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前言

2022年8月16號,2022(夏季)亞洲充電展在深圳成功舉辦,展會還於8月18號舉辦了2022(夏季)亞洲戶外電源大會,並邀請了11位行業大咖來到現場與大家一同探討分享戶外電源的發展與創新,為大家提供最新的戶外電源技術與解決方案。


威凱檢測技術有限公司電子與通訊事業部部長陳雲華先生在此次展會與我們一起探討了《便攜式儲能電源極端環境誘導失效與質量提升》。


陳雲華先生,CVC威凱電子與通訊事業部部長,10+行業經驗,多次承接國家及地方的抽檢、風險監測等工作,參與多項國家省部級科技項目,對電源類產品具有豐富檢測認證相關經驗。參與修訂的國家、行業、團體、平台標準9項,參與的發明、實用新型專利10個,發表了4篇論文。

隨着戶外經濟的發展,戶外活動備受青睞,便攜式鋰離子儲能電源(簡稱便攜式電源)備受「熱捧」。在此背景下,便攜式電源的新技術及新產品的不斷湧現,行業發展迅猛的同時缺乏行業標準規範,政府分類監管缺乏依據,便攜式電源的質量、安全問題也是用戶使用最為關心的問題。


本次主題將從行業發展、標準規範、質量失效分析及案例講解等幾方面內容進行分享,從質量抓起,解決電源企業的關鍵技術難點,助力行業開拓國內、國際市場高品質發展。

疫情常態化下,大眾對於長途旅行的擔憂,在各方面需求中,戶外便攜式儲能電源便成了剛需。目前鏈接便攜式儲能電源的方式有三種,太陽能供電,電源適配器給儲能電源供電,便攜式儲能電源與充電線一體化。


目前,便攜式儲能電源的應用場景包括以下幾類,戶外露營、自駕旅行、移動辦公、戶外作業。滿足其應急用電需求,例如戶外露營的照明、風扇、音響、充電、烹飪等,自駕旅行與移動辦公的電力短缺問題,及戶外作業的勘測、檢修、搶險等等情況。


由以上數據可知,戶外電源市場規模在蓬勃發展,2022年的市場規模達到了174億,根據中研普華研究院的報告預測,在2027年,戶外電源產值可達千億以上。而2021年8月,央視經濟頻道也對戶外電源市場的良好前景進行了報道。

國內以華寶新能、正浩科技的占比較大,其他廠商也在努力創新。根據天貓3C數碼配件的數據顯示,三年來其複合增長率超過了300%。618期間,戶外電源產品達到了3C數碼配件產品的第十名。各類3C品牌商也適時推出了其戶外電源產品。

2021年8月,京東也開闢了便攜式儲能電源專區,吸引了眾多廠商入住,其中包括電小二、正浩、羽博、品勝、長城等等共22家品牌入駐,截止到2021年12月中旬,京東平台已經有便攜式儲能電源品牌48家正式入駐。


威凱對便攜式儲能電源行業與市場進行了一系列調研,採用了FMEA分析。

FMEA分析又稱為失效模式及影響分析(Failure Mode and Effects Analysis),是一種自下而上的方法,首先確定系統的每一種故障模式,然後確定各故障模式對這一層次以及更高一級產生的影響,逐步、逐層分析,最後得到對整體系統的影響。

即找到一個收入與成本的最佳點,這是一種系統的失效分析的方法論,一種尋找最佳質量點的方法。


FEMA分析的意義:
1、能夠顯著減少批量生產階段的各種不合格,降低產品市場維護成本,維護品牌形象。
2、有助於在製造、裝配、服務等多個環節響應最初的產品設計需求,形成系統的精細化的管理。
3、有助於提高在設計/開發過程中考慮到潛在的失效模式對系統故障的影響,減少事故的發生。
4、有助於形成一套設計、開發、驗證經驗,優先於市場提出規避措施,增強產品的市場競爭力。
可以輔助於分析售後市場。
5、需要跟蹤產品研發、設計等新技術環節,以形成持續有效的產品質量提升機制。


多個企業和實驗室提出產品的加速老化概念,即模擬現實使用場景,加速產品的的老化,對於產品壽命進行測評。一兩個月的模擬相關試驗,可以預測到產品一年兩年甚至三年的使用情況。對於企業來說,可以對於產品的性能和壽命有個大致了解。

主要的環境試驗有低溫試驗、高溫試驗、溫度變化試驗、高濕試驗、鹽霧試驗、腐蝕性氣體試驗、輻照試驗等,其中溫度變換試驗包括溫度衝擊、溫度循環、熱循環;高濕試驗包括恆定濕熱、交變濕熱、凝霜;輻照試驗有紫外老化、鹵素老化、


在人工環境中,各類自然環境的影響不能很好表現出來,因此提出了現實環境試驗。


威凱擁有眾多自然環境試驗站點,在全國各處都有選址,兼顧了各種極端的自然情況,設立的站點有三類,大氣站、水環境、土壤站。

大氣站在吐魯番、敦煌、拉薩、漠河、西雙版納、瓊海、萬寧、廣州、江津、武漢、青島、北京、瀋陽都有設址,這些地方都有其特殊的氣候特殊和環境要求。

水環境站在格爾木、鄭州、青島、廈門、武漢設址。

土壤站設在格爾木、成都、鷹潭、大港、瀋陽、大慶。


目前便攜式儲能電源大多數是以海外為市場,通過高溫、高熱、強烈的太陽輻射及高海鹽粒子的情況,對於絕大部分金屬材料產品及高分子材料產品模擬海運出口、海洋運輸、海洋大氣環境下使用等。


瓊海環境特點常年高溫高濕、強烈的太陽輻射,是我國濕熱環境基準點,通過模擬客戶的使用場景,高溫高濕的情況下,對於產品性能和質量的檢測。適用產品塗料、塗層、塑料、金屬材料等,適用於大部分民用產品。


拉薩的環境特點是海拔3684米、低氣壓(653MPa)、強紫外輻射(7598MJ/m2)及含氧少,通過模擬此類使用場景,對於帶有內燃機、發動機運行產品;高分子材料、合成材料及車輛零部件等需要考核耐紫外能力及工作狀態與氣壓相關的產品進行檢測。


吐魯番的環境特點:我國典型乾熱氣候,氣溫高、晝夜溫差大、相對濕度低、太陽輻射強、降水量少、沙塵暴頻發。可以對於此極端情況對活動部件產品;通訊設備產品和一些防靜電系統;高分子材料、金屬塗鍍層、密封絕緣材料進行極端情況下的環境模擬。


漠河的環境特點:中國最北端,極寒天氣。低溫持續時間長、降雨量少、日照時間長、晝夜溫差大。適用於帶有低溫工作場景產品、高分子材料等地源熱泵、低溫密封材料、車載電子設備、儲能產品等進行低溫環境模擬。


電池包在濕熱環境下,連接器引腳正極銅片與接觸片之間發生腐蝕。電池包充電、使用時出現過熱。


FMEA分析結果:
連接器引腳正極銅片與接觸片(接地極)之間存在較大的電位差,電位差的存在是導致腐蝕的主要因素。

觸片銅基材晶粒混亂,夾雜物多——材質不合格。

鍍金層不連續、不平整,局部甚至出現漏鍍(暴露出基材),鍍層厚度普遍不足——電鍍工藝未做控制。

灌封膠添加了含磷阻燃劑,在濕熱環境中灌封膠分解產生了磷酸,誘發了腐蝕——選材不合理。


線路板貼裝工藝不良、焊接工藝控制不當造成貼片電容產生裂紋,裂紋會在使用中擴大。另外電容分層、會導致電容耐電壓性能下降,兩方面問題導致貼片電容在充電的時發生內部擊穿短路,並引發電池起火。


全球對於便攜式儲能電源產品只有美國的UL 2743標準。IEC/EN 62368, IEC/EN 62477 開展便攜式儲能電源產品的CB/CE等認證


目前戶外便攜式儲能產品沒有國標與行標,該產品的行業標準處於報批階段。CESI基於該工作基礎,2021年開展了認證試點。


CQC在2022年7月聯合賽西、威凱開展便攜式儲能電源CQC自願性認證,已經開始了對於其技術標準及規範進行了研究與探討,預計8月、9月可以出台,之後可以開啟質量性認證。

充電頭網總結

威凱發布《便攜式儲能電源極端環境誘導失效與質量提升》旨在為便攜式儲能電源提供一個行業標準與規範,其中的FMEA方法可以使企業很好的把握成本與利潤,同時提供多種檢測手段和方式,幫助有關企業完成對產品質量和壽命的測評。隨着便攜式儲能電源市場的飛速發展,隨之的標準也應該確定下來,這對於其相關行業來說,有利於產品質量的參考與提高。

如有合作需求,請聯繫:
陳工:18198973196
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