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铅酸蓄电池主要出口地最新认证规则解读
作者:吕媛媛1 宋 杨1 秦剑峰1 王彩娟1
吕媛媛1 宋 杨1 秦剑峰1 王彩娟1
摘 要 随着“一带一路”倡议的推进,我国铅酸蓄电池主要出口地,尤其是金砖国家和海湾地区的市场份额逐渐增加。本文从当地最新认证规则、技术标准的适用范围、测试项目、判定依据以及与我国国家标准差异的角度,对现行的4项地区标准GSO 34: 2007《机动车与内燃发动机用铅酸蓄电池》、GSO 35: 2007《机动车与内燃发动机用铅酸蓄电池测试方法》、ABNT NBR 15941: 2019《摩托车 三轮车 四轮车铅酸蓄电池——规格和测试方法》和ABNT NBR 15940:2019《用于四轮车或多轮车的道路机动车辆用铅酸蓄电池——规格和测试方法》进行简要解读,便于监管部门和相关从业人员加深对海湾地区和巴西的铅酸蓄电池认证规则和测试标准的理解。
关键词 铅酸蓄电池;认证规则;海湾标准;巴西标准
Interpretation of the Latest National Certification Rules for Lead-acid Batteries in Major Export Regions
LV Yuan-Yuan1 SONG Yang1 QIN Jian-Feng1 WANG Cai-Juan1
Abstract With the implementation of the Belt and Road Initiative, the market share of lead-acid batteries exported by China to BRICS countries and Gulf region has gradually increased. This article summarizes the latest local certification rules, the view of the scope of application, testing terms and judging criterion, the technical standards and the differences according to China's national standards respectively. Four standards for lead-acid battery, such as GSO 34: 2007 "Lead-acid Starter Batteries Used for Motor Vehicles and Internal Combustion Engines", GSO 35: 2007 "Methods of Test for Lead-acid Starter Batteries Used for Motor Vehicles and Internal Combustion Engines", ABNT NBR 15941: 2019 "Lead-acid Batteries for Motorcycles, Quadricycles and Tricycles-specification and Test Methods, and ABNT NBR 15940: 2019 "Lead-acid Batteries for Use in Automotive Vehicles of Four or More Wheels-specification and Test Methods", were briefly analyzed.Thus, the ultimate purpose is to deepen the understanding of the certification rules and test standards of lead-acid battery in the Gulf region and Brazil for regulatory agencies and relevant practitioners.
Keywords lead-acid battery; certification rule; GSO standard; Brazil standard
“一带一路”倡议秉持共商共享共建原则,顺应世界经济的多极化和经济文化的全球化,促进区域经济要素自由流动,推动更深层次和更高水平的区域合作。据统计,铅酸蓄电池全球市场规模已逾400亿美元,我国产量位居首位,占全球比重45%左右,其中铅酸蓄电池的出口又占其总产量的15%~20%。华经产业研究院数据显示,2019年我国铅酸蓄电池出口量为17029个,出口额约为29亿美元,中国已成为铅酸蓄电池出口大国。我国铅酸蓄电池出口以美国和欧洲为主,近年来,随着“一带一路”倡议的推进,出口金砖国家和海湾地区的市场份额逐渐增加。同时,这些国家和地区的技术贸易壁垒通报数也逐年增加,其法规标准主要呈现过渡时间短、覆盖范围广、标准互认难等特点。
本文通过对海湾地区GSO标准和巴西ABNT标准最新认证规则和测试方法进行解读,并与我国国家标准进行对比,以期为我国铅酸蓄电池制造商、出口商、测试机构和相关监管部门提供一些技术参考。
1 国外最新认证规则
1.1 海湾地区认证规则
海湾地区属于“一带一路”倡议中的新亚欧大陆桥经济带,包括伊朗、伊拉克、沙特阿拉伯、巴林、卡塔尔、阿曼、阿拉伯联合酋长国、科威特8个国家。其海湾阿拉伯国家合作委员会标准化组织(The Standardization Organization of the Cooperaton Council for the Arab States of the Gulf, GSO),是IEC、ISO、OIML等国际标准化组织的成员,发布了系列标准和规则,目标是统一各国的标准化活动和标准化机构间的合作与协调。
铅酸蓄电池出口海湾地区,要求产品在清关时必须出具具有CNAS印章的第三方检测机构的检测报告。据了解,海湾地区的迪拜自2020年1月1日起,要求进口的铅酸电池在入境清关时出具ISO 17025认可实验室签发的符合GSO 34: 2007和GSO 35: 2007要求的检测报告,该检测报告需有CNAS印章。GSO 34: 2007和GSO 35: 2007标准由GSO发布,是针对机动车用铅酸电池的电性能和安全性能的测试标准、方法和技术要求。
1.2 巴西认证规则
目前,巴西的国家标准体系有四个级别:第一层是领导和决策机构,为国家计量、标准化和工业质量理事会(CONMETRO);第二层是执行机构,为国家计量、标准化和工业质量协会(INMETRO);第三层包括标准化、质量控制及产品认证、法定计量三个分体系,分别由巴西计量标准协会(ABNT)、巴西质量管理协会(ABCQ)和国家计量研究所(INPN)负责;第四层是工业贸易和消费领域的用户。其中,巴西计量标准协会(ABNT)是巴西标准化的主管机构,下设多个标准化技术委员会,主要任务是制定巴西标准(NB),开展产品质量认证及其他与标准化相关的活动。
据了解,铅酸蓄电池出口巴西必须带有强制性的巴西国家计量标准和工业质量研究所(INMETRO)标志及加注经巴西国家计量标准和工业质量研究所(INMETRO)认可的第三方机构的标志,方可进入巴西市场。铅酸蓄电池进行产品认证需要强制进行ABNT NBR 15940: 2019[3]或ABNT NBR 15941: 2019[4]标准测试,同时要求出具具有CNAS印章的第三方检测机构的检测报告。ABNT NBR 15940: 2019和ABNT NBR 15941: 2019标准由巴西计量标准协会(ABNT)发布,为巴西国家强制标准,分别针对摩托车和机动车的铅酸蓄电池电性能和安全性能进行测试的标准、方法和技术要求。
2 国外最新铅酸蓄电池标准解读
2.1 海湾GSO标准解读
GSO 34: 2007《机动车与内燃发动机用铅酸蓄电池》[1]和GSO 35: 2007《机动车与内燃发动机用铅酸蓄电池测试方法》[2]适用于额定电压为6 V或12 V的铅酸蓄电池,这种蓄电池主要用作内燃机起动和点火的电源,也可以作为车辆照明辅助设备的电源。其中,GSO 34: 2007适用于标准电池、免维护电池和低维护电池,不适用于其他用途的蓄电池。GSO 34: 2007和GSO 35: 2007标准中给出了铅酸蓄电池的构造部件定义(如电解液、活性材料、螺栓等)、电池分类、各类名词术语定义、设计和制造、连接、电池固定、测试条件、试验方法、技术要求和包装、运输和贮存要求等,几乎涵盖了蓄电池从原料到成品的全部构件内容和完整的测试需求及技术要求,主要的测试方法和技术要求汇总如表1所示。值得注意的是,海湾地区这两个GSO标准要求蓄电池电解液密度、开路电压、容量测试结果均需修正到27℃,以消除温度变化的影响。测试时一般需要置蓄电池于水浴中试验,测试外部环境温度为(27±5)℃,蓄电池电解液温度为(27±2)℃。
为方便理解,本部分内容结合我国国家标准GB/T 5008.1-2013《起动用铅酸蓄电池 第1部分:技术条件和试验方法》[5]进行比对分析解读,标准的测试要求和方法汇总如表1所示。从表1中可以看出,GSO标准与GB/T国标的差异有如下几个方面。
(1) 测试环境条件不同。GSO标准要求测试环境温度为(27±5)℃,基准温度为27℃;GB/T国标要求测试环境温度为(25±5)℃,基准温度为25℃。
(2) 铅酸蓄电池划分类别不同。GSO标准中除了常规的标准蓄电池、低维护蓄电池、免维护蓄电池类别外,还给出了重型蓄电池的定义。该类蓄电池要求满足GSO标准循环寿命中至少7个耐久性单元和频率为(22±2)Hz、加速度为6 g的持续振动20 h的要求。这就要求该类蓄电池的可逆性好、高温工况电解液损耗小、外壳机械强度高以及内部化学反应极化低。
(3) 测试方法有差异。GSO标准和GB/T国标关于电解液保持、充电接收能力和耗水量试验方法一致,但容量、低温快速放电、储备能力、寿命和振动等其他测试项目却有差异,即试验方法和程序一致,参数设置不同,如测试静置时间不同,测试记录参数的关键点不同。
(4) 测试方法严苛程度。从表1中对比可以看出,GSO标准中的测试方法在GB/T国标中都涵盖,但是表1中一些没有列出的适用于起动用铅酸蓄电池的国标测试更严格,对蓄电池的要求较高。纵观表1,同等条件下GSO标准中相较GB/T国标较为严苛的是循环寿命测试。GSO标准要求普通标准蓄电池一个循环寿命测试单元为7 d,4个循环寿命测试单元则为28 d,加上最后一次充放电循环,一个蓄电池需要置于(40±2)℃水浴中35 d。实验结果表明,若蓄电池的容量较低,长时间置于(40±2)℃水浴中,本就较少的电解液持续挥发导致蓄电池低电压报警,无法满足持续充放电循环,循环寿命不合格;另一种情况是蓄电池容量不低,电极材料可逆性却较差,内阻随着充放电次数增加而逐渐升高,虽然经受住了前期充放电循环周期的测试,但是后面的低温快速放电30 s时,端电压低于规定值[6]。
在此,特别提醒制造商注意,铅酸蓄电池出口海湾地区,一定要严格按照其标准要求规范产品设计并进行相关GSO标准检测,以免出口产品被退运,带来不必要的损失。
表1 GSO 34: 2007、GSO 35: 2007与GB/T 5008.1-2013机动车与内燃发动机用铅酸蓄电池测试方法和技术要求对比表
Table 1 Comparison of the methods and technical conditions of test for lead-acid starter batteries used for motor vehicles and internal combustion engines of GSO 34: 2007, GSO35: 2007 and GB/T 5008.1-2013 standards
名称 | GSO 34: 2007和GSO 35: 2007 | GB/T 5008.1-2013 | ||
条款号 | 测试方法和要求 | 条款号 | 测试方法和要求 | |
常温下的快速放电(激活测试) | 10/6.1 | 蓄电池在(27±5)℃保持24 h,用(1.28±0.01)g/cm3的电解液注满,20 min后以I=3C20A电流进行放电,直至电压下降到3 V或6 V。记录放电开始后的电压,要求最小放电时间150 s,放电5 s~7 s端子电压不低于4 V(6 V电池)或8 V(12 V电池),最终端子电压不低于3 V(6 V电池)或6 V(12 V电池)。 | 5.12/4.11 | 蓄电池在(25±5)℃保持12 h,用(1.28±0.01)g/cm3的电解液注满,20 min后以Icc电流进行放电,记录蓄电池端电压。 |
额定容量C20 | 9/6.2 | 满电蓄电池在(27±5)℃保持2 h~24 h,随后在(27±2)℃环境仓或水槽中下以I20进行放电至1.75 V/电池单元,记录放电容量,并根据公式修正为27℃下的容量值。要求3次循环中至少有一次达到制造商标称容量的90%。 | 5.4.1/4.3.1 | 满电蓄电池在(25±2)℃水浴中保持1 h~5 h,以In进行放电至10.50 V。记录放电容量,并根据公式修正为25℃下的容量值。要求3次循环中至少有一次达到制造商的标称容量。 |
放电 | 11/6.3 | 满电蓄电池静止1 h~5 h后,放入低温箱中-18℃静置20 h,或中央电池单元温度达到-18℃,以指定的低温起动电流放电30 s,记录端子电压。要求30 s后端子电压不低于3.6 V (6 V电池)或7.2 V (12 V电池)。 | 5.5.1/4.4.1 | 满电蓄电池静止24 h后,放入低温箱中-18℃静置不低于24 h,或中央电池单元温度达到(-18±1)℃,首先以Icc放电30 s,记录端子放电10 s和30 s时的端电压,静置20 s,随后以0.6Icc放电40 s,记录40 s时的端电压,全部试验在90 s内完成。要求10 s端电压不低于7.5 V、30 s不低于7.2 V、90 s不低于6.0 V。 |
储备能力RC | 12/6.4 | 满电蓄电池在(27±2)℃水浴环境下保持2 h~24 h,以(25±0.25)A进行放电,在电压下降到1.75 V/单元时,记录放电时间和电解液温度,并修正为27℃时的放电容量值,要求在最初的2个循环中,应达到标称的储备能力。 | 5.4.2/4.3.2 | 满电蓄电池在(25±2)℃水浴中保持1 h~5 h,以25 A进行放电至10.50 V。记录放电容量,并根据公式修正为25℃下的实际储备容量值。要求在最初的3个循环中,应达到标称的储备能力。 |
能力 | 13/6.5 | 以Io=Ce/10的电流对满电蓄电池进行放电5 h后,立即置于(0±1)℃环境中20 h~25 h,或中央电池单元温度达到(-0±1)℃后,以(14.4±0.1)V恒电压充电,记录10 min时的充电电流Ica。要求 ica=(Ica/(Ce/20))>2。 | 5.6/4.5 | 满电蓄电池在(25±2)℃水浴中保持1 h~5 h,以IoA进行放电5 h后,立即将蓄电池放入温度为(0±1)℃环境中至少20 h,之后以(14.4±0.1)V恒电压充电,记录10 min时的充电电路Ica。要求 ica=(Ica/(Ce/20))>2。 |
能力 | 14/6.6 | 满电蓄电池在(40±2)℃水浴中静置21 d,随后置于(0±1)℃环境中20 h,或中央电池单元温度达到(0±1)℃,在冷却结束后2 min内采用低温起动电流进行放电,记录30 s时的电压。免维护电池30 h后电压不低于1.333 V/单元,标准电池电压不低于1.200 V/单元。 | 5.7/4.6 | 满电蓄电池在(40±2)℃水浴中静置规定时间(正常水损耗蓄电池10 d)后,0.6Icc电流进行-18℃低温起动放电,记录30 s蓄电池电压。要求不低于8.0 V。 |
循环寿命 | 15/6.7 | 满电蓄电池在(40±2)℃水浴中,以a) I=C20/4放电1h,b)以(14.4±0.05)V恒电压充电2 h,其间最大电流为Imax=C20/4,a和b组成一个循环进行32次,随后进行c)静置72 h,按照b进行再次充电,a, b, c组成一个测试单元。对于普通电池进行7个测试单元,对于重型电池进行10个测试单元。取出电池置于(0±1)℃环境中20 h~25 h,或中央电池单元温度达到(0±1)℃,之后在额定电流的0.6倍电流下进行放电,记录放电30 s的端子电压。标准电池和免维护电池至少经受住4个测试单元,重型电池至少经受住7个测试单元。端子电压不低于3.6 V(6 V电池)或7.2 V(12 V电池)。 | 5.9.4/4.8.4 | 满电蓄电池在(40±2)℃水浴中,按照a)规定电流放电1 h,b)规定电流充电5 h;a和b构成一个完整的测试循环,25次为一个周期,完成一个周期后以规定电流进行放电至终止电压10.2 V。计算放电容量,当高于0.4Ce时,进行下一个周期测试,否则终止测试。要求循环次数不低于2.8Cn+82次。 |
空气泄漏 | 16/6.9 | 对未注液蓄电池每个电池单元施加2 N/cm2的压力15 s后,观察气压计压力,15 s后不应有任何压力下降。 | 5.13/4.12 | 对未注液蓄电池一单体充入或抽出空气,使其内部压力差等于20 kPa,压力计的读数在3 s~5 s后不应变动。要求气密性良好。 |
水损耗 | 17/6.8 | 满电蓄电池清洁干燥并称重,置于(40±2)℃水浴中,以(14.4±0.05)V恒电压充电500 h,测试结束后再次称重,失去的质量为过充电期间耗水量,要求不大于3 g/Ah。 | 5.10/4.9 | 满电蓄电池清洁干燥并称重,置于(40±2)℃水浴,以(14.4±0.05)V恒电压充电500 h,测试结束后再次称重,失去的质量为过充电期间耗水量,要求不大于4 g/Ah。 |
耐振动性能 | 18/7.1 | 满电电池固定在振动台上以(22±2)Hz的频率下进行振动,重型电池6 g加速度持续20 h,其他电池3 g加速度持续2 h,观察有无损坏和泄漏,然后在(27±2)℃下采用快速放电,记录30 s后的端电压。要求蓄电池承受一个周期或不规则加速度时,电池应能保持工作;30 s后电压下降不大于0.25 V/单元。 | 5.11/4.10 | 满电电池固定在振动台上,以(30±2)Hz的频率,按照蓄电池类型选择不同的加速度进行正弦振动。A型电池的加速度30 m/s2持续2 h,B型电池的加速度30 m/s2持续2 h,C型电池的加速度50 m/s2持续8 h。振动完成4 h内,在(25±2)℃下以Icc放电30 s,记录端电压。要求不低于7.2 V。 |
电解液保持 | 19/7.2 | 满电蓄电池开路放置4 h,按照以下方式倾斜至少30 s: a)沿着垂直方向在1 s内倾斜至45°,b)保持3 s,c)1 s内将电池回到水平位置。要求蓄电池能保持液体电解液。 | 5.8/4.7 | 满电蓄电池开路放置4 h,向前后左右四个方向依次倾斜,每次倾斜时间不低于30 s。蓄电池在1 s内,由垂直位置倾斜45°,保持3 s,1 s内由倾斜位置恢复到垂直位置,目测有无电解液漏出。要求无电解液渗漏或溅出。 |
2.2 巴西NBR标准解读
2.2.1 摩托车标准ABNT NBR 15941: 2019解读
ABNT NBR 15941: 2019《摩托车、三轮车、四轮车铅酸蓄电池——规格和测试方法》[4]适用于摩托车、三轮车、四轮车10 h率容量C10小于30 Ah的起动铅酸蓄电池,是鉴定其主要功能参数的规范、测试方法以及接受准则。该标准给出了摩托车用铅酸蓄电池的术语和定义、产品信息、标签标识、测试条件、测试方法和抽样顺序等。同时,明确要求进口铅酸蓄电池表面必须有以印刷形式或粘贴方式存在的抹擦不掉的葡萄牙语标签,且为易于辨读的方式标明至少12项信息(进口商名称、进口商CNPJ号、进口商地址、国外制造商的国家/地址/名称、品牌、生产日期、额定电压、25℃额定容量、-10℃低温起动电流和放电至6 V的时间、电池技术分类、环境和人类危害警告、净重和电压电流范围等)。这些标签应足够牢固,能够防止因恶劣天气或人员操作带来的毁损,以达到在蓄电池全寿命周期中存在的目的。与机动车铅酸蓄电池不同,摩托车用蓄电池容量较小,一般在30 Ah以下,为25℃环境下Cr,10。
本部分内容结合我国国家标准GB/T 23638-2009《摩托车用铅酸蓄电池》[7]进行比对分析和解读,标准的测试要求和方法汇总如表2所示。从表2中可以看出,ABNT NBR 15941: 2019标准中测试项目为5项,与GB/T 23638-2009标准的差异有如下几个方面。
(1) 干式荷电蓄电池的激活。两个标准均要求蓄电池在注入电解液后静置一定时间,但是GB/T 23638-2009标准增加了注液后的一次放电。
(2) 实际10 h率容量(Cr,10)。两个标准均需要在(25±2)℃环境下进行,放电电流和截止电压一致,只是GB/T 23638-2009标准明确提出是置于水浴环境测试。
(3) 冷起动电流。两个标准测试程序一致,均需要常温静置、低温静置和恒电流放电。但是二者放电电流值以及放电截止条件不同,ABNT NBR 15941: 2019标准要求使用制造商指定的低温起动电流值放电至(6.00±0.05)V,并记录该时间。GB/T 23638-2009标准要求以80I10电流进行放电,记录放电5 s及90 s时蓄电池端电压值。
(4) 振动。两个标准要求的振动测试环境、振动频率和振动加速度一致,但ABNT NBR 15941: 2019标准要求在蓄电池振动过程中以I10电流放电,GB/T 23638-2009标准则要求振动测试结束后以I10电流放电。从这角度分析,ABNT NBR 15941: 2019标准更严格,模拟在崎岖道路上的工况,要求蓄电池抗振动性能强和电极材料可逆性要好。
(5) 气密性测试。两个标准均要求蓄电池每个单格应承受20 kPa,而不同的是ABNT NBR 15941: 2019标准要求压力保持10 s,GB/T 23638-2009标准要求压力保持3 s~5 s。
2.2.2 机动车标准ABNT NBR 15940: 2019解读
ABNT NBR 15940: 2019《用于四轮车或多轮车的道路机动车辆用铅酸蓄电池——规格和测试方法》[3]适用于额定电压为6 V或12 V的铅酸蓄电池,这种蓄电池主要用作汽车、拖拉机及其他内燃机的起动、点火和照明的电源。该标准也适用于摩托车、三轮车、四轮车C20高于30 Ah的起动用铅酸蓄电池。该标准规定了测试的一般要求,如工作性能、测试方法、技术要求、特征功能参数,给出了所适用蓄电池的定义、交付条件和巴西国内外生产的产品标签要求。同时,明确指出进口蓄电池表面必须以打印或标签的形式用葡萄牙语注明以下信息:进口商公司名称、进口商CNPJ码、原产国、制造商代码、品牌、制造日期、额定电压、25℃额定容量、25℃储存容量、-18℃低温起动电流、电池技术分类、环境和人类危害警告、净重。
ABNT NBR 15940: 2019标准与我国GB/T 5008.1-2013标准的详细对比如表3所示,详细解析如下。
(1)测试环境。ABNT NBR 15940: 2019标准中要求测试环境为(25±2)℃,基准温度为25℃;GB/T5008.1-2013标准中要求测试环境温度为(25±5)℃,基准温度为25℃。相比之下,GB/T 5008.1-2013标准明确提出蓄电池需置于水浴环境测试,而ABNT NBR 15940: 2019标准对此没有硬性规定,只要符合温度条件即可。
(2) 干式荷电蓄电池的激活。两个标准均要求蓄电池在注入电解液后静置,GB/T 5008.1-2013标准增加了注液后的一次放电。
(3) 容量性能。ABNT NBR 15940: 2019和GB/T 5008.1-2013标准均要求蓄电池在进行其他测试前首先进行C20容量测试或储备容量测试,但是ABNT NBR 15940: 2019标准规定若蓄电池初次不能满足C20容量/储备容量要求,则需要在进行第二次C20容量/储备容量测试前先进行冷起动电流测试,再进行第二次C20容量/储备容量测试,如此最多进行3次C20容量/储备容量和冷起动电流测试。
(4) 标准差异性。从表3可以看出,这两个标准中无测试项目完全一致的,即使部分测试项目程序相同,但是设置的技术参数有差异。其中,差异性最大的是水损耗项目,与GB/T 5008.1-2013标准中蓄电池进行一次长时间浮充电前后质量差的安时比即为水损耗值不同,ABNT NBR 15940: 2019对阀控式蓄电池增加浮充电时间1000 h,水损耗是初次500 h浮充电蓄电池质量和1500 h浮充电蓄电池质量差的安时比的一半。此外,振动测试在两个标准中要求的振动频率相同,但是振动加速度和振动时间均和各自标准规定的电池类型有关,且不尽相同。
(5) 测试方法严苛程度。从表3中对比可以看出,ABNT NBR 15940: 2019标准中的测试方法,在GB/T 5008.1-2013标准中均已涵盖,只是ABNT NBR 15940: 2019标准适用于起动用阀控式铅酸蓄电池的测试方法更严格,对蓄电池本身的要求较高。此外,ABNT NBR 15940: 2019标准中其他非强制性测试项目,本文没有列出。
ABNT NBR 15940: 2019和ABNT NBR 15941: 2019与我国国家标准的测试方法和测试要求存在一定的差异性,因此,铅酸蓄电池制造商一定要仔细研究其标准要求,对产品设计、运输、外观和规格进行调整,以完全满足相应的标准要求,避免因产品退运造成经济损失。
表2 ABNT NBR 15941: 2019与GB/T 23638-2009摩托车用铅酸蓄电池测试方法和技术要求对比表
Table 2 Comparison of the methods and technical conditions of test for lead-acid batteries used for motorcycles of ABNT NBR 15941: 2019 and GB/T 23638-2009 standards
名称 | ABNT NBR 15941: 2019 | GB/T 23638-2009 | ||
条款号 | 测试方法和要求 | 条款号 | 测试方法和要求 | |
的激活 | 7.2 | 激活过程应按照制造商的规定执行。若无按照如下程序进行:蓄电池注入匹配该产品或制造商规定的类似的电解液((1.280~1.30) g/cm3)至蓄电池内壁或外壳上可见的液面高度刻度。蓄电池在使用前必须静置至少15 min,确保蓄电池的温度低于30℃。 | 5.16 | 蓄电池和密度为(1.280±0.010)g/cm3的电解液于(25±5)℃环境中贮存12 h,将电解液注入蓄电池中静置20 min。非起动用蓄电池在(25±2)℃环境下,以I10电流放电到平均单体蓄电池端电压为1.75 V,记录放电持续时间;起动用蓄电池在(25±5)℃环境下,以80I10电流放电,记录放电5 c和90 s时单体蓄电池平均电压。 |
Cr,10 | 7.3 | (25±2)℃环境下,蓄电池完全充满电后,48 h内以I10±1%的电流恒流放电,放电终止电压为(10.50±0.05)V,3次循环测试容量中有一次不低25℃下额定容量的95%即可。 | 5.8 | 完全充电的蓄电池置于(25±2)℃水浴中,以I10电流放电到平均单体蓄电池端电压为1.75 V,记录放电持续时间t和放电终止时中间单体蓄电池的电解液温度T。实际容量为Ca=I10×t[1-0.01(T-25)]。 |
电流 | 7.4 | 满电蓄电池(25±2)℃静置,阀控式电池静置12 h~24 h,通气式电池静置4 h~24 h,随后置蓄电池于(-10±1)℃的温度10 h~24 h。取出蓄电池,使用制造商指定的低温起动电流值放电,直到电压达到(6.00±0.05)V,记录该时间。最小放电时间应和制造商规定的值相同。 | 5.10 | 容量符合要求的完全充电的蓄电池室温(25±2)℃静置1 h~5 h,随后置蓄电池于(-10±1)℃的低温箱中保持15 h~20 h。取出蓄电池,在1 min内以80I10电流进行放电,记录放电5 s及90 s时蓄电池端电压值。 |
振动 | 7.5 | 测试应在(25±2)℃下进行。满电蓄电池充电后静置2 h~24 h,承受一个垂直方向且接近正弦波的振动,该振动以68.6 m/s2的加速度和50 Hz~500 Hz频率进行。频率以一个稳定的速度从50 Hz增加到500 Hz,再由500 Hz降低到50 Hz,周期为10 min。测试持续时间是2 h,其间蓄电池以I10的电流进行恒流放电。监测和记录蓄电池电压和电流。 | 5.15 | 容量符合要求的完全充电的蓄电池,(25±5)℃保持24 h以上,固定于振动台上,进行垂直方向的简谐振动,频率为50 Hz,加速度最大值为68.6 m/s2,振动时间2 h。测试结束后,目测有无渗漏或损伤。在(25±2)℃以I10电流进行放电至单体蓄电池平均电压1.75 V,记录放电时间,按照Ca=I10×t[1-0.01(T-25)]计算容量。 |
测试 | 7.6 | 蓄电池每个单格应承受20 kPa压力10 s。对于无法接触到电解液的蓄电池,设备应安装在通气通道上。对于可以接触到电解液的电池,应去掉任何一个盖子,将设备放在这个盖子的位置,其他的盖子原地不动并固定好。 | 5.5 | 干式荷电蓄电池与气源、限压开关(20~40) kPa、压力表等相关器件连接,缓慢向蓄电池内充入或抽出空气,待压力表上升至20 kPa时,关闭气源,保持3 s~5 s,检查压力有无变化。 |
表3 ABNT NBR 15940: 2019与GB/T 5008.1-2013道路车辆用铅酸蓄电池测试方法和技术要求对比表
Table 3 Comparison of the methods and technical conditions of test for lead-acid batteries used for automotive vehicles of ABNT NBR 15940: 2019 and GB/T 5008.1-2013 standards
名称 | ABNT NBR 15940: 2019 | GB/T 5008.1-2013 | ||
条款号 | 测试方法和要求 | 条款号 | 测试方法和要求 | |
的激活 | 7.3 | 激活过程应按照制造商的规定执行。若无按照如下程序进行:蓄电池注入匹配该产品或制造商规定的类似的电解液((1.280±0.01)g/cm3)至蓄电池内壁或外壳上可见的液面高度刻度。蓄电池在使用前必须静置至少20 min,确保蓄电池的温度低于30℃。 | 5.12/4.11 | 蓄电池在(25±5)℃保持12 h,用(1.28±0.01)g/cm3的电解液注满,20 min后以Icc电流进行放电,记录蓄电池端电压。 |
Cr,20 | 8.2 | (25±2)℃环境下,蓄电池完全充满电后最多48 h内,以I20±1%的电流恒流放电,放电终止电压为(10.50±0.05)V,3次循环测试容量中有一次大于或等于25℃下额定容量的95%即可。 | 5.4.1/4.3.1 | 满电蓄电池在(25±2)℃水浴中保持1 h~5 h,以In进行放电至10.50 V。记录放电容量,并根据公式修正为25℃下的容量值。要求3次循环中至少有一次达到制造商的标称容量。 |
储备容量 | 8.3 | (25±2)℃环境下,蓄电池完全充满电后48 h内,以(25±0.25)A进行放电至终止电压为(10.50±0.05)V,记录放电时间,要求在最初的3个循环中有一次大于或等于25℃下储备容量的95%。 | 5.4.2/4.3.2 | 满电蓄电池在(25±2)℃水浴中保持1 h~5 h,以25 A进行放电至10.50 V。记录放电容量,并根据公式修正为25℃下的实际储备容量值。要求在最初的3个循环中,应达到标称的储备能力。 |
电流 | 8.4 | 满电蓄电池室温(25±2)℃静置,阀控式电池静置4 h~48 h,通气式电池静置12 h~48 h,随后置于(-18±1)℃环境24 h。取出后,2 min内使用制造商指定的低温起动电流值Icca放电30 s或电压达到(7.20±0.04)V,记录该时间。要求放电至30 s时电压不低于7.20 V,或放电至7.20 V时放电时间不低于30 s。 | 5.5.1/4.4.1 | 满电蓄电池静止24 h后,放入低温箱中-18℃静置不低于24 h,或中央电池单元温度达到(-18±1)℃,首先以Icca放电30 s,记录端子放电10 s和30 s时的端电压,静置20 s,随后以0.6IccA放电40 s,记录40 s时的端电压,全部试验在90 s内完成。要求10 s端电压不低于7.5 V、30 s不低于7.2 V、90 s不低于6.0 V。 |
水损耗 | 8.5.1 | 满电的排气式蓄电池清洁干燥并称重,置于(40±2)℃环境中,以(14.4±0.05)V恒电压充电500 h,测试结束后再次称重,失去的质量为过度充电期间耗水量。要求免维护蓄电池不大于1.5 g/Ah,低维护蓄电池不大于3 g/Ah。 | 5.10/4.9 | 满电蓄电池清洁干燥并称重,置于(40±2)℃水浴中,以(14.4±0.05)V恒电压充电500 h,测试技术后再次称重,失去的质量为过充期间耗水量。要求不大于4 g/Ah。 |
8.5.2 | 满电的阀控式蓄电池置于(40±2)℃环境中,以(14.4±0.05)V恒电压充电500 h,测试结束后称重P1;将蓄电池继续置于该环境中以(14.4±0.05)V恒电压充电1000 h,测试结束后称重P2,(P1-P2)/2C20即为耗水量。要求该类型蓄电池水损耗不大于1 g/Ah。 | |||
振动 | 8.6 | 测试应在(25±2)℃下进行。满电蓄电池充电后静置2 h~24 h,以0.6Ica放电,随后对蓄电池充满电静置2 h~24 h,承受一个垂直方向且接近正弦波的振动。容量低于100 Ah频率为(30±2)Hz,加速度30 m/s2持续2 h;容量(100~135)Ah频率为(30±2)Hz,加速度50 m/s2持续2 h;容量高于135 Ah频率为(30±2)Hz,加速度50 m/s2持续8 h。振动后4 h内以0.6Icca室温对蓄电池放电。要求放电60 s后电压不低于7.20 V,无电解液泄漏。 | 5.11/4.10 | 满电电池固定在振动台上以(30±2)Hz的频率,按照蓄电池类型选择不同的加速度进行正弦振动。A型电池的加速度30 m/s2持续2 h,B型电池的加速度30 m/s2持续2 h,C型电池的加速度50 m/s2持续8 h。振动完成4 h内,在(25±2)℃下以Icca放电30 s,记录端电压。要求不低于7.2 V。 |
保持 | 8.7 | 满电排气式蓄电池按照以下方式倾斜每一个垂直截面,每30 s交替一次:a)沿着垂直方向在1 s内倾斜至45°;b)保持3 s,c)1s内将电池回到水平位置。要求无电解液泄漏,在单格和气体出口附近无任何液体。阀控式蓄电池要求蓄电池倒转180°在吸墨纸上,(25±5)℃放置6 h。要求吸墨纸上无可见液体的迹象。 | 5.8/4.7 | 满电蓄电池开路放置4 h,向前后左右四个方向依次倾斜,每次倾斜时间不低于30 s。蓄电池在1s内,由垂直位置倾斜45°,保持3 s,1 s内由倾斜位置恢复到垂直位置,目测有无电解液漏出。要求无电解液渗漏或溅出。 |
测试 | 8.8 | 室温环境下,蓄电池每个单格应承受14 kPa压力5 s,要求测试期间压力降不高于1 kPa。 | 5.13/4.12 | 对未注液蓄电池一单体充入或抽出空气,使其内压力差等于20 kPa,压力计的读数在3 s~5 s后不应变动。要求气密性良好。 |
3 结语
作为全球最大的电池生产国和输出国,日趋严格的技术性贸易措施对我国电池出口造成了极为不利的影响,因此,积极应对国际贸易摩擦和技术性贸易壁垒,保障我国电池产业安全和国际贸易畅通已成为一项重要任务。本文认为,相关机构应提升行业标准化水平,建立长效的行业协会制度,共享信息资源,帮助同区域的同类企业共同应对国外技术壁垒,并通过提高行业技术标准和准入门槛,倒逼企业技术升级。提升技术标准中特殊要求的符合性能力,是提高产品市场竞争力和避免同质化竞争的有效手段,企业可横向比较国内同类产品性能,纵向比较国外标准法规,同时特别注意标准的特殊要求,提升产品技术含量,扩大我国电池产品出口。
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第一作者:吕媛媛(1984-),女,汉族,山东巨野人,博士,工程师,主要从事电池检测工作,E-mail:lyy-bbg@163.com
1.吴江海关 吴江 214200
1. Wujiang Customs, Wujiang 214200
参考文献
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[2] GSO 35: 2007 Methods of Test for Lead-acid Starter Batteries Used for Motor Vehicles and Internal Combustion Engines [S].
[3] ABNT NBR15940: 2019 Lead-acid Batteries for Use in Automotive Vehicles of Four or More Wheels - specification and Test Methods [S].
[4] ABNT NBR15941: 2019 Lead-acid Batteries for Motorcycles, Quadricycles and Tricycles - specification and Test Methods [S].
[5] GB/T 5008.1-2013 起动用铅酸蓄电池 第1部分:技术条件和试验方法[S]北京:中国标准出版社, 2013.
[6] Saeed N., Iraj Jafari G., Seyfolah S., Mahmoud S., Measurement of the electrolyte flow velocity and bubbles characterization during electrochemical reactions in lead-acid batteries using the PIV system[J] . Journal of Industrial and Engineering Chemistry , 2020: 87, 46-53.
[7] GB/T 23638-2009 摩托车用铅酸蓄电池[S].北京:中国标准出版社, 2009.
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