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充电桩部件防火阻燃测试常见标准对比

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2025-10-17
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奥创检测实验室

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随着新能源汽车普及,充电桩因高负荷运行面临火灾风险,防火阻燃测试是安全核心。不同国家/地区标准在适用范围、方法与指标上差异大,直接影响企业产品合规与市场准入。本文围绕充电桩部件常见的GB、UL、IEC、EN四大标准体系,从多维度展开对比,为行业提供实践参考。

核心标准体系的适用范围界定

充电桩部件防火阻燃测试主要分为四大体系:中国GB标准、美国UL标准、国际IEC标准与欧盟EN标准。GB体系以《电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》(GB 31241-2014)为核心,覆盖充电桩整机及关键部件(如外壳、电缆、PCB板),是中国市场准入的强制性要求。

UL体系以《Electric Vehicle SuPPly EquiPment (EVSE)》(UL 2231-2018)为代表,适用于北美地区,强调系统级安全,不仅覆盖部件本身,还关注部件间电气兼容对防火的影响。

IEC体系以《Electric vehicle conductive charging system – Part 1: General requirements》(IEC 62196-1:2014)为基础,防火要求需结合《Fire hazard testing – Part 11-10: Test flames – 50 W horizontal and vertical flame test methods》(IEC 60695-11-10:2013)等通用标准,是国际基础框架。

EN体系以《Electric vehicle suPPly equiPment (EVSE) – Part 20: Protection against fire》(EN 50620:2017)为核心,是欧盟强制要求,专门针对电动汽车供电设备的防火设计,适用部件包括充电接口、功率模块等。

基础燃烧性能测试方法对比

水平燃烧测试中,GB/T 2408-2008要求样品水平放置,用50W火焰点燃15秒,观察燃烧长度与时间;UL 94的HB级测试样品尺寸为127mm×12.7mm,点燃15秒后测量燃烧速率(厚度≤3mm时≤40mm/min),判定更具体。

垂直燃烧方面,GB与UL均采用V级分类(V-0、V-1、V-2),但UL的火焰能量更高:UL 94的V-0测试火焰高度127mm,点燃两次(每次10秒),要求续燃时间≤10秒且无滴落物引燃棉垫;GB/T 2408火焰高度20mm,判定条件相对宽松。

IEC与EN体系的基础燃烧方法更接近UL:IEC 60695-11-10直接引用UL 94的V级方法,EN 50620要求部件通过EN 60695-11-10的V-0级测试。但GB体系中部分部件(如外壳)强制要求V-0级,UL体系低风险部件可接受V-1级。

氧指数测试上,GB/T 2406要求难燃材料氧指数≥32%,UL 94仅将其作为辅助判定(HB级≥20%),IEC与EN则结合燃烧测试评估阻燃下限,侧重点不同。

热释放速率与火灾蔓延评估差异

热释放速率(HRR)是火灾强度核心指标,GB 31241要求充电桩整机PHRR≤150kW,THR(10分钟内)≤10MJ,是中国独有的强制要求;UL 2231参考UL 1973,要求PHRR≤200kW,同时关注热释放速率斜率,防止火灾快速蔓延。

IEC体系更灵活:IEC 62368-1允许功率≤10kW的充电桩PHRR≤150kW,大功率则放宽至200kW;EN 50620要求PHRR≤200kW、THR≤12MJ,还需满足火灾蔓延距离≤500mm,强调对周边环境的保护。

测试条件上,GB与IEC采用35kW/m²辐射通量,UL用50kW/m²,EN根据部件调整(外壳35kW/m²、电缆50kW/m²)——辐射通量越高,模拟场景越恶劣,测试难度越大。

热释放测试需用锥形量热仪,不同标准的指标设计反映了地区对火灾风险的认知差异:中国更关注火灾初期的热量控制,欧美更平衡热量与蔓延范围。

关键部件的特殊测试要求对比

电缆测试差异显著:GB 5023.6要求通过GB/T 18380.12的成束燃烧(C类,蔓延≤2.5m);UL 1581要求通过垂直托架燃烧测试(30分钟不延烧,滴落物不引燃棉垫),更强调实际安装场景的防火能力。

外壳方面,GB 31241要求材料V-0级且厚度≥1.5mm;UL 2231除V-0级外,还需通过1kg重锤1m高度冲击测试(外壳不破裂),将机械强度与防火结合,要求更全面。

PCB板测试中,GB/T 4943.1要求通过750℃灼热丝测试;UL 796要求通过UL 94 V-0级垂直燃烧,还需经-40℃~125℃热冲击(10次循环无分层),更关注极端环境下的稳定性。

EN 50620对充电枪电缆要求更严格,需通过EN 50267-2-1的成束燃烧(B类,蔓延≤1.5m),比GB的C类标准更高,体现欧盟对高风险部件的管控力度。

老化预处理的要求差异

老化预处理模拟部件长期使用后的性能变化,GB 31241要求70℃×168h热老化(7天),模拟充电桩正常运行的高温环境;UL 2231参考UL 1973,要求85℃×168h+85%湿度的湿热老化,部分部件还需1000次弯曲循环,模拟北美高温高湿环境。

IEC体系更灵活,允许企业根据使用环境选择温度循环(-40℃~85℃,10次)或热老化(100℃×240h),但需说明依据;EN 50620结合IEC与UL,要求100℃×24h或70℃×168h+85%湿度,兼顾不同气候区。

老化后判定指标不同:GB要求性能保留率≥80%,UL要求仍满足原等级(如V-0级),IEC与EN要求性能下降≤20%——UL的判定最严格,不允许性能衰减。

老化预处理的差异反映了地区气候特点:中国以温带为主,北美多高温高湿,欧盟气候多样,标准设计均贴合实际使用场景。

烟气毒性与腐蚀性评估对比

GB体系以GB 20286为核心,要求部件烟气毒性达ZA1级(最安全),通过小白鼠实验判定(30分钟死亡率0),是中国独有的强制要求,侧重人员安全;UL体系关注烟密度,UL 1973要求比光密度≤200(透光率≥10%),防止烟雾遮挡视线影响逃生。

IEC体系用FED模型评估烟气毒性,通过测量CO、HCN等气体浓度计算伤害指数(≤1),避免动物实验,更具科学性;EN 50620参考EN 50575,要求CO≤1000PPm、HCl≤100PPm、酸度≤PH4.5,兼顾毒性与腐蚀性,保护设备与环境。

测试舱体积也有差异:GB用1m³,UL用0.5m³,IEC与EN用2m³——体积越大,模拟实际场景越真实,但测试成本更高。

不同标准的评估重点反映了安全优先级:中国优先保障人员生命,欧美平衡人员逃生与设备保护,各有侧重。

测试样品的制备与数量要求

GB体系要求每个部件测试3个同批次样品,尺寸符合GB/T 2408,23℃×50%湿度状态调节24小时,确保代表性;UL要求5个不同批次样品,尺寸符合UL 94,状态调节48小时,覆盖批次差异。

IEC允许样品尺寸在100mm×10mm至150mm×15mm调整,至少3个样品,状态调节24小时,灵活性高;EN 50620要求4个样品(2个上游、2个下游),尺寸符合EN 60695-11-10,状态调节48小时,兼顾生产流程差异。

样品代表性要求一致:GB要求随机抽取批量产品,UL要求带生产标识,IEC与EN要求与最终产品一致(含涂层、镀层),确保测试结果反映实际性能。

数量与尺寸的差异,本质是对“结果准确性”的不同追求:UL通过增加样品数量降低批次风险,IEC通过灵活尺寸适应不同部件,EN则平衡生产流程与代表性。

标签: 防火阻燃测试

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