов), объём испытаний на уровне блока сокращён — электрические испытания защиты остаются, механические могут быть отменены: $1 500–3 000

Вариант 2: Самодекларация (только для ЕС)

Для маркировки CE производители могут использовать отчёты об испытаниях по EN 62133-2 из любой лаборатории, аккредитованной по ISO/IEC 17025 — сертификат CB не требуется. Это дешевле, если нужно только соответствие ЕС. Однако для США (UL 2054), Кореи (KC) или Японии (PSE) всё равно требуются отдельные испытания. Схема CB экономичнее для продуктов с выходом на несколько рынков.

Получение сертификации из Китая

При закупке аккумуляторов у китайских производителей силовой электроники и портативных устройств наиболее эффективный путь — использовать элементы с существующим сертификатом CB от производителя элементов, затем проводить только испытания на уровне блока:

Запросите Сертификат CB от производителя элементов (номер модели, IEC 62133-2, название выдавшего NCB).
Убедитесь, что сертификат действителен (сертификаты обычно действительны 5 лет при наличии заводских аудитов).
Подтвердите, что BMS блока разработана для работы в пределах протестированных параметров элемента.
Проведите испытания электрической защиты на уровне блока: $1 500–3 000.

CATL (18650, призматические), ATL (LiPo-мешочки), EVE Energy и BYD поддерживают сертификаты CB IEC 62133-2 для своих стандартных линеек элементов. Запросите у поставщика аккумуляторов номер сертификата CB; затем проверьте его в онлайн-базе данных IECEE (iecee.org) для подтверждения подлинности.

Типичные ошибки

Включение проверки документации по сертификации аккумулятора в вашу предотгрузочную инспекцию позволяет выявить несоответствующие сертификаты CB до отъезда товаров из Китая.

1. Восприятие «CE-сертифицированного аккумулятора» как соответствующего IEC 62133. Маркировка CE на аккумуляторном продукте обычно означает, что проводились только транспортные испытания UN 38.3 — но не испытания по безопасности IEC 62133. Это совершенно разные требования. UN 38.3 = безопасен для транспортировки. IEC 62133 = безопасен для конечного использования. Оба требуются для CE-маркированной потребительской электроники с перезаряжаемыми аккумуляторами.

2. Испытания блока без проверки области действия сертификации элемента. Если сертификат CB элемента охватывает другую конфигурацию (количество элементов, тип соединения) по сравнению с вашим блоком, сертификат может не применяться. Внимательно читайте область действия сертификата CB — в нём указана конфигурация испытания.

3. Неучёт изменений BMS. Замена ИС BMS (например, с Texas Instruments BQ25895 на более дешёвый аналог) изменяет параметры защиты. Если поведение BMS выходит за пределы параметров, испытанных по IEC 62133-2, существующий сертификат больше не применяется и требуются повторные испытания.

Связанные ресурсы

Транспортные испытания аккумуляторов UN 38.3 — транспортные испытания, требуемые наряду с IEC 62133 для авиаперевозок
Контроль качества электроники
Поставки силовой электроники и зарядных устройств
Поставки носимых устройств и медицинской техники
Кейс американского стартапа по умным часам
Производство носимых устройств в Китае