机器人用锂离子电池和电池组安全要求

机器人使用锂离子电池和电池组时，安全要求非常严格，涉及 设计、制造、使用、存储、运输和回收 等多个环节。以下是较为系统的总结，结合国际标准（如 IEC 62133、UL 1642、GB 31241、GB/T 36972 等）和机器人应用的特殊性：

一、设计与制造阶段

1. 电芯安全设计

• 选用符合 IEC 62133 / UL 1642 等认证的电芯。

• 电芯需具备 过充、过放、过流保护 设计。

• 采用阻燃隔膜和安全阀，防止热失控。

2. 电池组安全结构

• 电池组需包含 BMS（电池管理系统），实现电压、电流、温度监控与均衡管理。

• 设置 过压、欠压、过流、短路、过温 保护电路。

• 外壳应具备 IP 防护等级，根据机器人应用环境可要求 IP54–IP67。

• 外壳材料需满足 阻燃（如 UL94 V-0） 要求。

3. 机械与热设计

• 具备抗振动、抗冲击、防跌落设计（符合 IEC 60068 系列标准）。

• 热管理措施：散热片、导热材料或主动冷却，避免电芯温度超过 60–70℃。

二、使用阶段（机器人运行）

1. 充电安全

• 使用 匹配的充电器（符合 CCC/UL/CE 等认证）。

• 具备 充电限压、限流 机制，防止过充。

• 避免在高温、潮湿、易燃环境中充电。

2. 放电与运行

• 严格控制放电倍率，不超出电芯额定 C 值。

• 运行时实时监测 电压、温度、SOC、SOH。

• 机器人应具备 低电量保护与自动关机 功能。

3. 安全联动

• 一旦检测到电池异常（过热、膨胀、短路趋势），机器人应 自动停机并断开电源。

• 对于协作机器人或服务机器人，还需在人机交互界面上提供 电池异常报警提示。

三、存储与运输

1. 存储

• 电池应存放在 -20℃～25℃，相对湿度 65% 以下 的环境。

• 避免与金属物接触，建议单独包装。

• 长期存放时保持 40–60% 电量。

2. 运输

• 符合 联合国 UN38.3 测试（包括高度模拟、振动、冲击、短路、过充、强制放电）。

• 符合 IATA/ICAO（航空运输） 和 IMDG（海运） 要求。

• 外包装需带有 锂电池运输标签，具备防摔抗压能力。

四、报废与回收

• 废旧电池需按 危险废物 处理，遵守 GB/T 36972-2018《锂离子电池回收》。

• 严禁随意丢弃或焚烧，以避免环境污染或爆炸。

五、机器人应用场景的额外安全要求

• 工业机器人：高电流输出，需加强 绝缘与电磁兼容性。

• 服务/配送机器人：强调 抗跌落与防水，以保证户外运行安全。

• 协作机器人：电池异常必须与 安全急停系统 联动。

• 医疗机器人：电池需符合 IEC 60601-1 医疗电气设备安全标准。