專家指路–帶電池的產品出口歐亞經濟聯盟


Mr.Bogatov伯格夫

德國萊因TÜV俄羅斯中國駐地專家及亞洲區業務拓展經理

 

自2016年以來,各國陸續公佈一系列針對電池及相關產品的技術和安全新規,這些新規對出口企業的影響極大。中國目前是世界第一大電池生產和輸出國,涉及電池的電動工具、通訊器具及電動平衡車等機電產品更是沿海地區重要的支柱性出口產業。

隨著中國「一帶一路,合作共贏」的政策實施,根據中國商務部新聞資料顯示,2016年前十一個月中國對部分「一帶一路」沿線國家出口為正增長,其中俄羅斯的增長率為13.8%。近年,歐亞經濟聯盟,特別是俄羅斯的電池進口數額高速增長,而中國就是他們的電池第一大製造來源國。在這裡,我們將告訴您如何正確選擇與產品及電池相匹配的歐亞經濟聯EAEU認證或者俄羅斯的強制認證。

 

歐亞經濟聯盟EAEU/CU EAC認證

歐亞經濟聯盟是中國周邊重要的區域經濟整合組織,成員國中的俄羅斯、白俄羅斯、哈薩克、亞美尼亞以及吉爾吉斯斯坦均是中國開展貿易、投資,以及共建「絲綢之路經濟帶」的重要合作夥伴。瞭解歐亞經濟聯盟法律對於中國與歐亞經濟聯盟經貿合作具有重要意義。

自2015年,歐亞經濟聯盟 (EAEU) 沿用其前身海關聯盟 (CU) ,即原俄羅斯、哈薩克、白俄羅斯三國組成的海關聯盟 (CU) 政策,對機械設備、交通工具、玩具等66大類商品實施強制技術規範管理,並將各國獨立的認證證書改為統一的認證證書,中國超過90%的輸俄商品需申請該認證。

 

EAEU聯盟成員國示意圖

 

俄羅斯GOST R合格證書是在EAEU聯盟組成之前,確認產品符合俄羅斯安全法規的證明檔。在EAEU之後,對於EAEU還未公佈相應技術規範的產品,仍需符合俄羅斯本國的GOST R認證。

GOST R合格證書適用於在俄羅斯生產,或者是進口到俄羅斯的產品。GOST R合格證書是證明認證產品符合認證法規,確認該產品符合俄羅斯國家要求、適用標準的品質和安全要求的證明檔。而產品證書針對有些產品是強制性的。

俄羅斯GOST R強制性證書分為:

1. GOST R合格證書

2. GOST R Declaration即GOST R符合性聲明

 

如何順利取得認證?

第一步, 確認電池類產品類別

類別1: 電芯, 即不含任何主動元件或者電路的電芯、電芯模組。

類別2: 電池, 即含主動元件的電池或者電池包。

根據當前的歐亞經濟聯盟和俄羅斯的法規,類別1電芯的產品認證必須遵循GOST R Declaration 的認證系統,而類別2電池則必須在EAEU/CU的EAC Certification認證系統內。

第二步, 瞭解不同法規要求有不同的認證流程。

自2015年1月1日實施「歐亞經濟聯盟」協議以來,技術法規所要求的覆蓋範圍就從單個成員國提高到歐亞經濟聯盟層面。

根據EAEU協定第52-53頁闡述,對於那些在聯盟技術法規內強制的產品,所有聯盟國都應該保證並遵循EAEU法規的優先性。假設電池產品的類別在EAEU的認證清單裡,那麼就需要根據EAEU的要求申請Declaration或者Certification,並且在電池產品上印有EAC的標誌。

具體見下方法規釋義。

EAEU Contract (Pages 52-53)

Products, which have entered into force on technical regulations of the Union (technical regulations of the Union), is released into circulation on the territory of the Union, provided that it passed the required conformity assessment procedures specified in technical regulations of the Union.

From the date of entry into force of the technical regulations of the Union, in the territories of member States associated, mandatory requirements to products or to production and connected with requirements to production to designing processes (including surveys), production, construction, installation, adjustment, operation, storage, transportation, realization and utilization established by the legislation of the member States or acts of the Commission, act only in part, certain transitional provisions, and from the completion of the transitional provisions, certain technical regulations of the Union and (or) an act of Commission, do not apply for the release of products in circulation, assessment of conformity of objects of technical regulation, state control (supervision) over observance of requirements of technical regulations of the Union.

Mandatory requirements to products or to production and connected with requirements to production to designing processes (including surveys), production, construction, installation, adjustment, operation, storage, transportation, realization and utilization established by acts of Commission until the date of entry into force of technical regulations of the Union are included in the technical regulations of the Union.

 

類別1: 電芯, 即不含任何主動元件或電路的電芯、電芯模組。

沒有任何主動電子電路的帶電電池以及用於連接點亮設備的電池(電芯),即不帶主動電子電路或者不含主動元件的電芯不需要申請EAEU認證。

如果不在EAEU 020/2012或者 018/2012指令裡的電池(電芯)產品,應該參照EAEU協定Annex 9指令,判斷是否需要申請成員國內單獨的強制認證,比如GOST R(俄羅斯認證)。屬於GOST R 認證系統的電池(電芯)包括:

  • Battery for mandatory GOST R Approval (Declaration)
  • Battery classification:
  • 3481 Batteries and battery acid
  • Batteries lead-acid starter (except those used for wheeled vehicles)*
  • Battery storage lead for motorcycles and scooters*
  • Batteries and battery acid open (unsealed) *
  • Batteries and battery acid closed (sealed) *
  • 3482 Batteries and alkaline batteries
  • Batteries and batteries alkaline Nickel-iron*
  • Accumulators alkaline Nickel-cadmium sealed cylindrical
  • Accumulators alkaline Nickel-cadmium sealed disc
  • Accumulators alkaline Nickel-cadmium prismatic sealed
  • Batteries and batteries alkaline Nickel-cadmium closed (leaking)
  • Batteries and rechargeable batteries, Nickel metal hydride and lithium systems*
  • 3483 galvanic cells and batteries

 

類別2: 電池, 即含主動元件的電池或者電池包。

EAEU關於EMC的020/2012 指令描述如下:所有有可能引起電磁干擾的帶電產品都需要按照020/2012申請EAEC/CU EAC認證。意味這個指令下的產品是指所有含主動電子電路或者主動元件的帶電產品。主動元件包括—電晶體、晶片、二極體或者其他半導體元件。即類別2電池需要申請EAEU認證。

根據EAEU指令 018/2012,作為車輛零組件的可充電電池也是需要做EAEU/CU 的EAC認證。

 

GOST R Declaration系統和EAEU的Certification系統一覽表


 

 

我們總是被問到,為什麼類別1電芯不被歸為EAEU/CU的EAC Certification 範圍呢?

原因一:詳述EAEC關於EMC的020/2012 指令,其中描述如下:所有可能引起電磁干擾的帶電產品都需要按照020/2012來申請EAC認證。意味這個指令下的產品是指所有含有主動電子電路或者主動元件的帶電產品。主動元件包括–電晶體、晶片、二極體或者其他半導體元件。那麼由此可見,不帶主動電子電路或者主動元件的電芯是不需要申請EAC認證。

All products that can cause electromagnetic interference (Clause 1. Article 1. Page 3)

Products related to the EAEU EMC Directive-020/2012 products will be – all electrical goods with active electronic circuits or component inside. Active electronic components are – transistors, microchips, diodes and others semiconductor components.

 

原因二:在EAEC關於EMC的020/2012指令的範圍外補充資料附件1裡, 也具體提到沒有任何主動電子電路的帶電電池,以及用於連接點亮設備的電池(也即電芯)不包括在該認證範圍內。

Not related to EAEU Directive 020/2012 products (Attachment 1. Pages 24-25)

3. Electric batteries and connected them to the light equipment without active electronic circuits (cells).

This means that product category cells (without active electronic components) – will be out of scope Directive 020/2012.

由此可見,類別2中主動電子電路或者主動元件的電池是需要做EAEU認證,因為其一,它會產生電磁干擾,其二,它也不在Attachment 1 裡。

考慮到其他產品有可能會存在需要判斷認證種類的情況,因此我們提供一份EAEU協定的認證產品清單以供參考,方便您瞭解和事先判斷該產品是否在EAEU的認證範疇內,如果是,那麼應保證並遵循EAEU法規的優先性,選用EAEC認證。如果產品不在EAEC的認證範圍內,那麼就考慮是否需要申請成員國內單獨的強制認證,比如GOST R (俄羅斯的認證) 。

 

無需恐慌,專家解讀201政策和可能帶來的影響

Suniva請願201條款,震驚太陽能產業

2017年4月17日,總部位於美國喬治亞州的太陽能電池和零組件製造商Suniva正式向美國法院申請破產保護。26日,該公司隨即以《1974年貿易法》的「201條款」為依據,向美國國際貿易委員會提起訴訟,要求對所有進口至美國的晶矽太陽能電池片和模組發起全球保障性措施調查。

事情會發生是因為……

美國太陽能公司SUNIVA4月申請破產,

他表示不服氣,

於是向美國國際貿易委員會(ITC)

提出申請“201條款”:

此消息一出,業界譁然,

甚至一向支持雙反的SOLARWORLD

也表示不支持SUNIVA這麼無理的要求:

美國太陽能產業協會(SEIA)也不贊同SUNIVA。

為什麼這樣說?

中國太陽能元件品牌的大佬們也紛紛舉起大旗,

晶科能源、隆基樂葉、天合光能、阿特斯、晶澳、協鑫集成、英利、正泰、東方日升、中來太陽能…等太陽能企業已聲明反對:

 

德國萊因TÜV為您解讀

1、201政策與雙反的不同之處

 

雙反

  • 根據WTO協定,如果A國對B國進行傾銷(即低於成本價格銷售),B國可以採用反傾銷和反補貼等貿易措施。
  • 「雙反」措施即反傾銷和反補貼措施,是指一國對其進口的來自同一個國家的、同一種產品同時適用反傾銷措施和反補貼措施,以救助國內受損產業的貿易救濟手段。

201條款

  • 美國「201條款」是指美國1974年貿易法201-204節「受進口損害的產業的積極調整」。 該條款授權總統在因其它國家進口產品數量造成國內產業嚴重損害威脅時,採取適當的救濟措施以防止或補救損害,並協助國內產業進行必要的調整。
  • 「201條款」不同於一般的反傾銷法規,是針對所有國家的進口,它具有任意性。

 

與「雙反」措施相比,「201條款」裁決過程將更簡單快速,只要認定SUNIVA的確遭遇損失,就可以採取相應的補救政策,ITC需在120~150天之內完成判決,60天內交付美國總統;而美國總統則有30天的時間決定是否通過執行。一旦決議執行,被控訴方可以繼續向WTO上訴,以WTO最終裁定為准。

 

2、「201條款」成立的三個條件

  1. 確認外來進口量增加;
  2. 確認本國(USA)產品的市占率或產量下滑;
  3. 最後,確認前兩者確實有關且造成損害。

 

3、參考案例

15年前,鋼鐵行業曾遭遇類似的保障措施案:

2002年3月5日美國總統宣佈:對10種進口鋼材保障措施,在為期3年的時間裡,加徵最高達30%的關稅。包括中國在內的一些WTO成員將本案提交 WTO爭端解決機構。爭端方經過磋商、專家組審議、上訴審階段,上訴機構於2003年11月10日作出最終裁決,認定美國的措施不符合WTO規定,至此, 美國鋼鐵保障措施案落下帷幕。

 

目前此申請仍在審批過程中,我們預期會為市場帶來以下幾點的影響:

  1. 在核准法案的過程中,即2017年10月之前,ITC會向總統呈報結果之前,美國本土光電系統的業主可能會大量採購(尚未漲價)的模組並囤貨來減低未來的風險,因此出口美國的數量會大幅提升。
  2. 部分資金方會考慮政治因素而離開美國市場,轉投其他市場,如日本、印度、澳洲以及歐洲,追求更穩定的收入。
  3. 對於模組廠商而言,除了積極開展對ICT的遊說,同時組成產業聯盟,若法案一旦通過,根據鋼鐵產業的案例,可以向WTO爭端解決機構進行上訴。

 

德國萊因TÜV太陽能服務

我們將與元件廠商共同關注此次風波,希望借此機會幫助企業瞭解太陽能產業在不同國家與地區的政策、法規和制度。

早在2008年中,德國萊因TÜV與亞利桑那州立大學(Arizona State University, ASU for short)聯手,共同建立德國萊因TÜV太陽能測試實驗室有限公司(TÜV Rheinland PTL, LLC)。該機構為太陽能設備提供測試和認證服務,擁有世界上最完善的設施、最尖端的技術和最高的測試認證水準。

德國萊因TÜV太陽能測試實驗室有限公司作為私營機構,坐落於美國亞利桑那州的Tempe市,結合了德國萊因TÜV和亞利桑那州立大學各自的優勢。前者作為世界領先的獨立測試和檢測服務提供者,聲譽卓著,擁有尖端的技術,豐富的管理知識,其業務遍佈世界。而後者則在太陽能領域擁有長達50多年的研究經驗,掌握豐富的太陽能測試技術。亞利桑那州立大學的太陽能測試實驗室(Photovoltaic Testing Laboratory)始建於1992年,是美國唯一一家經過授權可進行太陽能產品設計資質認證和型式認可的實驗室。

除了符合IEC 61215、IEC 61646、IEC 61730、IEC 62108、ANSI/UL 1703 和PowerMark的認證要求之外,美國各州,甚至到郡縣之間對於太陽能光電系統的補貼也不盡相同,有些是一次性補貼,有些是根據返點即併網產生的電量結算,或亦是通過信用補貼,比如產生了10美元的電,政府可以在其他方面減免這筆費用,因此除了現金補貼,政府更願意採用複雜的金融產品進行補貼。

 

太陽能接線盒進化簡史


程子煜
德國萊因TÜV大中華區太陽能及燃料電池組太陽能零組件專案經理,上海太陽能零組件智慧接線盒業務負責人。

 

隨著人類的進步,全球環境以及能源已經成為我們無法逃避的問題。究其根本,環境的持續惡化來自於能源的過度開採、浪費和本身不健康的構成。因此,改變目前的能源構成,積極開發和使用綠色可再生能源便成為我們今日發展的重點。

作為可再生能源之一的太陽能,無論從環保還是永續利用的角度,都是人類目前最佳的選擇,潛力無限。直至今日,太陽能的研究與利用已有數十年的歷程。然而,在大家將目光聚焦於電池技術、模組轉換效率提升等重點的同時,往往忽視了一些雖小,但不可或缺的太陽能用零組件,造成好的電池技術、好的模組無法有效利用,更甚者在使用過程中引起危害。太陽能接線盒便是這眾多關鍵零組件之一。在整個太陽能模組系統中,接線盒就像是一個重要的交通樞紐,肩負匯出模組發出的電能,保護模組正常使用,並傳輸給下一級的關鍵連接作用。

 

從模仿到自主研發,接線盒產品良莠不齊

隨著中國太陽能市場的爆發式增長,太陽能接線盒的用量也成倍數增加。目前,中國的太陽能接線盒製造工藝已經處於全球領先水準。然而太陽能接線盒進入中國市場伊始,中國的生產廠商沒有任何經驗。當時所謂的接線盒研發僅處於抄襲照搬與模仿,隨著新製造商的不斷湧現,接線盒市場競爭的日益激烈與有序化的形成,中國接線盒設計製造水準顯著提高,逐步過渡到自主研發階段,各種類接線盒產品也如同雨後春筍般冒出面對成千上百的太陽能接線盒,如何選擇讓眾多買家頭痛不已。

 

接線盒標準,從無到有,為產品品質確立規範

德國萊因TÜV作為全球知名的協力廠商認證機構,從80年代初便投身於太陽能零組件的測試研究當中。經過大量的實驗與資料分析,並結合實際太陽能電站的諸多實際潛在隱患,編寫出全球認可的第一份太陽能接線盒認證標準2 PfG 1162。該標準為太陽能接線盒的選擇與應用指明了方向,並將諸多潛在的隱患止步於萌芽狀態。2PfG 1162在太陽能接線盒的防護性、安全性以及使用性能方面制定了相應的測試要求,這在當年可謂是全球接線盒產業的一尺標杆。之後在2008年前後,德國萊因TÜV的專家與德國標準委員會共同努力推出太陽能接線盒德國行業標準DIN V VDE V 0126-5, 再一次從結構、材料以及電性能等方面對太陽能接線盒的測試認證進行詮釋。標準的誕生是源自對產品精益求精的精神,近年來,伴隨著EN 50548+A1+A2與IEC 62790標準的推出,對於太陽能接線盒產品的關注也被推向了歷史新高。

 

智慧接線盒提高發電量

科技的日新月異推動著太陽能產品蓬勃發展,傳統的接線盒產品已經不能滿足現代科技化的電站需求,在電站長期投入使用過程中,為了解決或者盡可能減小發電量的衰減,能提升發電量的智能接線盒脫穎而出。

接線盒製造商們或以電子線路板與MOS管的結合,取代傳統金屬件與二極體,利用MOS管的開關特性降低因熱斑帶來的損耗。或在接線盒內集成功率優化器,時刻追蹤模組的最大功率工作點,當太陽能模組遭受遮擋或失配時,依然使其在最大功率狀態下運作。更有的在集成功率優化器的功能上附加輸出限壓功能,從而使得在額定的系統電壓下串聯更多的模組,提高發電量。

 

具備通訊功能的接線盒提升運維品質

近些年分散式電站的投建遍地開花,如何快速有效並低成本的提升運維品質是許多終端客戶迫切想要解決的問題。因此具有監控和通訊功能的接線盒產品孕育而生,它通過感測器零組件採集信號,通過傳輸零組件向終端運維傳輸資訊,在第一時間讓終端運維商能直接監控太陽能電站中每一塊太陽能模組的工作狀態。

 

快速關斷類產品保障使用安全

越來越多的太陽能產品被運用到人們的生活中,為大家帶諸多的便利,與此同時,安全的理念也顯得尤為重要。之前在國外的一所太陽能屋頂發生火災,雖然電力設備已關閉,但是受損的太陽能陣列中仍存在著高達幾百伏的危險電壓,對業主和救援人員造成危險。

快速關斷類產品的誕生給業主和救援人員帶來了福音,當太陽能系統發生安全事故初期,如電器短路、火災等情況下,它能快速降低區域內系統電壓,從而使相關人員及時並安全地進入事故區域,盡可能地降低事故所帶來的損失。

 

智能接線盒標準應運而生

這些新興產品的誕生也促使著產業規範的進一步推行,德國萊因TÜV的專家們借鑒30多年研究太陽能產業所積累的經驗,制定了業內第一部智慧接線盒標準2PfG 2305,幫助買家在採購此類產品時提供了參考資料。

 

應對直流1500V電壓系統,光電逆變器設計思路詳解

戴建偉,德國萊因TÜV大中華區太陽能及燃料電池技術服務部 副經理

 

2016年,中國以突破34GW的年總裝機量連續四年領先全球光電市場。除了炙手可熱的裝機熱潮之外,業界也在不斷探討,如何以更先進的技術讓光電系統的發電成本持續下降,同時優化轉換效率。直流1500V電壓系統相比常規的1000V系統,可以減少直流側組串數,從而減少光電電纜用量和直流匯流箱數量,降低直流線路損耗,減少安裝成本。同時,電流不變的前提下提升電壓,意味著匯流箱、逆變器等電氣設備單位功率密度的提高,從系統上降低光電發電成本,提高系統轉換效率。從全球市場來看,北美和歐洲的大部分系統也正逐步轉向直流1500V。

那麼,直流1500V系統對光電逆變器及其他核心模組設計提出了怎樣的技術挑戰?元件製造商該如何應對?德國萊因TÜV大中華區太陽能及燃料電池技術服務經理戴建偉先生就此話題為業界提供了應對思路和解決方案。

 

直流1000V和1500V系統要求,差異在哪裡?

IEC/EN 62109-1/2標準具體規範了光電逆變器的安全要求,涉及七大危害防護:電氣、機械、過溫、防火、化學、雜訊、液體氣體爆炸危險。直流1000V和1500V系統安全設計要求的區別主要集中在電氣安全。

標準規定,安全可觸及部分和危險電壓部分必須要有可靠的防護以確保安全。防護方式有以下4種:

  • 隔離防護
  • 阻抗防護
  • 限壓防護
  • 接地保護

那麼,相對於1000V系統,怎樣的防護才能滿足1500V系統的要求?

隔離防護是利用電氣間隙和爬電距離來阻隔危險電壓對人接觸安全可觸及部分時造成的觸電危險,是電氣安全防護中常用且可靠的方式。

德國萊因TÜV指出,在電氣間隙的要求上直流1000V和1500V沒有差異。但是,直流1500V系統的爬電距離要求比1000V系統提高較多,對現有的逆變器及相關元件的安全設計造成一定挑戰,詳見下表:

 

針對爬電距離要求升級的安全防護設計解決方案

爬電距離的提升對逆變器及元件製造商來說是個很大的挑戰,有沒有好的辦法可以解決?德國萊因TÜV提出了一種有效的解決方案:

標準明確定義了影響爬電距離的四大因素:污染等級、工作電壓、絕緣材料組別和絕緣類型。其中降低污染等級可以大幅降低爬電距離的限值要求,是可以滿足標準要求的可行措施,而灌膠與塗層就是降低污染等級的有效手段。

使用灌膠與塗層後,改變非常明顯。從下表可以看到,由於污染等級從2類變為1類在直流1500V系統中,基本絕緣和加強絕緣的限值分別從之前的15mm和30mm降到了5.2mm和10.4mm。

評估灌膠與塗層的關鍵測試有哪些?

根據IEC 60664-3,評估灌膠與塗層有以下關鍵測試:

  • 目檢。這不是純粹依靠肉眼就能完成,測試需要將PCB板放大10倍後,檢查灌膠與塗層材料是否有膨脹、起泡、裂痕、與底部基材脫離等不滿足要求的情況;
  • 低溫測試:-25℃,或以產品說明書定義的最低使用溫度,持續96個小時;
  • 乾熱測試:125℃,或以產品說明書定義的最低使用溫度,持續1000小時;
  • 快速溫變測試:50個迴圈/單個迴圈1小時/溫變速度≤30秒;
  • 靜態電壓下的濕熱測試:40℃/93%濕度、持續時間96小時;
  • 附著力測試:考核塗層與PCB板基材的結合程度;
  • 潮態處理:40℃/93%濕度、持續48小時;
  • 絕緣電阻測試;
  • 耐壓測試;

 

(灌膠與塗層的測試項目)

 

如果能夠順利通過測試,則可以認定該灌膠與塗層符合標準要求。

德國萊因TÜV指出,提高絕緣材料組別也是降低爬電距離限值要求的另一種方式,但此種方式存在以下問題:

1.高組別的絕緣材料對廠商來說意味著更高的成本;

2.逆變器結構複雜,涉及的絕緣材料多種多樣,如採用隨機測試的方式進行驗證,需要提供標準試樣的種類和數量較多,一些模組的絕緣材料試樣比較難以獲得,例如光耦;

3.即便所有種類的絕緣材料全部符合了所要求的絕緣組別要求,一旦廠商需要更換某個涉及絕緣的零組件,新增的可選零組件仍需提供絕緣試樣進行隨機測試;

4.即使採用最高組別的絕緣材料CTI ≥600,其對應的爬電距離限值仍高於污染等級為1時的爬電距離要求,達到基本絕緣5mm和加強絕緣15mm;

相比較而言,採取降低污染等級的方式,雖然前期認證成本較高,但對廠商而言,後期的維護成本較低,增加的成本只涉及灌膠/塗層的材料,不影響其它元器件的更換。

直流1500V系統中的零組件選擇要求

德國萊因TÜV指出所有的相關元件需要具備IEC或EN相關標準的德國萊因TÜV或相關認證,額定工作電壓必須符合直流1500V的規格要求。以下是分別針對防雷裝置、直流側保險絲、直流側斷路器所進行的總結:

防雷裝置:

 

直流側保險絲:

 

直流側斷路器:

廠商應選擇與系統電壓相符的認證零組件。

除此以外,德國萊因TÜV還特別提出直流1500V系統還需要非常重視以下問題:例如直流拉弧和PID防護等。

 

雙面模組的標定和認證在IEC 61215標準中的最新發展趨勢

李甯達

李甯達曾就讀於澳大利亞新南威爾士大學的光伏與太陽能工程專業,目前是德國萊因TÜV大中華區太陽能/燃料電池技術服務專案工程師。主要從事太陽能光電模組的測試和認證工作,同時也積極參與大量技術研究工作,積累豐富的實做經驗。

 

德國萊因TÜV光電模組相關的IEC標準從93年發展至今已經有很長一段時間了,去年上半年地面用結晶矽光電模組的設計鑒定和定型標準的2016最新版本正式發佈,這標誌著光電模組的認證翻開了一個新的篇章。新IEC 61215:2016 一大特點就是此標準是作為一個系列標準而發佈,為未來的標準發展提供了很大靈活性。

對於雙面模組而言,在IEC 61215標準中有哪些特殊的要求呢?

 

第一部分:測試要求

a)對標誌和文件的要求

需要體現基於不同背面輻照度對應的短路電流、開路電壓和最大功率。這裡需要體現的輻照度可以基於獨立的背面輻照度的形式,也可以是總的正面等效輻照度的形式。同時,還需要標明帶有公差的雙面係數,其它電性能參數的體現也需要對應各個不同的等效輻照度。

b) 針對判定標準的補充內容

測試方法基本遵循另一個標準草案IEC 60904-1-2中的單面測量法的要求,第一步先遮擋背面測正面,第二步,遮擋正面測背面,這裡測試用的輻照度是廠家所聲稱的背面增益的百分比乘以1000W/m2。 最後,在基於前兩個測試結果的Isc得到一個Isc之和,用一個能得到此Isc之和的等效輻照度來測量模組的正面得到最終的測試結果。這個測試結果將被用於Gate1 和Gate2 的判定。

c)對報告的建議

每項測試後的功率雙面係數的變化最好在報告中作為一個參考。

 

第二部分:測試步驟

a) 最主要的一個補充內容就是針對功率測量

測量的細節與上述第一部分(b)中提到的遵循另一個標準草案IEC 60904-1-2中的單面測量法的要求一致,其中第三步所得到的測試資料將被用於Gate1和Gate 2的最終判定。

b) 對於STC下的性能測試和標稱模組工作溫度下的性能測試

修正案中明確了至少三個基於不同輻照度0、100、200的測量值需要被採集。測試的方法仍然是單面測量等效輻照度。基於下圖這個公式,可以舉一個簡單的例子。如果模組的功率雙面係數是0.9,那麼對於STC條件下的性能測試所用的三個測量輻照度就是1000,1090和1180W/m2。對於NMOT,就是800,890和980W/m2。

c) 低輻照度下的性能測試

修正案中提到正反兩面用遮擋法分別在200W/m2的輻照度下測量。

d)戶外曝曬測試

因為通常雙面模組的應用場景不同,模組的性能又受各種環境因素影響很大,所以修正案中建議是引用IEC 61853-2的測試方法,這部分內容也正在起草中。

e) UV 預處理測試

雙面模組修正案中提出針對雙面光電零組件的背面需重複測試一次。

f) 熱斑測試

對於熱斑測試而言,由於雙面模組會產生額外的電流和功率輸出,所以測試時需要施加更高的輻照度以類比這個情況。但是這又會涉及到另外一個難題,當雙面模組一面中有遮擋的時候實際上並不影響背面的pn結受光並產生電流,所以具體的測試細節仍然在討論中。

IEC WG2 工作組正在致力於編寫一份基於IEC 61215新標準的Amendment修正案,由於這份修正案正處在草稿階段,以上提到的內容或有變更。德國萊因TÜV是草案起草的參與者,能夠第一時間為大家公佈最新的修正案內容,敬請關注。

 

認清機器人電纜生產環節中的三大誤區

2013年德國政府提出「工業4.0」,旨在讓機器之間能夠智能連線與溝通,通過智慧生產將生產品質和效率提升到更高的水準。日本是最早大規模使用工業機器人的國家之一,目前機器人在許多領域日益普及,正邁向一個「機器人國度」。 機器人不僅在生產製造領域不可或缺,隨著醫護、養老服務類機器人的研發應用,更讓機器人走入了普通大眾的生活。

機器人電纜是機器人中重要的零組件,可謂機器人的中樞神經。據不完全統計,外資企業幾乎囊括了中國機器人電纜生意,佔有約80%的訂單。然而近年來,中國機器人電纜產業快速發展,市場地位日漸提升,湧現出一批優秀的機器人電纜生產企業。隨著「中國製造2025」概念的提出,越來越多的電纜企業將機器人電纜列為新興產品進行開發規劃,形成一波機器人電纜風潮。但是,目前機器人電纜沒有相關產品標準,少數企業只是依靠整機廠的要求進行產品生產,尚未有成型的技術規範,這給企業的研發帶來很大困難度。同時,產品標準的缺乏也不利於市場的健康成長。

 

在這個過程中,我們也發現不少機器人電纜生產廠商往往會陷入一些常見的誤區:

一、能承受幾千萬次機械測試就是中國好電纜?

不少機器人電纜廠商在評估產品優劣的標準仍借用過去其他產業電纜的方式,即機械測試的承載能力,在測試方法上,他們追求一種「極致完美」的測試挑戰,即電纜線能承受一千萬次運動測試。我們認為,耐磨性固然重要,但是我們要有全盤思考,理由有三:

1)測試儀器無法達到不間斷幾千萬次測試的能力,如果間歇有暫停,測試結果會產生偏差。

2)測試週期和費用,若達到幾千萬次的運動測試,其週期可能長達好幾年,費用超過百萬人民幣,對企業而言是不符合成本預算的。

3)機器人電纜的測試要求不僅僅只考慮電能的輸送,還需要兼顧承載信號傳輸的功能。機械測試對電纜的損耗是否會影響信號傳輸的穩定性是機器人電纜品質的核心要素。

 

根據德國萊因TÜV自行開發的標準2 PfG 2577/08.16,我們認為:

由於不同行業的特殊性,我們要從多個面向來思考品質的標準,從測試合理性,成本結構和動態變化中定義測試的極限值,我們推薦一百萬次的測試方案,同時根據測試方案建議機器人電纜廠商進行產品設計和產品結構規劃。

 

二、價格優勢比產品設計更重要?

在我們接觸的大部分中國廠商中,雖然他們面對嚴酷的市場價格競爭,但是他們最大的衝擊其實就是面對一個新興的機器人零組件產業,缺乏設計能力,而這恰恰是影響性能的必要條件。以導體銅為例,普通拉束絲的技術無法滿足線纜的要求,在我們的測試過程中,往往會發生在10萬次的機械測試中發生斷裂現象,而日本德國的產品能經受的測試次數10多倍於本土產品,他們的設計工藝已經有20-30年的研發生產經驗,但是在中國國內最優秀的企業不過10年,這也是為什麼80%機器人整機廠更願意採購進口產品。面對這樣的挑戰,改變設計就是提升品質,獲得訂單的關鍵。

根據德國萊因TÜV自行開發的標準2 PfG 2577/08.16,我們為生產廠家在選料過程中提供原料清單參考,剔除了目前技術無法達到的材料,可以更高效率地進行產品設計。

同時,我們獲悉整機廠的需求,指導技術精進提升產品結構的合理性。

  1. 原料的選擇:我們更加推薦合金材料,雖然價格稍貴,但是柔韌性更優,重量更輕,更容易剝離,在安裝過程中有效減少導線受損。
  2. 設計上:我們充分和整機廠溝通,瞭解他們對於電纜的結構的要求,如更好傳輸性能的芯線排布要求,可以協助廠商在產品設計初期得到明確的買家要求,避免造成過度研發。

 

三、機器人整機廠無複測要求?

目前,大部分整機廠商對於組件供應商,只在採購過程中要求提供認證報告,但是隨著機器人的普及,未來,他們會越來越多關注零組件如電纜的折舊率、損耗程度,並在使用過程中進行複測,來評估其材料的耐用性和信號傳輸的穩定性。而德國萊因TÜV的新標準2 PfG 2577/08.16正是考慮線纜運行過程中,結構破壞的情況下,是否仍會影響信號的傳輸來進行測試。而這樣的標準會成為整機廠的首選考慮。

正是基於我們對於電纜行業的理解,在2015年,德國萊因TÜV根據買家要求,結合大量的測試結果,自行研發了2 PfG 2577標準,並在2016年8月推出市場。在研發新標準的過程中,我們重點思考了兩個問題 1)機械性能運動的測試方法有哪些?2)在測試過程中,極限值如何設定。因此,我們與日本合作夥伴,用他們20年的生產經驗來釐清這些問題和答案,並完成了標準的起草和開發。我們希望站在行業巨頭的肩膀上為廣大的兩岸三地電纜企業提供眺望遠方的角度和方法。

 

驗證機器人電纜機械耐久性的八項測試方法

楊海龍

德國萊因TÜV大中華區商用與工業產品服務資深項目經理

在電線電纜以及電氣零組件產品測試認證領域擁有10年以上豐富經驗,德國萊因TÜV技術簽證官。

隨著德國率先提出的工業4.0,各個發達國家及中國都在制定自己國家的智能製造戰略。在剛剛過去的兩會,中國工信部部長在回答記者時也提到,中國已部署了40個機器人產業園區。

說到機器人,必須要提機器人電纜。機器人電纜就好比是機器人的神經和血管。然而,機器人電纜跟傳統電纜,在設計和研發上有很大不同。機器人電纜需要長時間進行彎曲以及扭絞運動,如何始終確保電纜的電氣絕緣有效和通信傳輸正常是衡量產品品質安全的關鍵。然而,德國萊因TÜV也觀察到,產品設計和製造時由於技術運用不當和選材有誤,電纜因運動承受徑向和軸向應力而出現斷裂是很普遍的現象。

為解決該問題,2016年8月,德國萊因TÜV正式頒布了業界首份專門針對機器人電纜的標準:2PFG2577。該標準的適用範圍一般定義在工業用的機器人,交流電壓不超過450/750V等級,不含弧焊和點焊電纜。這份標準針對機器人電纜機械性能的特殊要求,定義了成纜的五個運動等級,涉及八項性能測試,同時對導體及絕緣材料類別、絕緣材料耐候性、線芯及填充材料的組合等作出了全面的規定並設定了考核要求。

 

測試一:雙滑輪的曲撓(≤4mm2)

這項測試考核電纜在徑向承受拉力,線芯施加電壓電流負荷的情況下,整體的柔韌性表現。

 

測試二:彎折及旋轉

這項測試中電纜兩端固定,中間部分做離心旋轉運動。

 

測試三:彎折

這是模擬多關節機器人可能會用到的懸臂,有一端固定在右下角,另一端是旋轉,本身彎曲的速度是200flexings/min,至少3萬次。

 

測試四:拖鏈彎曲

這項測試是拖鏈電纜必做的項目,彎曲半徑為6D。

 

測試五:90度彎折(>4mm2)

測試時,電纜自由鍛在180度範圍內左右搖擺,每分鐘40次的旋轉率,總次數要求是100萬次。因為每次彎折的點是在兩個固定件間的位置,並且反復在一個點上進行操作,所以這項測試要求比較苛刻。

 

測試六:2D扭轉

2D旋轉有兩個測試可二選一。一個是水平式的,左端有一個自旋轉,旋轉的次數根據客戶的需求確定一個角度。第二種是曲線旋轉,左端也是固定的,右端在軸上旋轉。兩個測試標準都是至少500萬次。

 

測試七:垂直扭轉

進行垂直扭轉測試時,下面有一個固定端,該測試時旋轉的角度比較大,每分鐘是12次的旋轉速度。

 

測試八:3D旋轉

3D旋轉測試比較複雜,與90度彎折測試有點像,不過下面的盤子還要進行一個自旋轉,類似3D環境下的考核,一個週期需要旋轉360度,旋轉的速度是30次每分鐘,至少是500萬次。

機械耐久性測試後,如果線纜表面不出現開裂,對線芯施加1500V的情況下沒有出現有擊穿現象,導體電阻值增量不超過5%,同時傳輸性能滿足要求,那麼這就是一條高質量的機器人電纜。

當然,除了考慮電纜機械耐久性,德國萊因TÜV的2PFG2577標準也規範了以下要求:
– 電性能
– 耐候性
– 絕緣
– 材料
– 屏蔽
– 傳輸性

 

《TÜV萊因洞察》智慧割草機解放你的雙手

進入新世紀,世界各個國家對城市綠化越來越重視,草坪業迅猛發展,由此帶動中國的園林機械製造業不斷升級,以適應持續增長的市場需求。直流鋰電割草機作為園林機械的一種,其產業由小到大,迅速發展,現已成為一個產品種類比較齊全、創新能力不斷增強、市場需求十分旺盛的朝陽產業。特別是近年來,城市現代化程度的不斷增加,以及發達國家相繼進入老齡化社會,傳統的草坪管理技術已經明顯不能滿足需求,人們對園林器械智慧化的要求不斷提升,智慧割草機自然成為當前最佳的解決方案。

 

歐美是智慧割草機的主要潛力市場

根據中國海關統計資料,2016年中國割草機出口同比增長15%,達到17.67億人民幣。排名前5的出口目的地國家分別是美國、德國、法國、英國和比利時,占總出口的59%。而在排名前10的出口目的地國家中歐美地區佔據了其中的8位,成為當之無愧的割草機主要需求市場。

資料來源:中國海關

 

智慧割草機產業發展進一步加快,不但產量增加,而且產品技術能量也不斷提升。但與此同時,也看到中國智慧割草機產業發展基礎薄弱。這一產業的成長主要集中在國外產品的增長和擴張,市場仍然被HUSQVARNA,GGP,Bosch等國際品牌壟斷,中國製造的智慧割草機僅僅是市場的配角。儘管2013年德國萊因TÜV就為中國品牌自主研發了兩年多的智慧割草機簽發了全球第一張GS 證書。但幾年磨一劍卻仍然沒有找到敲門磚的中國企業比比皆是。我們看到中國智慧割草機與國際產品差的不僅僅是一個品牌,更多是品牌背後的產品品質和市場認可。

 

產品安全和功能實現之間的抉擇

傳統割草機由於體積龐大,便攜性差等原因,在使用過程中極其不方便;而且必須依賴人工輔助操作才能完成工作,這也就不可避免的使人們承受巨大雜訊污染、尾氣排放污染、粉塵污染和機械傷害風險,長久下來對人們的身體構成嚴重的健康威脅。智慧割草機盡可能的減少了人們與設備的直接接觸,最大程度的避免了這些情況的發生。但是很多生產商過度追求產品的割草效率,而忽視了對危險的防護。德國萊因TÜV大中華區商用與工業產品服務在與諸多中國國內和國外製造商的合作過程中總結出以下安規關鍵點:

 

機械危險的防護和檢測

智慧割草機由鋰電池驅動,主要的危險來源是機械傷害。對於割草機,刀片是唯一外露的運動部件,而且轉速較高,如果人體的手或腳等碰觸到高速運轉的刀片,將造成極其嚴重的人身傷害。因此對刀片的防護是智慧割草機結構要求的重要部分。依據現行安全標準的要求,刀片的防護檢測主要包括防止人的手腳的意外觸及(使用測試指、測試臂和測試腳考核),目的是為了最大程度地避免操作者和其他人員的肢體在進入危險區域時受到傷害。但是為了實現割草機最大程度的切割和行走功能(切割高度,切割寬度,爬坡能力等),生產商往往忽視或犧牲了防護要求,比如機殼下緣離地高度比較高,機身前後防護範圍比較小,這導致安規測試時無法通過相關的考核。

圖 :測試腳,測試手臂,測試指

圖表來源:德國萊因TÜV大中華區商用與工業產品服務電動及園林工具

 

智慧割草機的控制

智慧割草機的運行模式主要是自動運作和手動遙控操作模式。無論何種模式,在智慧割草機的運行過程中都對啟動和停止有嚴格的要求。

數據來源:德國萊因TÜV大中華區商用與工業產品服務電動及園林工具

 

工作區域的建立和自我識別

智慧割草機的工作區域是指能使割草機在一定的指定限制區域內工作。建立工作區域的邊界是智慧割草機的一個重要技術要點,其中包含兩方面內容:智慧邊界的建立和對已經建立的邊界進行自我識別。德國萊因TÜV依據安規標準的要求建議透過程式化預設或設置周界分隔符兩種方法達成。

• 程式化預設工作區域

程式化預設工作區域需要工作人員手動控制驅動割草機來定義割草的周界,並在程式化後儲存在電腦中。該程式在被存儲或者使用之前,使用者應進行確認。任何定義工作區域的部件或者參數的變化或者失效,割草機都應該停止工作。

• 周界分隔符

周界分隔符號的方法,俗稱圍線法,是目前智慧割草機最常見的工作區域的定義法。其原理是用作圍界的導線中的電流發出信號給割草機,割草機感應到信號並控制其工作區域。 工作區域的邊界建立與自我識別依賴於精準的定位。為避免割草機在超出圍界的區域後繼續工作,周界分隔符號對割草機的有效監控極為重要。當割草機已經超出圍界一個機身長度,割草機的行走距離不允許超過1m,刀片必須在5s內停止運轉。

資料來源:德國萊因TÜV大中華區商用與工業產品服務電動及園林工具

 

傳感裝置欠缺有效回饋和動作

智慧割草機的很多安全功能都是通過感測器的有效回饋來實現和保證的,安規標準EN 50636-2-107 要求智慧割草機至少配有能實現4種安全功能的感測器 – 傾斜感測器,提升感測器,障礙物感測器,翻倒感測器,而且對感測器的安全性和可靠性有明確考核。很多智慧割草機雖然裝配了相關的感測器,但無法全部滿足標準的要求。

 

軟硬體結合 提升產品功能

功能安全是智慧割草機GS和CE 認證的另外一個主要考核點,也是製造商在產品設計環節的難點。相對普通手動割草機,智慧割草機的大部分工作都是完全自動化的、在無人監管情況下進行的,這就要求這些自動化的工作要有高度的可靠性。目前智慧割草機的功能安全考核包括硬體和軟體安全功能兩個方面,其中硬體像是人的手和腳,軟體是人的大腦,大腦支配著手和腳的動作,所以軟體的功能安全評估,是智慧割草機安全認證中重要環節,目前採用的標準是EN 60335-1 Annex R。

2013年德國萊因TÜV為中國國產品牌自主研發了兩年多的智慧割草機簽發了全球第一張GS 證書。當時全球市場上智慧割草機的龍頭企業以Husqvarna和Bosch為主,他們均採用CE自我聲明的方式,而作為中國自主研發的產品要想成功地打入這一高階市場,除了產品品質過硬之外,還需要有來自權威協力廠商的產品驗證。選擇更高難度的GS認證,是對產品的品質充滿信心的表現。
德國萊因TÜV大中華區商用與工業產品服務電動及園林工具作為TÜV萊因最早進入中國的業務部門,緊跟行業的新技術發展,一直保持技術上權威地位和行業影響力。高階智慧園林器械的國產化不可能一蹴而就。德國萊因TÜV大中華區電動及園林工具服務有卓越的實力幫助中國企業研發出符合全球最高安全要求的新技術產品,積極思考技術創新,探索產品國際化的道路。

 

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陳小姐:+886 2 2172 1048,GC-Marketing-Intelligence@tuv.com

 

《TÜV萊因洞察》攻克低壓電器標準的絕密檔案

全球對新能源產業的重視與推動,成為驅動低壓電器最主要的動力,其中包括了電動汽車充電設備、風電及太陽能產業的應用。根據計算,每增加1 萬千瓦發電容量,約需要6 萬千件低壓電器元件相配套。

中國主要低壓電器元件注從2012年開始呈現貿易順差。在2014年經歷23%的大幅同比增長後,2015年出口金額小幅回落2%。而在2016年出口值為348億人民幣,同比增長3%,呈現平穩增長的趨勢。

從2016年中國低壓電器產品出口金額排名,香港、歐盟27國、美國、日本、德國為前五大出口國家和地區。

 

圖: 中國大陸主要低壓電器元件出口值

圖: 2016中國低壓電器前五大出口國家/地區

(單位: 億人民幣) (單位: 億人民幣)

資料來源: 海關平臺

 

台灣主要低壓電器元件註的出口值在2014年時轉為正成長,2016年的總出口金額為103.9億台幣,較去年同時期成長17%。美國為其主要出口國,亞洲則為最大的出口市場,其中包括香港、中國與日本,而歐盟成員國當中,義大利與德國為主要出口國。

 

圖: 台灣主要低壓電器元件出口值

圖: 2016台灣主要低壓電器出口國家

(單位: 百萬台幣) (單位: 百萬台幣)

資料來源: 海關平臺

 

註:主要低壓電器元件包括熔斷器(U≦1000VAC, ≦1500VDC)、斷路器(U≦1000VAC, ≦1500VDC)、接觸器(U ≦1000VAC, ≦1500VDC)、隔離開關(U≦1000VAC, ≦1500VDC), 其他電路保護裝置(U≦1000VAC, ≦1500VDC。

低壓電器產業已屬於發展成熟的市場,主要產品皆有可遵循的標準。目前國際上低壓電器產品的測試標準主要依據三大標準:國際電子電機委員會(IEC)的IEC標準,歐洲電工標準化委員會(CENELEC)的EN標準和北美標準,其中EN和北美標準為區域性標準。各國採用的認證系統,通常基於這些標準加入自己國家的偏差形成國家標準。下表介紹了幾個主要標準以及巴西與印尼為代表的新興國家區域性標準。

 

 

系統

內容

CB Scheme CB系統是國際電子電機委員會電工產品合格測試與認證組織(IECEE) 建立的一套全球性的互認制度,CB會員組織國相互接受參與實驗室(NCB) 的測試結果,免除了重複測試以及方便轉換成其他機構的認證證書。

歐盟 低壓電器產品進入歐盟市場,必須符合歐盟關於電氣安全性(低電壓指令2014/35/EU)的相關要求。加貼CE標誌的產品符合有關歐洲指令規定的所有要求,用以證實該產品已通過了相應的合格評定程式和製造商的自我聲明。
美國 產品須符合所有自願性安全標準,若產品被查出安全隱憂或發生安全事故,美國消費品安全委員會(CPSC)將要求其整改並召回產品,同時相關製造商和零售商將被記入黑名單並公布於眾。

巴西 巴西國家計量、標準化和工業品質協會(INMETRO),根據產品類別將認證分為強制性認證和自願性認證。落入強制範圍的低壓電器在進入巴西市場前,必須通過INMETRO規定的強制性安全測試和認證。測試需在INMETRO授權實驗室或ILAC(International Laboratory Accreditation Cooperation,國際實驗室認可合作組織)成員實驗室進行,證書持證人只能由具有CNPJ號碼(稅務登記證號)的巴西當地公司持證。

《強制認證標誌》

《自願認證標誌》

印尼 印尼國家標準(Indonesian National Standard簡稱SNI)是印尼唯一可適用的標準。由技術委員會和印尼國家標準化機構(National Standardization Agency  of Indonesia 簡稱BSN)制定。

TÜV Bauart 德國萊因TÜV集團專為零組件產品定制的一個安全認證標誌,在德國和其他歐洲國家乃至全世界範圍都得到廣泛的接受。在整機認證過程中,凡取得德國萊因TÜV集團標誌的零組件均可免檢。

 

德國萊因TÜV在低壓電器的檢測與認證有著豐富經驗。能夠及時説明客戶,快速瞭解各國標準和認證的差異,在產品設計期間就準確解讀標準要求,以便制定出最符合經濟效益的測試方案和工廠審核服務,達到「一次測試,多國認證」的目的。

 

《TÜV萊因洞察》技術專家不怕黑,守護軌道交通網絡安全

軌道交通網絡安全事件頻出

軌道交通已成為大眾依賴的日常外出的交通方式,隨著通訊訊號等安全關鍵系統的自動化程度不斷提升,駭客攻擊技能的不斷拓展,網路安全事件也隨之頻繁出現。

  • 2016年11月,美國第七大交通系統舊金山Muni輕軌遭駭客入侵,票務系統無法運作,駭客索要74,000美元贖金。
  • 2016年1月,烏克蘭首都基輔地鐵的乘客資訊顯示系統被駭客入侵,在螢幕上出現了福爾摩斯辦案節中著名反派角色莫里亞蒂的劇照,引發乘客恐慌。
  • 2011年12月, 美國西北鐵路公司被駭客入侵, 鐵路訊號系統兩天內頻頻受影響。

根據瑞士洛桑管理學院(簡稱IMD) 所公佈的「2016年世界競爭力報告」,在基礎建設的指標中,台灣的鐵道密度(註1)排為第20名,較2015年版上升一個名次,在亞洲鄰近國家與地區中,僅次於新加坡(第1名)、香港(第2名)和日本(第18名),並領先南韓(第24名)。但若與公路相比,台灣的公路密度達1.16而鐵路僅0.048,儘管公路密度高卻仍比不上車輛增加的速度,大眾常受塞車之苦,因此軌道運輸是刻不容緩的需求。近期公佈「前瞻基礎建設計畫」中,鐵道建設預算4241.33億台幣位居最高,其中包含五大主軸: 高鐵台鐵連成網、台鐵升級及改善東部服務、鐵路立體化或通勤提速、都市推捷運以及中南部觀光鐵路,預期將帶來7000億台幣的產值。

2016年軌道運輸平均每日載客量297.8萬人次,創下歷史新高,較2015年成長2.5%。其中,台北捷運、高雄捷運、高鐵的每日載客量皆達到歷年新高,台鐵則為歷年第三高,每日乘載如此多乘客的交通工具,如何確保安全無虞是最重要的課題。權威工業安全意外資訊庫(Repository of Industrial Security Incidents) 在2015 年7 月已將把軌道交通列為駭客攻擊第三高的行業,僅次於電力及石化行業。 世界各國的鐵路公司都紛紛表示,駭客入侵已經是高度危險的攻擊手法,公司必須積極發展網路安全的佈局。

 

2011-2016年軌道運輸平均每日載客人數

資料來源: 交通局統計處

 

隨著我國交通設備自動化和連接性不斷提高,軌道交通的網路應用已從探索階段進入到實際開發與應用階段,並不斷向大數據、雲計算、無線通訊等新興技術發展。作為承擔百萬人安全的城市交通一旦被不法份子攻擊,危害巨大,後果不堪設想。如何保證訊息系統網絡及訊息安全,成為軌道交通事業健康、快速和永續發展的關鍵所在。

 

保障網路安全,為智慧化軌道交通保駕護航

目前軌道交通網絡安全尚未建立專門的國際標準。不同的線路運行著不同供應商提供的不同系統,網路安全實施起來頗具難度。有鑒於此,德國萊因TÜV 與一些領先的軌道交通機構採用綜合方式,將幾種適用的國際認證標準融會貫通,為客戶提供網路威脅檢測與風險評估、網路安全認證、安全意識培訓的綜合服務,主要涉及的標準有:

  • DIN VDE V 0831-104: 鐵路電氣信號系統 – 第104部分:基於IEC 62443的IT安全指南
  • IEC 62443 系列標準:工業通信網路-網路和系統的安全性
  • EDSA-311:ISA 安全符合性協會- 嵌入式設備安全保障功能的安全評估
  • EDSA-312:ISA 安全符合性協會- 嵌入式設備安全保證軟體發展的安全評估
  • ISO 27001:資訊技術- 安全技術- 資訊安全管理系統
  • NIST SP-800-82:工業控制系統安全指南

基於德國萊因TÜV 在亞洲、歐洲和美國的豐富經驗和專家團隊,我們可以為您的軌道交通系統提供網絡安全評估,以確保您的系統能更有效地防範與應對網絡攻擊。與傳統的IT安全評估不同的是,我們的專家憑藉多年對軌道交通運營系統 (Operation Technology, 簡稱OT) 的安全評估經驗,能更深層次地關注系統的安全架構與可能存在的漏洞。

 

德國萊因TÜV 從事鐵路和軌道交通領域的技術服務已經有50多年的歷史, 服務範圍囊括了所有的軌道交通方式,包括傳統鐵路、高速鐵路、地鐵、輕軌、有軌電車以及磁浮項目等等。

我們始終致力於與客戶共同成長,緊隨技術的發展,不斷地提供最新的安全評估與認證方案,為軌道交通網絡安全保駕護航。

 

前期回顧:

 

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高跟鞋的美麗隱患

談起女人,聯想起的代表符號中少不了高跟鞋——這個優雅、多個世紀以來深受女性喜愛的好物。無論是走秀臺上、聚會裡、商務場合還是大街上,你都能看到她的身影,或高或低,或豔麗或深沉。但你可否知道,這一暮暮的倩麗身影後或許隱藏著消費者看不到的危險?

每一年,歐美相關政府部門公佈的召回報告中少不了高跟鞋召回。這些被召回的高跟鞋都是有著各種對人體安全的或潛在或證實的危險。如下圖中就是歐洲在去年2016年12月份召回的一個中國製的高跟鞋產品。

上面的召回報告裡說到,該高跟鞋的內裡的皮和鞋墊含有化學物質鉻元素中的六價鉻。六價鉻是一種很容易觸發使用者的過敏症狀,同時還是公認的致癌物質。這個產品不符合歐盟法規《化學品的註冊、評估、授權和限制》(下文簡稱:REACH)。

這樣的高跟鞋召回例子並不在少數,那麼高跟鞋設計與製作會存在哪些影響使用者的安全隱患呢?今天,做過無數高跟鞋安全檢測的鞋類安全工程師 Ivy Peng 女士,將為你揭開那美妙身影後可能隱藏的殺機。

高跟鞋的安全,可以從化學和物理兩方面去說明,前者主要針對的是鞋子使用的材料,而後者針對的是鞋子的設計和品質本身方面。

 

化學原因是高跟鞋被召回的主因

鞋子的使用的材料,一般會涉及皮革材料、紡織品材料、鞋底和PVC材料、金屬材料等。針對不同的專案,需要做的化學測試的目的不外乎排除產品含有對人體的致敏致癌成分。

• 皮革材料中,针对的化学品有偶氮染料、五氯苯酚、甲醛、六价铬、富马酸二甲酯等;

• 紡織品材料和皮革材料有類似之處,就是偶氮染料、甲醛等;

• 金屬材料,多指高跟鞋的金屬扣子,其釋放的鎳和所含的鉛等對人體或造成過敏和中毒;

• 鞋底和PVC材料,是總鎘、鄰笨二甲酸酯,有機錫,多環芳烴等測試的高風險材料,有時是鞋底粘合用的膠水污染造成的。

據德國萊因TÜV觀察,高跟鞋被召回的原因,更多是化學原因,即鞋子的使用材料沒有達到目的地市場的硬性安全標準,例如上文提及的REACH等。

 

物理品質過關是高跟鞋好穿的關鍵

但物理方面的原因卻與消費者對產品的認可與否息息相關。畢竟,對於消費者來說,化學品造成的危害更多的是看不見的,感受相對較低的 (除過敏人群外)。但鞋子的設計和品質本身,卻會直接影響消費者對產品的選購,如鞋跟的固定,高度設計合適與否、鞋底是否容易剝離、耐磨程度等。其中,Ivy特別提及高跟鞋的舒適度,她認為這非常關鍵。她指出,高跟鞋會對膝關節,踝關節帶來一定的扭力,對腳尖造成一定的擠壓,也會對跟腱和脊柱產生影響,長期這樣會造成關節炎,腳拇趾外翻畸形,跟腱退變和腰痛以及頸椎病等等。所以一雙物理上設計合格的高跟鞋十分重要。那麼在確定一雙高跟鞋是否物理品質過關,具體涉及到哪幾方面的測試呢?

• 專業的試穿:合適的尺寸;鞋底與鞋子是否完美吻合;足弓的弧度是否與鞋底完全符合;走路時,腳踝與腳跟是否感到不適,是否有磨腳;鞋子裡面是否有銳利尖端和銳利邊緣等等,這些都是做完專業試穿測試後必須考核的範疇。

• 鞋跟耐用性测试,由于材料的各种各样,其脆性和塑性也是不一样的。一般的测试标准会参考BS EN ISO 19956, SATRA TM21& BS 5131 4.9(Footwear – Test Methods for heels—Fatigue Resistance)。 模拟人在正常走路时对鞋跟有持续的撞击能量,适合于各种各样的鞋跟,以每下0.68J的能量撞击到鞋跟的尖端,如果试样没有因为完全损坏以致无法继续测试(需记录完全损坏时的次数),最终撞击20,000次,最后评估整个鞋跟的破损情况(鞋跟撞击点的破损除外)。

• 鞋跟耐用性測試,由於材料的各種各樣,其脆性和塑性也是不一樣的。一般的測試標準會參考BS EN ISO 19956, SATRA TM21& BS 5131 4.9(Footwear – Test Methods for heels—Fatigue Resistance)。 模擬人在正常走路時對鞋跟有持續的撞擊能量,適合於各種各樣的鞋跟,以每下0.68J的能量撞擊到鞋跟的尖端,如果試樣沒有因為完全損壞以致無法繼續測試(需記錄完全損壞時的次數),最終撞擊20,000次,最後評估整個鞋跟的破損情況(鞋跟撞擊點的破損除外)。

• 鞋跟衝擊測試,在穿著高跟鞋時有時偶爾會受到某種意外的撞擊。根據的標準有:BS EN ISO 19953, SATRA TM20& BS 5131 4.8(Footwear – Test Methods for heels – Resistance to Lateral Impact)。 這鞋標準就是測試高跟鞋在穿著時遇到偶然撞擊呈現破壞所承受的能量。測試以階梯逐步增加的能量去撞擊鞋跟尖端,最大撞擊能量18.3J,最後記錄鞋跟斷裂或者彎曲以致測試不能再繼續進行時所承受的能量。

• 整個高跟鞋的動態穩定性測試。對此,德國萊因TÜV有自己的專業的測試方法 – TÜV In-House Method(Dynamic Heel Stability), 以每次固定的力量附加到鞋跟上左右移動一定的行程,重複100,000次,測試完成後檢查鞋跟的破損情況以及與鞋底結合狀況,並核查是否會影響最終的穿著功能。

• 鞋跟與鞋底的結合強力測試,我們會測試的標準依據是 BS EN 12785, SATRA TM113 (Measurement of the strength of attachment of heels to footwear and the back part rigidity of such footwear),用拉力機以一定的速度拉鞋跟與鞋底,記錄將鞋跟從鞋底上拉脫的最大強力以及鞋子的永久變形度。

讀文至此,深深感受到一個專業的鞋類安全工程師對產品的嚴格把控,為的是確保消費者能夠安全、舒適地穿上令女性氣場立馬升級的高跟鞋!這些化學和物理測試背後,除了我們工程師專業的知識,也少不了我們對不同國家及國際產品安全測試標準及法規(如ISO/EN/ASTM/DIN/BS/JIS等)的充分全面的瞭解,和德國萊因TÜV實驗室的硬體設施對於測試技術的支援。我們的實驗室已經獲得了中國CMA, CNAS,德國DAkkS以及香港HOKLAS認可。

 

戶外帳篷安全性以及舒適性的技術要點解析

 

胡東

2006年加入德國萊因TÜV大中華區輕工產品服務部門。主要從事機械類產品的檢測認證工作,任職部門經理。

 

沒有鋼筋水泥,沒有城市喧囂,宛若幾頂花傘撐在綠地之上,在台灣,露營作為一種短時的戶外生活方式越來越受到大家的青睞。歐洲市場調研機構Technavio的戶外用品分析師Abhay Sinha說:「作為一項消費者負擔得起的娛樂休閒活動,露營在嬰兒潮一代和年輕一代之間很流行。同時,社交媒體也激起了年輕人探險的熱情。許多網站都提供消費者負擔得起的露營旅遊套裝行程,這進一步促進了露營設備需求的增長。」

如何確保消費者在戶外露營活動中的安全及舒適體驗,是所有設備製造商需要考慮的頭等大事。ISO 5912是全球露營帳篷需要遵循的標準,哪些關鍵要求需要帳篷製造商在產品設計製造過程中密切關注?且由德國萊因TÜV休閒娛樂設備專家胡東為你詳述。

關於安全性:

  • 通風透氣性能

由於在露營過程中可能碰到颳風下雨等不良天氣,這個時候的門往往是關閉的。如果產品的通風透氣性能不好,使用者有窒息的風險。

因此在產品設計的過程中,需要注意:

如果是單層帳篷,必須保證至少2個通風口,且每個通風口的面積至少100cm2/人。當通風口處於開放狀態時不能因惡劣天氣而關閉。

為促進新鮮空氣流通,減少二氧化碳在帳篷低處的堆積,建議在距離地面低於帳篷總高1/3處開一個通風口,在對面距離帳篷頂部低於帳篷總高1/3處開一個通風口。

如果是雙層帳篷,必須保證內帳是透氣材料,且內帳和外帳之間有足夠的間隙。

為保證通風,建議2/3的內帳材料(不含地布)為可透氣材料。

 

  • 帳篷的出口

如果是4人帳篷或者更多人的帳篷,出口面積至少0.9m2,且出口寬度至少50cm。

考慮門關閉的時候,小孩子可能在帳篷裡面,如果出口高度高於100cm,那麼出口必須在底部被打開,確保小孩子自己能打開出口。

 

關於舒適性:

  • 睡覺空間的保證。對於輕型帳篷(總重≤5kg x人數),必須保證至少每人195cmx58cm;對於重型帳篷(總重>2.5kg x人數),必須保證每人200cmx60cm。
  • 防蟲性能。內帳的門及開口,在關閉的時候必須具有防蟲性能。如果使用紗網,那麼其孔眼最大尺寸為1mmx1mm。
  • 拉鍊設計。為方便使用者能一眼發現拉鍊頭,拉鍊頭的顏色最好與拉鍊的顏色不同,或者在拉鍊頭掛上顯而易見的配件。
  • 骨架標示。為方便搭建,針對複雜、不同長度的骨架,最好在骨架端部標示色標。在外帳上插入骨架的面料位置也標上色標,這個色標與骨架端部的色標顏色一致。
  • 防水性能。露營的時候難免會碰到下雨天,如果帳篷進水,對露營者來說簡直是噩夢一場。因此帳篷的防水性能相當關鍵。在產品設計時,需要注意外帳及地布採用防水面料。外帳及地布縫紉的地方,內側需貼有防水膠帶。帳篷的出口,以及所有開孔上需有擋雨面料,且建議保證各個方向至少10cm的重疊。

德國萊因TÜV是產品安全和品質管控方面的專業機構,我們深諳產品的全球標準,為製造商提供協力廠商認證,證明廠商產品的高品質和高安全性,減少售後召回的可能性和成本。獲得德國萊因TÜV的認證標識即可獲得全球買家認可,有助於提升企業的品牌聲譽。

 

      

為什麼要重視雷射安全?

劉喜強

德國萊因TÜV大中華區電子電氣產品服務副總經理

雷射安全負責人

 

雷射是指受激輻射光放大的產物,它具有單色、準直、高度同調及高能量密度等特性。正是由於雷射這些優越的特性,人們才將雷射廣泛應用在人類生活中的許多方面,比如列印、焊接、切割、通訊、儲存等,可以說雷射為人類的生產與生活帶來了品質的提升。然而,與此同時,雷射也給人帶來許多安全的問題。

以工業加工製造中的焊接、切割應用為例,雷射器功率大,生產加工環境複雜,雷射生產的系統沒有經過嚴格的雷射安全評估,操作人員缺乏基本的雷射安全的培訓,這一系列的因素結合在一起可能會為企業或員工帶來嚴重的損失,比如人員受傷、雷射器的損壞、工廠設施的破壞等。

德國萊因TUV就此議題採訪了從事雷射產業10年的劉喜強,他對雷射在工業製造加工領域裡的風險瞭若指掌,將以七個角度與加工製造企業一同探討如何提升雷射安全。

首先,讓我們來瞭解,目前雷射應用存在哪些問題?經劉喜強觀察,目前的問題可以分為以下幾類:

 

一、雷射設備或產品沒有經過嚴格的安全評估和認證,存在光束危害以及電氣、機械、火災、有毒有害物質釋放等非光束危害。

隨著雷射應用技術的快速發展,許多傳統的製造行業引入相關技術,為產品與企業帶來技術革新和創新的動力,但是很多企業並沒有做好雷射產品安全認證的準備,對於雷射的危害、安全的等級、評估的標準以及各國市場對於雷射安全的要求規範比較陌生。

主要表現在以下幾個方面:

  • 研發設計與生產加工人員沒有雷射工作的經驗;
  • 企業規範中沒有建立健全的雷射安全要求;
  • 人員和設施的雷射安全防護不足夠。

 

參考德國萊因TÜV 2015-2016年度所做的雷射產品認證資料分析,我們可以經由企業對於雷射安全知識的調查研究,和認證初期產品雷射安全設計缺陷兩個方面來了解這一問題的嚴重性。

圖一:德國萊因TÜV2015-2016年度雷射安全知識調查研究結果(參與企業214家)

 

如果我們不清楚雷射的危害和安全等級要求,不清楚產品目標市場的雷射安全規範,就很難在產品設計之初將所有雷射安全的要素考慮進來,生產出完全符合安全規範的產品。

 

在我們所有服務過的客戶當中,產品在認證初期的雷射安全設計缺陷統計如下:

圖二:德國萊因TÜV2015-2016年度認證初期產品雷射安全設計缺陷統計

 

除此之外,由於雷射安全是產品安全評估的一部分,而部分地區和國家還沒有專門針對雷射安全設立強制性的認證要求,這也讓部分企業放鬆了警惕,甚至忽略雷射安全的重要性。比如歐盟接受CE自我聲明,即客戶可以直接宣稱產品符合歐盟協調標準的要求。中國還沒有將雷射安全作為強制性的認證要求,有相當一部分客戶在產品出口到歐洲時,沒有嚴格地做產品的安全測試,只做了自我聲明,為企業埋下了很大的安全隱憂。

 

二、雷射器的最終應用系統缺乏系統性的雷射安全評估;

雷射器在用戶端的應用往往需要結合雷射防護屏、光纖、機器人、排風等附屬設備構成複雜的雷射加工生產系統。這些雷射加工生產系統的系統性安全評估往往被企業所忽視。

相較於單一雷射設備的安全要求,雷射加工生產系統的安全評估要複雜得多:不僅要求雷射光源的設計符合雷射安全規範要求,而且要求系統各部分整合工作時需防範所有可能產生的危害;不僅要考慮雷射光束相關的危害,而且也要考慮電氣危害、機械危害、化學危害、電離輻射危害、有毒有害物質的危害等等。

以下是根據ISO 11553-1 <<雷射加工設備—通用安全要求>>列舉的典型非光束危害:

表一: 雷射生產系統典型非光束危害舉例

 

以下是根據ISO 11553-1 <<雷射加工設備—通用安全要求>> 列舉的加工材料或加工方式引起的有毒害物質:

同時,系統級的危害評估往往需要進行現場綜合評估,不能簡單地被雷射光源的檢測和認證所代替。在我們所做的調查當中,以汽車白車身加工製造領域為例,目前仍有約45%的雷射生產系統沒有經過全面的安全評估。

 

三、雷射從業人員對雷射危害以及防範措施缺乏全面認識;

在我們所做的汽車工業雷射生產系統評估中,往往會聽到操作人員擔心的問:「雷射是核輻射嗎?」「雷射會不會影響我們的生育?」之類讓人啼笑皆非的問題。一方面反映了大家對雷射的恐懼心理,另一方面反映出企業對員工沒有做好最基本的雷射安全知識培訓。在雷射生產系統完成後,企業應該為員工安排一系列培訓,讓員工了解並熟悉以下內容:

  • 雷射生產系統的各種危害及防範措施,如選擇合適的鐳射護目鏡;
  • 雷射警示標誌的含義;
  • 急停、遠端控制開關、互鎖開關等關鍵安全設備;
  • 大功率雷射器的管理和操作授權;
  • 正常作業流程,故障排除程式等。

只有當所有員工都正確認識了雷射,正確操作雷射生產系統,注意防範雷射生產系統所引起的各種危害,才能保證人員、設施和環境的安全。

 

四、雷射生產加工企業沒有建立雷射安全負責人制度,缺乏系統性的雷射安全管理。

雷射安全負責人是指由企業指定的,具有充足雷射安全知識,能夠為企業評估和管控雷射危害的人員。雷射安全負責人需要參與所有可能發生雷射危害的活動,統籌管理企業內部的雷射安全事項。企業需要將雷射安全負責人引入到管理系統和組織架構中,賦予雷射安全負責人充分的職權,形成企業內部重視雷射安全的制度。

這一制度在歐美等雷射生產企業很成熟,但可惜的是在中國,相當多的國內外企業都沒有建立雷射安全負責人制度。如果沒有專門知識的人統籌管理,就不能有效地管控雷射危害,並採取防範措施,也不能系統地組織人員培訓,更不能從本質上提升雷射產品的安全設計。

雷射安全問題不容小視,要系統性地重視雷射安全,不僅要正確認識雷射的各種危害,花大力氣設計符合安全規範的雷射產品或系統,還要儘快在企業內部建立雷射安全負責人制度,完善人員培訓和作業規範。只有當我們真正做到了這些,我們的企業和人員才能在保證安全的前提下持續健康的發展。

在後續的話題中,我們將針對雷射安全展開一系列討論:

  1. 通用雷射產品安全等級及要求
  2. 雷射產品如何走向世界市場?
  3. 雷射危害的機制詳述
  4. 雷射加工系統的安全設計要求
  5. 如何安全的展示雷射產品
  6. 建立和落實企業雷射安全負責人制度

 

中國首發太陽能模組「測試失敗項目排行榜」

從太陽能產品測試歷史最悠久的德國萊因TÜV實驗室獲悉,自2009年起至2016年10月,位於上海的太陽能產品測試中心,依據IEC 61215和IEC 61730標準,已為超過13,000片太陽能模組進行樣品測試。

德國萊因TÜV是現任IEC 61215和IEC 61730標準委員會的專家組組長,也是最早開展太陽能產品測試的協力廠商機構。中國80%以上的出口太陽能模組都是接受德國萊因TÜV的檢測與驗證。


過去7年,德國萊因TÜV上海太陽能測試中心總共為太陽能模組進行了31816個測試,其中775個失敗,失敗率為2.44%。整體而言,考核模組性能的IEC 61215所規範的測試專案,其通過率低於考核模組安全要求的IEC 61730。近三年來的資料顯示,IEC 61215的失敗率為2.1%,而後者則是0.76%。

上萬個資料數據對製造商到底有什麼意義呢?德國萊因TÜV從2014-2016的資料中進一步深挖,首次公佈中國太陽能模組測試失敗排行榜,協助製造商們更好地把握模組測試流程與要素。

 

兩大榜單,透析模組測試的「難關」

雖然在2個榜單上,測試項目的排名各有不同,但可以看出經常失敗或難度係數較高的項目有七大項。據德國萊因TÜV工程師透露,可能因以下原因造成測試失敗:

初始測試在「失敗次數最多榜」上高居榜首,這和每個樣品都需要進行初始測試有關。初始測試需要考察的項目涵蓋了外觀檢查 、最大功率測試 、絕緣測試、濕漏電測試、初始接地連續性測試、初始可觸測試。外觀檢查是出現問題最多的環節,模組邊框組裝不到位、有破損、有污漬等都屬於不合格範疇,此外,銘牌缺失更是其中最常見的問題。這些外觀失敗,必須退回製造商重新送樣。就是這些不起眼的小地方,往往耽誤了寶貴的測試週期。

  • 濕凍測試在2個榜單的排名都很前面,看來需要引起各家廠商的特別關注。工程師分析,濕凍測試後,如果功率衰減超過5%,樣品將被判定為不合格。2/3的濕凍測試失敗就是由於這個原因。其他失敗歸咎於外觀檢查以及濕漏電。
  • 熱迴圈200次測試:七成的失敗案例是因測試後功率衰減超過5%,也就是說該模組已經失效,無法承擔發電的功能。外觀檢查和測試過程中無法通電失敗分別占了15%。
  • 濕熱測試和熱迴圈200次測試類似,66%的失敗是由於測試後無法通電,次要原因是外觀檢查和濕漏電,分別占17%。
  • 熱斑測試失敗有很大的原因可能是焊接工藝出現問題,進而造成局部電阻太大,或者組件設計缺乏防熱斑考慮。一旦在這方面有半點疏漏,很有可能在實際安裝使用後,引發火災,是非常嚴重的安全隱患。
  • 作為非強制性的5400帕機械載荷,因外觀檢查和功率衰減超過5%佔據了6成和4成原因。5400帕機械載荷是對模組來說最有挑戰性的項目,這也在意料之中,因為標準規定的基本載荷量是2400帕,5400帕的測試是勇於挑戰極限、打磨明星產品、希望提升競爭力的廠家的選擇。不過3年來,也有212塊太陽能模組經歷考驗,可喜的是,199塊模組成功突破了這道門檻。
  • 2400帕機械載荷這項測試的失敗,經分析和匯總,與近年來雙玻模組、輕質模組、新安裝方式等產業先進的結構設計的出現相關。

 

德國萊因TÜV太陽能測試中心也比對了2009-2013和2014-2016的資料,發現近3年在測試失敗率上總體有了較大的改善,特別是濕凍測試從接近15%降至4.38%,最嚴苛的5400帕機械載荷從超過10%降至6.13%,顯示中國太陽能模組製造商生產能力以及品管能力有了大幅提高。

儘管根據IEC 61730進行的測試失敗率僅有0.76%,不過測試工程師也發現可觸測試、脈衝電壓測試、模組破裂測試是相對而言失敗次數較多的三大類。

 

失敗不是結束,而是開始

德國萊因TÜV專家從挖掘大數據中看到了新設計、新材料的運用是增加失敗概率的主要原因。同時,從失敗中吸取經驗教訓,完善製造工藝、有效落實品管機制是避免測試失敗的重要方式。

有地區特色且針對不同環境的太陽能零組件測試項目 – 氨氣、鹽霧、PID測試、動態機械荷載測試、不均勻雪載測試

太陽能模組在不同的安裝環境下,可能會遭受各不同的安全及性能風險,例如農光互補專案、在海洋環境下、高速公路的太陽能隔離幕牆、雪載區等,需要對太陽能模組進行有針對性的測試項目,以確保模組能夠在這些特殊環境下依舊保持優異的發電性能。

1. 氨氣腐蝕性測試

氨氣 (NH3) 屬於弱鹼性的腐蝕性氣體。

在農場和牧場環境,例如豬圈、家禽飼養房、牛棚和馬廄等地,發現溫暖濕潤環境下較高濃度的氨氣對太陽能模組(尤其是鋁邊框)具有腐蝕效應。這些氨氣的來源主要是肥料以及動物的排泄物。

德國萊因TÜV根據標準EN IEC 62716:2013,模擬環境腐蝕效應,將氨氣溶於水,在接近100%濕度環境下,進行加速老化測試,通過測試後的目視缺陷度、檢測功率衰減度等方式,(一定程度)預期光電產品的使用期限。

測試標準:EN IEC 62716:2013

測試內容:加速老化測試,抗酸性的測試

適用場景:飼養牲畜的農場和牧場環境、中國「農光互補」的項目。

(上圖)背面腐蝕實拍

 

2. 鹽霧腐蝕性測試

鹽霧的侵蝕主要發生在近海及易積水的灘塗…等,空氣潮濕且水汽中含鹽量較高的地區。水汽中存在的多種中性無機鹽(主要是氯化鈉中的氯離子)會對太陽能模組(尤其是金屬零組件)產生腐蝕影響。水面漂浮電站、浮在海面的航標(通過光電板提供夜間燈光),或者近海等地應用的分散式太陽能電站等,都會受到水汽中鹽霧的腐蝕。

德國萊因TÜV根據標準EN IEC 61701:2011,模擬環境、調整鹽分濃度,進行加速老化測試,測試結果不僅需要檢測性能,而且也需要觀察外觀,確定是否失效。鹽霧測試有不同的等級要求,目前德國萊因TÜV一般根據等級6進行測試和發證。

測試標準:EN IEC 61701:2011

適用場景:海洋環境應用產品、高速公路隔離帶、鹽湖、鹽鹼地區域應用產品

 

3. PID (Potential Induced Degradation) 又稱電勢誘發衰減測試

在電池片與其接地金屬邊框之間的高電壓作用下,模組的封裝材料及其上、下表面的材料會出現離子遷徙,近而造成模組性能衰減。PID效應形成的電位差不僅會導致太陽能模組功率衰減,對模組產生損害,還會影響整個光電系統的發電能力和總輸出功率,嚴重的將直接減少光電系統投資收益率。

根據NREL(美國國家可再生能源實驗室) 證實,無論元件採用何種技術的p型晶矽電池片,模組在負偏壓下都有PID的風險。

PID測試是買家最關心、最重視的測試之一,目前已經被引入至新版的IEC 61215+A1草案中,作為新增序列。

從光電系統運營而言,市場上有不少抗PID的輔材,儘管原料提供商都聲稱自家產品抗PID的效果極佳,但是我們發現仍有品質參差不齊的情況。作為產業最熱門的測試內容之一,德國萊因TÜV在該測試領域擁有多年豐富的經驗。目前主流的測試方法主要有兩種,分別是60°C溫度/85%濕度/96小時測試時間,以及85°C溫度/85%濕度/96小時測試時間。

除了模組和零組件之外,我們在光電系統營運過程中亦可定期檢測PID。所有的客戶可以選擇不同測試條件,也可選擇要求發證或者不發證。

測試標準:2PfG 2387/04/2014 與 IEC TS 62804-1:2015

適用場景:所有光電產品及光電系統專案

 

4. 動態機械荷載測試

除了常規的靜態機械載荷測試,越來越多的廠商開始關注動態機械載荷測試,比如在高速公路的光電隔離幕牆由於不斷承受風壓,或者小的撞擊,會有晃動的過程。動態機械載荷測試就是一個完整的抗疲勞測試,根據標準IEC TS 62782:2016要求完成1000個迴圈壓強(最大壓強是±1000 Pa)施加。

該測試可用於考核模組的電池片、焊帶、電氣連接等是否易受影響導致破損,以及邊緣密封材料是否會由安裝和操作過程中的機械應力導致失效。

動態機械載荷測試目前已經被引入至新版的IEC61215+A1草案中,作為新增序列。而中國領先企業的專案亦將動態機械載荷測試作為必選項目。

測試標準:IEC TS 62782:2016

適用場景:高速公路、玻璃幕牆、屋頂等太陽能建築專案。

備註:該項測試不可用於柔性模組,除非該模組的設計要求以剛性的方式安裝。

(上圖)德國萊因TÜV實驗室測試實拍

 

5. 不均勻雪載測試

在一些寒冷地區,如歐亞大陸北部、加拿大、日本等地,冬季會有大量降雪和積雪,而太陽能模組由於多數都是斜面安裝,厚度較大的降雪和積雪會由於安裝角度而滑落至模組下,導致模組表面不同區域承受的壓強不同,進而造成模組和邊框,甚至安裝的支架變形,巨大的雪載會對模組造成破壞性的損害。

現有的IEC 61215標準中靜態機械荷載測試專案無法類比在大量積雪區域太陽能模組實際承受的不均勻壓強,德國萊因TÜV根據真實環境狀況,依據標準2PfG 2310/11.12,在實驗室類比出模組表面不同區域承受不同的壓強,進行不均勻雪載測試,通過不斷增加載荷強度來找到模組的最大承受載荷能力。

測試的壓強從2400Pa開始,每次增加200Pa,直至測試失敗,然後依據實際測試資料以及環境安全因素計算出安全載荷值。

測試標準:2PfG 2310/11.12

適用場景:易積雪區域

(上圖)德國萊因TÜV實驗室測試實拍

 

重點整理

1. 目前,以上5種測試都是非強制性的項目。PID和動態機械荷載測試已經被引入至新版的IEC61215+A1草案中,作為新增序列;

2. 越來越多的德國萊因TÜV客戶開始根據市場需求情況來增加這些非認證測試項;

3. 客戶已經不滿足於作為准入要求的相應IEC標準,而是要求更高、更嚴苛的標準,比如:PID的測試要求是96個小時,部分客戶要求進行192個小時的測試;

4. CQC領跑者對於雙玻模組強制要求進行PID、氨氣、鹽霧、動載測試項目。

 

你必須關注的鎳系和鋰系電池歐盟新標準

姚功文

在電子電氣產品檢測認證行業擁有13年的豐富經歷, 熟悉辦公產品、音視頻設備、實驗室設備以及電池的相關法規要求,負責產品認證、技術諮詢等。

 

2017年2月7日,國際電子電機委員會(IEC)對現行的IEC 62133:2012進行了升級和修訂,新版的IEC 62133被分為IEC 62133-1:2017和IEC 62133-2:2017兩個部分,這兩個分別是針對鎳系電池和鋰系電池的標準。IEC 62133為國際通用的標準,針對可擕式電子產品應用的電池和電池組的安全要求,該標準的更新必將引起多個國家提高相關電池產品的市場准入安全要求。

 

IEC 62133新舊標準會有哪些差異?標準的更新會對未來的市場有哪些影響?EN 50604的具體要求是什麼?

最新標準IEC 62133-1:2017和 IEC 62133: 2012的差異:

主要更新–

1.1 增加二次鈕扣電池的測試和標籤要求

1.2 增加部分術語定義,如參考測試電流和不同類型電池等

1.3 熱濫用測試時間從10分鐘改為30分鐘

 

最新標準IEC 62133-2: 2017和 IEC 62133: 2012的差異:

主要更新–

1.章節部分

1.1 增加二次鈕扣電池的測試和標籤要求

1.2 更新電池組的組裝要求 (5.6)

1.3 在參考標準中增加IEC TR 62914 (強制內短測試的實驗程式)

1.4 增加部分術語定義,如參考測試電流、不同類型電池、功能安全和截止放電電壓等

 

2.測試部分

2.1 高低溫充電預處理:上限電壓、上下限溫度等調整為按製造商定義 (7.1.2)

2.2 電芯和電池組外部短路測試環境溫度變更 (7.3.1, 7.3.2)

2.3 電池組外部短路測試增加單一失效要求 (7.3.2)

2.4 跌落測試增加可選金屬跌落面 (7.3.3)

2.5 熱濫用測試時間從10分鐘改為30分鐘(7.3.4)

2.6 擠壓測試刪除10%變形停止測試判定 (7.3.5)

2.7 過充測試電壓調整 (7.3.6)

2.8 強制放電測試增加電壓要求 (7.3.7)

2.9 增加機械測試(振動和衝擊),去除運輸測試要求 (7.3.8.1, 7.3.8.2)

 

3.標誌

IEC 62133-2: 2017對標誌的要求引用IEC 61960,新發佈的IEC 61960-3: 2017標準也更新了標誌部分的要求。

 

德國萊因TUV觀點:

• 新標準比舊標準更準確的反映了電池的安全和性能。

• 新標準中對於鈕扣二次鋰離子電池的測試要求解決了歐盟市場上鈕扣電池無標準可用的現狀。

• 隨著IEC 62133-1,-2:2017的公佈, 我們相信對應的EN標準也會很快推出。 電池廠商,將需要及時做好相關的檢測認證。

 

EN 50604

2016年8月,歐盟頒佈輕型電動車(LEV)用鋰電池安全技術要求EN50604-1,標準中對LEV用鋰電池提出了具體的測試專案及要求,為這類鋰電池進入歐盟市場提供了依據準則。

 

標準使用範圍:

用於輕型電動車(LEV)的鋰離子電池(要求電壓等級為Class A 或Class B)

1) Class A:交流電壓≤ 30V,或直流電壓 ≤ 60V;

2) Class B:30V<交流電壓≤ 1000V,或60V<直流電壓≤ 1500V;

3) LEV:以電力驅動的,根據 ECE/TR ANS-WP29-78r2e規定的 L1~L7類型的兩輪,3輪及4輪車

 

應用於輕型電動車輛的二次鋰電池的測試要求主要包括:

1. 機械測試:振動、機械衝擊、跌落測試和塑膠外殼陽光照射變化測試

2. 環境測試:結露測試(溫濕度變化)、溫度衝擊迴圈測試

3. 模擬車輛事故測試:擠壓、浸水、燃燒、過溫、低溫等測試

4. 電氣測試:短路測試、接觸電流測試

5. 系統功能:過充測試、散熱失效測試

 

標準規劃日期:

(DOP) 2017.07.04前,歐盟各成員國須出版與EN 50604-1等同標準或直接引用此標準作為國家標準要求。

(DOW) 2019.07.04之前,歐盟成員國所有與此標準有衝突的標準,需作廢。

 

在2019.07.04之後,所有進入歐盟輕型電動車用鋰電池,必須符合EN 50604-1的要求,結束此類電池原本沒有具體依據準則的混亂狀況。各廠商也需提前評估此類標準,做好進入歐洲市場的準備。

 

日本建設太陽能光電系統的五重挑戰

 

在剛剛發佈的《德國萊因TÜV 2017年太陽能電站持續經營白皮書》中提到,52%的受訪企業有海外建設太陽能電站的計畫,其中六成受訪者看好亞洲市場。雖然各企業的投資熱情高漲,但投資海外太陽能電站的各種不確定性和風險卻讓大家躊躇不前。

來自德國萊因TÜV日本公司的Manfred Brinkmann博士,是日本太陽能光電系統 領域的資深專家,在日前舉辦的「質勝中國」太陽能盛典上,為與會嘉賓詳述在日本建設太陽能電站所面臨的地質和氣候特性,以及相關技術和管理方面的現狀與挑戰,現場更分享詳實經驗與實作案例,重點整理如下:

 

一重挑戰:日本獨特的地質與氣候條件,對太陽能電站設計提出了更高的要求

當你在日本建立太陽能電站時,首先要明確知道在什麼樣的地理條件下可以建立太陽能電站?日本是個島國,72%的地區都是山地,平原很少,同時人口密度很高,意味著太陽能電站的運營成本以及整個租賃成本會非常高。在日本,只有在諸如被棄置的工商業以及農業地、高爾夫球場、少數林海地區以及建築物屋頂才比較適合建設太陽能電站。

同時還要考慮到日本微氣候的差異。日本的區域間太陽輻照度非常不均勻,即使是在同一個省,太陽輻照度的差異也是非常大。所以要對微氣候進行非常仔細和深入的分析與研究。

毋庸置疑,日本有110座活火山。是不是不要靠近活火山建設太陽能電站就可以了呢?顯然不是。就像去年日本的阿蘇山活火山爆發,即使不靠近這些活火山,火山噴發後的火山灰仍然可以進行長距離的遷移,不僅影響了相鄰區域的地面條件,也影響了局部地區的輻照度。

還有,日本位於非常活躍的地震帶當中,這也是不容忽視的地質風險。

地質條件跟氣候條件息息相關,不僅僅是微氣候,還要看日本大氣候的情況。在日本的北部還有西北部,降雪非常大,所以如果在這些地區建立太陽能電站,一定要確保太陽能組件安裝的角度以及高度,避免積雪長時間積壓在組件表面上,這些地區常見的組件最低點安裝距地距離是2米左右。如果太陽能組件的安裝角度以及高度沒有很好的結構設計,可能導致僅僅兩周後太陽能電站就會停止發電。

除了冬季的積雪,在夏季可能會有颱風或者龍捲風,這也是影響日本太陽能電站結構設計的重要因素。這就要求太陽能組件的安裝結構設計一定要能抵抗強風。當颱風來襲時,要去研究風向,即使不在沿海地區,在相對內陸的地區,從沿海來的風仍然會影響到太陽能組件的安全穩固性,所以結構設計一定要考慮到風向和風力的問題。

如果電站選址在日本南部城市,則要考慮到局部暴雨的風險。局部短時間的強降雨可能會導致土石流,潛在的土石流也會影響到太陽能電站的發電情況。此外,如果是在太陽能電站施工過程中,因為地表遭到開挖,原生植被遭到破壞,強降雨還會造成局部區域的水土流失。

 

保護土壤、防止土壤侵蝕的方法有:

• 儘量減少地面景觀改造,保持土壤表層以降低強風或強降雨對土壤的侵蝕,同時也要儘量保留覆有植被的土壤。

• 確保良好的排水系統,能夠在不穩定的情況下或者是在自然災害的情況下進行良好的排水。EPC承包商需盡可能地優化設計排水系統,即使是在一年或者是營運多年之後,也要保證排水系統的正常運作。

• 其他方法包括考慮土壤的特性、持續觀察和改進,以及通過植被覆蓋增強土壤的穩定性…等等。

 

二重挑戰:嚴格的專案審批以及電網併網要求

• 上網電價(FIT):和預期相比已經有所下降,但不知道FIT是否會進一步下降。

• 嚴格的METI批准要求:公用電網連接也需要被批准,還有包括具體的電站設計細節被批准後才能夠進行建設。

• 電網併網:在日本,很多情況下是不允許架設電網傳輸線,例如需要考慮與高壓線路的距離,線路地下敷設vs.空中架設的限制,是否允許高壓線路架設於私人物業上方等因素。所有這些需要相關單位和當地居民、社區以及其他單位進行磋商,以期能夠實現以更優的方法併入電網。

 

三重挑戰:運維服務商是否具備足夠的經驗和技術

營運維護商的能力至關重要。例如,一些小型的電站,運維可能是由經驗不足的運維服務商來提供的。所以,很重要的一點是確保這個小型的電站是在最佳的性能狀態上進行運作。

 

四重挑戰:日本當地技術標準與國際標準不匹配

需要提醒有意願在日本投資太陽能電站的企業,日本國內的部分技術標準與國際標準並不一致,所以在設計階段一定要特別留意。

 

五重挑戰:與設計、安裝相關的缺陷與性能損失

在太陽能電站建設當中,除了自然災害和國家層面的政策等因素之外,還會存在一些影響電站性能、導致電站發電量損失的技術缺陷,尤其是在太陽能電站的設計和安裝環節。所以,在電站的規劃設計以及施工階段,我們必須要考慮各方面的影響因素和預期風險,這樣才能確保電站能夠按照嚴格的標準來設計、施工,並且能夠按照預期進行運行和維護。

 

結語

日本仍然是一個非常有吸引力的太陽能電站投資市場,前提是我們需要進行謹慎的選址、設計和施工。這就需要電站的設計和規劃要符合當地的地理和氣候條件,EPC和其他承包商的選擇要足夠謹慎,還需要找到可靠的和經驗豐富的當地的合作夥伴。此外,獨立協力廠商的技術盡職調查也是必不可少。

 

距R&TTE指令失效只剩60天,你的無線產品證書更新了嗎?

Shawn Peng

德國萊因TÜV電子電氣產品高級經理 | 資深簽證官,歐洲R&TTE/RED與EMC指令以及美加日等無線及通訊產品認證專家,產品測試認證與符合性評估經驗超過17年

 

根據歐盟新無線設備指令(Radio Equipment Directive, 2014/53/EU),自2017年6月13日起,所有銷往歐盟市場的相關無線產品應符合新的認證方式,否則將面臨無法出口的損失。然而,新指令的諸多測試方法與協調標準近期才正式公佈,不少廠商措手不及,近期德國萊因TÜV也不斷收到越來越多的相關詢問。為協助企業能順利出口歐盟,德國萊因TÜV電子電氣產品服務高級經理Shawn Peng將新舊指令差異劃出了重點,並為廠商提供了應對策略:

 

重要時間點

  • 2016年6月13日:新的無線設備指令(RED)取代無線及電信終端產品指令(R&TTE, 1999/5/EC)
  • 2016年6月13日至2017年6月12日:符合RED新指令或R&TTE指令的產品均可上市
  • 2017年6月12日之後:所有上市的無線產品應符合新指令

 

新舊指令兩大差異:產品範圍、技術標準

在適用產品範圍上,RED新指令僅用於無線產品,包括無線通訊和無線識別設備(如RFID、雷達、移動偵測等),其基本要求已經包含EMC指令和低電壓LVD指令的主要規範,因此RED新指令規範的產品無需再證明符合這兩個指令。

  • 移除:有線通訊終端設備(TTE),例如固定式電話機
  • 納入:無線廣播接收機、帶有無線電視接收的傳統電視機等

其次,新指令的技術標準改動程度大。以電視機為例,其無線接收相關測試標準原本與音視頻產品測試標準同為EN 55013和EN 55020,在RED新指令下則需要遵守最新公佈的技術標準 EN 303 340。

 

安全要求更嚴格

原先的公告機構評估意見現已由型式檢查證書取代,需要由RED新指令的公告機構(Notified Body)出具,並新增風險評估檔,說明產品如何避免可能的致命危險或其他風險。該要求是新增的專案。此外,廠商應在標誌上說明單一聯絡視窗,方便消費者聯繫。

 

過渡期間,如何高效符合新指令?

德國萊因TÜV建議廠商可以從兩個方面來應對。

– 在產品技術及測試上,廠商應儘快符合RED新指令的最新標準。

– 在證書方面,可視需求和出貨時間決定申請R&TTE 或RED新指令證書。原因在於許多RED新指令的相關標準才剛公佈、甚至還在草稿階段,因此隨時有更新的可能。一旦標準更新,RED證書也需隨之更新。舊指令證書則到今年6月13日前都有效。若決定申請舊指令證書,專家建議可同時進行新舊指令標準的測試,如此一來,不但可節省日後申請新標準證書的測試時間,即使日後測試標準有更新,也不需要擔心重測或不通過的風險。自4月份起,建議開始申請新指令的證書。

 

      

新版醫療器械管理體系標準ISO 13485應對指南

朱丹

德國萊因TÜV大中華區醫療器械服務部專案經理 | 在醫療器械研發、品質管制和認證領域擁有15年以上的豐富經歷,作為審核員多次代表德國萊因TÜV接受並通過中國、德國、加拿大、日本、巴西等國監管部門的目擊審核。

醫療器械管理系統新版標準ISO 13485:2016已於2016年3月1日正式發佈,新舊標準的過渡期將持續到2019年2月28日。為了讓更多企業及時瞭解新版本的關鍵點,德國萊因TÜV為大家詳述各關鍵時間點、新舊版本的顯著變化,並提供應對指南,協助企業順利轉版。

新版本的顯著變化一覽

1、 導入生命週期的概念。

2、 更明確定義標準的適用範圍,增加適用於醫療器械全生命週期各階段(研發、生產、上市後活動)的醫療器械組織。

3、 增加適用於供方或其他服務供方等要求。

4、 增加至20個定義,並細化一些現有定義。如:授權代表、臨床評價、抱怨、經銷商、進口商、生命週期、製造商、醫療器械族、性能評價、上市後監督、採購產品、風險、風險管理、無菌屏障系統等專業術語。

5、 增加「法規要求」術語的次數,一旦使用術語「法規要求」時,其涵蓋了適用於本標準用戶的任何法律法規的要求。

6、 強化企業滿足法規要求的主體責任。

7、 強化風險管理,不僅對醫療器械產品和服務的全生命週期實施風險管理,而且明確提出對品質管制系統的過程實施風險管理的要求,提出「應用基於風險的方法控制品質管制系統所需的適當過程」。

8、 新增「組織應將用於品質管制系統的電腦軟體應用進行確認的要求」。

9、 提出在供方評審時應基於風險的考量

10、 新標準要求應當和供方簽訂書面品質協定,適用時,應當與供方(原料和服務)簽訂書面品質協定,規定變更告知的義務。

11、 強調如果組織發現採購的產品有任何變化,需要評估此變化所帶來的影響。

12、 提出從回饋資訊中識別改進機會,輸入到風險管理以及糾正預防措施中。

13、 提出回饋資訊應包括來自生產階段的內部回饋。

14、 新標準強調了抱怨處理的重要性。

15、 新增「8.2.3向監管機構報告」條款

16、 新標準中「形成檔」達到56處,保持記錄要求48處。新增有關文件要求的條款,如4.2.3醫療器械文件以及7.3.10設計和開發文件。

 

企業如何應對?德國萊因TÜV為你提供行動方案

1. 獲取一份標準正式版。

2. 新舊版本差異比對,並建立「差距分析」文件。如在審核中發現缺少「差距分析」,將被記為重大不符合項。

3. 確認並分配系統變更所需要的資源,包括人力資源 。

4. 由於新舊標準差異涉及到多個部門,德國萊因TÜV建議增加內審次數,以確保能符合ISO 13485:2016的要求。

5. 瞭解認證和過渡期的時間表。德國萊因TÜV建議您儘快與我們聯繫進行證書升級。我們將採用ISO 13485:2016標準為新客戶或者是換證客戶進行審核。

6. 制定「品質計畫」,列明需要完成的工作細項 。「品質計畫」也是認證審核中需要檢查的文件。

7. 為相關人員提供新標準的培訓,溝通「品質計畫」。如果需要協力廠商為您提供預審,德國萊因TÜV能隨時為您服務。

8. 確保您的內審涵蓋「差距分析」中所列明的所有變更部分。

9. 準備接受公告機構的升級審核。

德國萊因TÜV已於2017年2月被DAkkS認可,擁有ISO 13485:2016版的發證資質。

 

      

藍牙5技術升級,產品開發從何著手?

作者/何紹彭

*德國萊因TÜV大中華區電子電氣產品服務資訊與通信技術資深經理 | 在藍牙及無線產品測試驗證領域擁有13 年以上的豐富經歷,是德國萊因TÜV台灣資訊與通信技術部門的負責人。

 

藍牙5新標準上路,目標鎖定在智慧家庭、物聯網(IoT)、音訊等三大應用。Bluetooth SIG官方網站更預估截至2020年全球產出的無線產品中,每3個就會有1個使用藍牙技術。終端產品廠商必須更換晶片並經過驗證才能宣稱符合藍牙5標準。然而,無線技術競爭者眾,新藍牙標準是否對物聯網有推波助瀾的效果?能為無線產品帶來哪些契機?產品設計開發時應該注意哪些?德國萊因TÜV大中華區電子電氣產品服務資訊與通信技術資深經理何紹彭帶您一起無線(限)想像。

 

藍牙5之技術革命一、2倍、4倍、8倍的提升

在低耗能標準的基礎上再強化,藍牙5在技術層面的最大改變,即傳播速度、距離、廣播(Broadcasting)資料量分別有2倍、4倍跟 8倍的提升,尤其針對廣播的無連線(Connectionless)通訊方式。傳送速率倍增,傳輸距離堪比Wi-Fi,但比Wi-Fi更省電。對於傳輸微量資料的穿戴裝置,例如可記錄並傳送脈搏數、步行數、心跳、睡眠情形的智慧手錶,或是控制溫度、濕度控制空調的智慧溫控器,藍牙5的新功能對於穿戴裝置能否普及具有決定性影響。

以前通過手機配對藍牙裝置,常會因為使用者將手機或平板帶到另一個房間而導致斷線或信號不良,藍牙5標準將傳輸距離提升4倍,讓消費者可以在家隨處享受聽音樂的樂趣,甚至可以控制智慧電燈、智慧門鎖、智慧空調、居家安防設備等。

 

藍牙5之技術革命二、強化 LBS定位應用,LBS驅動物聯網增長

藍牙5是通過廣播通訊模式,無須進行連線設定,因此非常適合LBS(以定位為服務)的產品應用。根據 ABI Research一份調查報告,截至2020年出貨的藍牙Beacon裝置將超過3.71億個,藍牙5將有助於Beacon跟LBS在智慧家庭、企業與產業市場的擴大應用。以面對消費者的零售業者為例,對於Beacon這種LBS技術的需求,將比其他物聯網裝置的需求強勁。原本Beacon推播訊息可能局限於單純的文字以及網頁連結,隨著藍牙5廣播資料量提升8倍,將能夠讓廣告的型式更加豐富、有趣。

此外,藍牙5不需要額外連接設定,配合智慧城市基礎設施使用,幫助視障人士在公共空間移動,或是停車場的室內定位導航路徑規劃,這些都是零售廣告用途外的可能應用。

 

建議開發者—著眼應用端,玩轉藍牙5

產品端要符合藍牙5,若是使用已經認可過的藍牙晶片並經過授權機構測試以及驗證,一般來說測試相關的問題不會太多。德國萊因TÜV建議產品端與APP應用程式設計開發人員,更應該著眼於使用者的應用端,思考如何能利用藍牙5的優點以及新增功能,創造產品優勢,突顯產品差異,為智慧家庭與物聯網的實現推波助瀾。

 

結語

德國萊因TÜV是台灣與大中華地區第一個合格的 BQTF 實驗室,更是大中華區唯一可針對晶片進行藍牙驗證的協力廠商檢測機構。自2000 年開始提供藍牙驗證測試服務所累積的豐富產品經驗,以及在藍牙通訊與應用協定(Bluetooth protocol stack)的獨家經驗,代表我們更能有效地解決產品測試相關的問題,幫助企業以最經濟有效的方式取得藍牙驗證以及多國法規性驗證。我們的藍牙測試實驗室 BQTF 有最完整的藍牙測試能力,可針對所有藍牙標準提供射頻RF、藍牙通訊 / 應用協定與相容性測試服務。

 

五大關鍵提高汽車電子產品可靠性

2016年初,有位澳洲車主買到一台「檸檬車」(註),新車剛到手時就問題不斷,從無緣無故進入保護模式三次,到雨刮器自動啟動,還有車內出現燒焦氣味、方向盤不斷向​​左偏、突然失去動力等問題,簡直像被詛咒了一樣。也曾因為無法啟動而返廠維修了5次,最嚴重的一次剛修完出門,就再次熄火無法啟動;這期間,與廠商透過電話與電子郵件溝通無數次,可是每次一出問題,還是得自己實報實銷,氣得創作一首RAP並製作MV,沒想到在社群媒體上獲得病毒式傳播,讓該品牌公關部頭疼不已。
**註:國外把問題多的新汽車稱為「檸檬車」(Lemon Car)(買到爛新車像檸檬滋味又酸又苦)。

 

2017年2月還有一則和車有關的重磅新聞。德國某知名汽車零組件製造商向美國國家高速公路安全管理局(NHTSA)遞交了召回計劃,因其製造的部分安全氣囊傳感器存在故障隱憂,將在全球協同受影響的6個汽車品牌實施召回,涉及500萬輛車。說到安全氣囊,日本某知名安全氣囊製造商的召回事件還餘波未平,此次德系品牌的召回再次對全球車主造成深遠影響。

 

汽車產業的繁榮直接帶動了汽車電子產業的迅速崛起,然而與汽車相關的安全和品質事件層出不窮,也讓全球目光聚焦於佔汽車成本比重越來越高的汽車電子。毫無疑問,科技的日新月異也帶來了更多安全方面的隱憂。如何確保汽車電子產品品質過硬,既保護了駕乘人員安全的同時也杜絕讓品牌陷入「品質問題」的深淵?讓我們和德國萊因TÜV在汽車電子零組件、電磁兼容以及功能安全的專家聊聊,他們在多年檢測驗證經驗中常碰到哪些問題?提高汽車電子產品可靠性有哪些方法?為你的痛點提出解決方案。

 

方案一:產品研發階段務必導入相關標準要求

某汽車線束產品公司生產用於危險車輛(如易燃易爆拖車)上的連接導線,第一次進行歐洲ADR認證。雖然該企業有海外出口的經驗,但是送樣的尺寸、結構不符合標準要求,直接被退回整改。

專家建議:尺寸與結構是產品設計階段最入門的要求,一旦和標準有所偏頗則整套產品設計都要從頭開始,這無疑為企業平添了不必要的整改時間和經濟成本。如果企業的交貨期又很緊,更是雪上加霜。因此,企業在進行產品研發時,務必需要研讀標準,將其要求導入設計階段,為日後的生產和銷售打下事半功倍的開端。

 

方案二:原材料品質至關重要

某企業的產品是用於纏繞在導線外起到保護作用的線束膠帶。主機廠的要求非常嚴苛,規定供應商的產品需要經過3000小時的高溫炙烤後,必須耐高溫又無異,還要保持優質的黏性。但是該企業顯然沒有特別重視,或者想當然以為自己的產品一定可以通過考驗。但其實該產品一共經過了4次整改重測才滿足上述要求。

另一個案例則是關於雙跳開關。主機廠的要求是在經歷環境測試後,檢驗按鍵力是否改變,例如85℃高溫5小時後,以每分鐘降低2℃的降溫幅度降至-40℃,持續4小時後再周而復始。經過100或200個循環以後,檢驗彈簧是否因疲勞而失效。這其實就是在考驗彈簧設計、原材料材質等問題。

專家建議:國際品牌的主機廠通常會博採眾長,從眾多國際標準中吸納各方面的標準以組成各自的企業標準,嚴苛的要求對原材料的品質是極大的考驗,所以電子零組件供應商一定要把關好原材料,同時安排預先測試,避免上述案例因多次重測而造成額外的時間和經濟成本。

 

方案三:不干擾,降低自身輻射強度

早期的車輛由於電子元件佔比較少所以不太容易發生電磁兼容方面的問題,現在汽車電子元件的佔比呈現飛速上升的趨勢,電磁兼容已成為目前極需解決的重點。

某新型汽車裝有MCU的燃油控制系統,在駕駛通過某社區的街道時,汽車會自動熄火,之後通過測量該區段的電磁環境時,發現有一台民用無線電發射機在違法工作,那台發射機上的訊號通過空間耦合與MCU相連的導線上,造成處理器停止工作。

專家建議:上述案例雖然沒有造成人身傷害,但電磁干擾的問題的確會給駕乘人員帶來極大的安全隱憂。同時再次說明通過考核產品輻射抗干擾能力(radiated immunity)的EMC測試有多重要。

 

以輻射發射(Radiated emission)為例子,德國萊因TÜV建議企業可以通過以下幾個準則來控制:

- 干擾源:減少噪聲源的能量(比如振盪器、數字電路、電源轉換器、數據總線等),也可以通過減少訊號轉換速率、開關電流、降低工作頻率來實現。

- 傳播途徑:可以通過減少電路板上的耦合與傳導能量(改進佈線技術,避免接地線過長等)以及改善連接器位置的射頻抑制來達到目的。

- 接地:好的接地是減少輻射發射最重要的方法。如何保證較完整的地平面是電路設計人員需要考慮的重點。

 

方案四:抗干擾,增強電子元件抗擾度

某高級轎車在上市之前路試的時候,一開始一切正常,當測試員開啟收音機後,過強的訊號影響儀表板和車身控制器的通訊,造成儀表失靈。

專家建議:上述案例可以發現汽車電子間互相干擾,導致功能失效。顯而易見,抗干擾對電子元件來說至關重要。以輻射抗擾度(Radiated Immunity)為例,德國萊因TÜV建議各企業可以通過屏蔽來提高防護能力:在大於100kHz的頻段,好的導體材料(銅鋁鋼)做成的外殼能提供好的屏蔽效能,接縫和開口應<1/20頻率波長以達到20dB的屏蔽效能,盡量避免使用正方形的蓋子以防止內部諧振的產生。

 

方案五:汽車電子系統的功能安全不可忽視

隨著越來越多複雜電氣、電子系統和可編程電子系統應用到與安全相關的車輛功能中,任何一個安全相關的車輛功能失效,都會對駕乘人員,甚至附近車輛及行人帶來嚴重後果。汽車電子系統在安全設計上的缺陷,不僅對人身安全帶來了隱憂,隨之而來的召回事件給企業帶來巨額的經濟損失。與功能安全相關的系統可靠性問題已經得到社會的普遍重視。 ISO 26262是實現功能安全的一個國際上廣泛認可的現行標準,該標準從技術角度為如何做到功能安全提供規範。

ISO 26262標準的適用範圍相當廣泛,從電動汽車的電動管理系統BMS、整車控制系統VCU,到傳統汽車的底盤控制、防鎖死剎車系統…等等,不一而足。

越來越多中國主機廠也已經向海外品牌靠攏,將ISO 26262標準列入產品研發及零組件系統採購時的一個必須驗證項目。然而,德國萊因TÜV的專家在進行功能安全評審時,還是發現諸多問題在不同企業都時有發生,現列舉如下並提供改善建議。

 

易發生的問題及專家建言

  • 診斷措施應用不當:建議企業在實施診斷措施之前對產品進行充分的設計分析,明確產品中與安全相關的功能可能存在的失效風險及各種診斷措施的優缺點(如診斷覆蓋率DC、實現的難易程度、花費的時間等),然後進行選擇。
  • 文件編寫無規範:建議編寫每份文件時,進行內部審查,可以讓未參與專案的技術專家檢查,看能否理解文件中表達的意思。
  • 多個文件中對同一事物描述不一致:建議企業一旦文件中有任何變動,都要及時在專案組內部溝通。
  • 工程師經驗不足:建議對工程師做全面的功能安全培訓。
  • 工具的可靠性證明不知從何下手:德國萊因TÜV會提供相應的需求列表,進行逐項分析。
  • 英文翻譯不準確:建議採用統一術語,內部自校。
  • 設計變更未走變更流程:設計開發階段的每次變更需要遵從安全計劃中的變更流程,例如:需要進行變更影響分析並進行相應的測試和驗證,如果產品需要進行功能安全驗證,需要將變更的相關文件及時提交給認證機構(如德國萊因TÜV)。

 

目前,70%的汽車創新來自於汽車電子產品,電子產品在整車中的成本佔比已經從上世紀70年代的2%,成長到現在的25%左右,無庸置疑,這樣的增長趨勢還在持續。對汽車電子零組件供應商來說,確保產品的安全和可靠性至關重要,這是贏得市場信任的根本,也是企業謀求持續發展的基石。

 

台灣2016太陽能市場新亮點

2015年末的巴黎氣候峰會,在195國的見證下,終於敲定《巴黎協定》取代2009年的《京都議定書》。身為小型島國的台灣該如何為地球盡一份心、為人類投一份力呢? 經過日本311福島事件後,台灣人民對再生能源的發展投入更多的關注,太陽能是台灣發展再生能源的其中一項。

 

為了解台灣太陽能業者的看法,我們在2015年台灣國際太陽能展會上,收集了127份問卷,帶大家快速了解台灣太陽能市場。

 

除了躉(ㄉㄨㄣˇ)售電價外,降低初期投資成本是契機

能源與政策是密不可分的,台灣在2012年開始推廣『陽光屋頂百萬座』,鼓勵民眾在自家屋頂裝設太陽能再將電售回台電。並為了減緩長期南電北送的狀況,2015年更加碼針對北部地區裝設太陽能發電系統的用戶,其電能躉售費用可加成12.5%,冀望能降低北部夏季用電吃緊的問題。然而,架設電站的初始投資成本高,加上台灣獨棟房子有限,大廈或公寓的屋頂的產權持有人太多,是邁向綠色能源路上需突破的困難。

 

不過在我們的調查中,仍有70%的受訪者認為住宅用太陽能發電系統的市場將會成長,有77% 的受訪者願意在其住家屋頂裝設太陽能系統。 在不願意安裝的受訪者 (23%) 中,有三分之一表示還持有觀望的態度,認為安裝費用太高及維護困難的比例分別是26%和15%。

 

2015年8月開始,50KW以下的屋頂型太陽系統不需支付台灣電力公司線路補助費,各項補貼政策雖未能一次到位,但只要持續朝向降低建置成本的方向,仍有機會逐年提升民眾的裝設意願。

 

商用(非住宅用)太陽能系統,有機會成為市場亮點

產權問題若是換個場景,來到商用(非住宅用)市場,就會是另一番風景。包括學校樓頂、魚塭、菜棚、菜市場屋頂或是廢棄的農地等都是發展太陽能電站的好地方。太陽能發電系統可以將其視為一個長期的綠色投資,尤其是不需要額外的土地買賣,而是讓同一片土地或建物的效益極大化。

 

有71%的受訪者認為商用太陽能發電系統的市場將會成長。台灣正積極推動「農業光電專區」,在不適合農耕的農地建設太陽能電站,透過政策的支持,推動商用市場的發展,此舉將強化業界對此領域發展的信心。

 

工欲善其事必先利其器,確保長期收益才是王道

當然,投資首重避險,如何讓太陽能系統能穩定且長期的產生收益? 太陽能系統的裝設並非僅是將太陽能板架上即可, 今年的兩個強烈颱風仍讓人記憶猶新,當時許多太陽能板被吹落或是破損,造成上億新台幣的損失,等於還沒賺錢就先賠錢,大大地降低了投資報酬率,於是,大家開始注意到裝設時的確認以及平時的維護是十分重要,且不可或缺,因此,有91% 的受訪者認同太陽能系統營運維護服務商的重要性。而94%的受訪者同意太陽能系統營運維護服務商是否取得公證單位認證會影響其決策。

 

受訪者中有94%認為在安裝了太陽能系統後,有需要請第三方機構做品質上的檢測確認。目前安裝地區仍以日照較長的中南部居多,但日照的角度和系統設計等都會影響其發電量,確保投資報酬率的其中一步是做有效的事前確認。

 

《專家解讀》十年一遇的太陽能模組標準更新

隨著能源短缺、環境污染以及全球氣候變暖等問題日益突出,許多國家開始關注並尋求可再生能源太陽能的開發利用,旨在推動策略性可持續的經濟發展。歐洲各國、美國以及亞洲市場對太陽能產品需求呈現不斷增長的趨勢,這為太陽能產業帶來了良好的發展機遇。近年來,中國太陽能模組產能飛速發展,已經躍然成為全球最大的生產和出口國。在國際太陽能市場蓬勃發展,特別是中國太陽能市場強勁增長的拉動下,太陽能產業規模穩步增長,技術水準不斷進步。2015年,中國太陽能模組產能超過43GW,同比增長22.9%。

資料來源:中國國家統計局

 

然而,國際市場對太陽能產品品質要求的不斷提高也同時帶來了更加激烈的競爭環境以及更加嚴格的准入門檻。就模組發展而言,如何保證其在戶外使用過程中的長期可靠性和發電量,是太陽能產業一直致力解決的問題,從產品設計研發、生產、實驗室檢測到產品認證,環環相扣。

 

2016年3月,國際電子電機委員會正式頒佈新版IEC 61215太陽能模組性能標準,並且預計在2016年第三季度頒佈最新版本的IEC 61730太陽能模組安全標準。新版的IEC 61215和IEC 61730的頒佈,對太陽能模組的生產企業提出了更高的要求。IEC 61730標準的前身是德國萊因TÜV集團的內部標準Safetyclass 2,而德國萊因TÜV的德國技術專家Mr.Joerg Althaus現任IEC 61215和IEC 61730標準委員會的專家組組長,也由於在IECEE擔任重要角色,德國萊因TÜV在標準制定和發展的過程中有著最準確、最及時的訊息和了解。此次邀請德國萊因TÜV資深技術專家們為大家帶來最新的解讀。

 

本次標準更新對於太陽能產業發展的推動有什麼樣的影響?

IEC 61215 和IEC 61730標準被公認為太陽能產業最重要的基礎標準之一,依據該標準所頒發的認證已經成為太陽能模組進入國際市場必備的通行證。本次標準更新是太陽能產業經過10年大規模成熟應用以來的第一次標準更新,因此這2個標準的新版推出引發了全產業鏈的震動。模組、零組件製造商以及買家皆對其極為重視。這次標準升級既是應對了產品技術改朝換代的需求,也將驅動買家對產品品質要求的進一步提升,從而帶動整個太陽能產業的健康發展。及時瞭解標準修訂的最新情況,對於調整模組設計和生產有重要意義。

 

標準的更新代表了製造和測試技術的進步,本次標準更新的實踐核心有哪些?

 

IEC61215

變化一:標準結構變動

IEC 61215第3版與2005年發佈的第2版相比,不僅標準的技術內容有了較大的改動,標準的結構變動也非常大。IEC 61215 第3版標準包含了三大組成部分:IEC 61215-1提供通用測試要求,IEC 61215-2 提供具體測試程式,以及61215-1-x部分提供了不同技術模組的特殊要求。新標準將取代第2版的IEC 61215 以及IEC 61646。

IEC 61215從獨立的標準轉變為系列標準,將其他技術的模組(如薄膜模組)納入其中,使標準更具系統化,也為日後不斷湧現新技術的太陽能模組預留了空間。同時為晶矽模組提供了完整的設計鑒定和型式認可的新版指南。

 

變化二:更新重測導則的定義

彌補了目前對“重測”定義的模糊,對材料的匹配測試有了更清晰的規範

 

變化三:模組背標籤額定功率

明確表示客戶提供的模組背標籤額定功率和實際檢測結果要在一定的公差範圍之內;對客戶的模組背標籤額定功率要求更精准,建議模組預處理的工序在協力廠商測試實驗室完成。

 

IEC 61730

  • 新版的IEC 61730太陽能模組安全標準進一步相容IEC 60664要求,引入大量新概念: 基本絕緣、功能絕緣、加強絕緣、附加絕緣、固體絕緣、(器具)分類、污染等級、漏電起痕指數、材料分組、連結 or 黏接的接縫、溫度指數、相對耐熱指數。
  • 在電氣保護安全、機械性能安全、防火安全、環境耐久安全方面的要求有顯著提升。

 

標準更新對企業現有產品設計,品質控制,實驗室設備和產品認證有何影響?

標準目前還在草案階段,IEC 61730正式頒佈日期預計在第三季度,對產品認證並不會有太多影響,僅僅對CB認證會有影響。新標準發佈後會有一個過渡期和強制執行期,過渡期將提供企業更新標準的緩衝時間。但是,儘早解讀新標準將對太陽能企業的研發、品質控管、生產流程調整有指導性的作用,調整實驗室應對標準更新的升級。

 

太陽能發電設備達到最高效能的關鍵

撰文=Nicole Krzemien

北海的某座島上有個私人的菜園,園子裡的小涼亭輕易吸引了大家的目光,因為涼亭的屋頂鋪了三片太陽能板,但三片的角度都不同,還有無數的電線從涼亭屋頂一路延伸到地底,畫面實在驚人。我把照片拿給負責太陽能檢驗的同事看,每個都頻頻搖頭。

 

投資時更要注重安全保障

同事說:「太陽能發電雖然是未來的趨勢,但若屋主事先知道如何調校以使裝置發揮最大的功效,或許他們不會如此輕率地將太陽能板安裝在屋頂上」,他也表示,像上述那樣的安裝方式他們看太多了,據估計,在德國約有一百五十萬個太陽能設備,其中四分之一是架設在屋頂上,這數字也包含剛才提到的小型設備。他特別強調:「任何一項失誤都可能引發火災」。站在驗證機構的角度,我們注重的不是只有設備的安全性,同樣也重視設備的功效,從模組審查到連接器的兼容性、電線、逆變器、電池,一直到避雷針。同事指出,不論是大型或小型設備、新型或老舊的裝置,在大多數的情況下都能將設備的性能最佳化,亦即延長設備的使用壽命,同時增強其效益。

 

同事告訴我,如果要轉手或收購一項大型設備(例如斥資兩億五千萬的大型設備),技術盡職調查(Technical Due Diligence)的費用不會超過投資額的 0.1%。這實在令人訝異,因為這筆費用其實相當低廉,尤其根據專家的經驗,設備性能最佳化後,增強的功率至少可以回收投資額的1%,因此投資設備最佳化是值得的。負責國際研究方案「太陽電能的可融資性」(Solar Bankability)的專家表示,太陽能發電裝置的經濟價值是可以評估的,而最佳化的成本和收益也是可以精確計算的,其目標就是減低以太陽能發電廠的投資風險;簡單地說,就是讓有興趣的投資人不再盲目投資。

 

了解細節是值得的 –私人太陽能設備亦是如此

那麼,私人或住宅的太陽能設備如何增強發電功效?

在實際安裝設備前,應向有經驗的技師諮詢。在評估廠商報價內容時,應注意是否基於場勘結果,而細節程度尤其重要,內容應註明和描述所使用的元件及效能。為了保障品質,每項細節都需鉅細靡遺的討論,包括比較多家供應商(至少三家)提出的報價。

設備開始運作後,務必要求供應商交付設備和組件的資料以及運作記錄。為使設備長期零故障運轉,必須定期保養,因此與供應商簽訂保固合約是有益的。

最後,可以和附近其他太陽能設備用戶相互交流和比較,如此才能有效評估自己的發電效能。

原文出處:Solaranlagen: Stellschrauben für einen optimalen Ertrag

 

【關於作者】

Nicole Krzemien

在德國萊因總部行銷傳播部門,享受工作的多樣化及有趣。她也常常折服於同事們的專業,尤其是關於能源跟科技的議題。更嘗試著在每天的生活中發掘創新之處。

 

行家眼中最有份量的《電動工具白皮書》

製造業、建築業、汽車業以及耐用消費品行業的人士對於電動工具一定不陌生,而擅於修繕、修整園林或喜愛DIY的一般消費者也或多或少接觸過電動工具。由此可見,電動工具的使用情境非常多元化,且大多與使用者近身接觸。從市場規模來看,歐洲2016年電動工具的預估市場規模為50.2億美元,預計到2019年將增長至56.9億美元。亞太區是全球製造動力工具中成長最快速的地區,2014年中國的份額達到31.5%。2015年亞太地區動力工具市場規模約為69億美元, 預估2019年市場規模可達到84.2億美元,其中70%為電動工具。

 

德國萊因TUV集團根據在電動工具行業多年的實踐經驗,推出《2016年中國電動工具市場白皮書》,內容包括全球市場增長情況、行業發展態勢、產品測試資料以及電動工具新標準。透過本次研究中的眾多資料,歸納出五個重點:

 

一、電動工具身為出口型的行業,外在環境因素帶來的衝擊最大,如: 國際市場的需求減弱,訂單減少。而半數以上受訪企業的出口規模都有增長,但利潤卻多是持平至下降。若僅以出口規模做為企業成長與否的依據,長期下來將出現企業實質成長上的困難。

圖1: 影響企業產品出口因素

 

二、 有47%的受訪企業認為歐洲在2015年時的出口增長速度最快。但近幾年歐洲市場的不確定性升高,許多企業將重點轉向其他海外市場,北美市場將是中國企業未來發展方向之一。

圖2: 出口地區潛力調查

 

三、 從受訪企業的回饋中發現,有60%的企業認為是價格上漲造成客戶流失,並且同行間的競爭十分激烈。雖然價格上漲會造成客戶流動,但客戶選擇供應商時最看重的是產品的性能和品質,其次是長期合作的能力,價格位於第三位。

圖3: 買家採購評量標準調查

 

四、 調查中發現,認為電動工具行業出口市場有下滑傾向和勻速發展的企業比例相當。而無論企業對出口環境的態度為何,各家仍不斷積極拓展業務。出口企業大致可以均分為發展自主品牌和OEM貼牌製造。在產品的開發和投入上,45%以上的企業傾向發展專業級工具,超過35%的企業則是研發DIY工具。

圖4: 未來業務拓展模式調查

 

五、超過六成的受訪企業在過去幾年發現買家提出的測試需求不斷增加,而其中仍以歐洲地區的需求最多。選擇測試認證公司時,首先看重的是品牌及技術的權威性,其次是買家和零售商的認可程度。

圖5: 企業選擇認證公司的考慮因素調

 

今年,電動工具商不可不注意的重要事項是EN 62841 系列標準將取代現行的電動工具和電動園林工具標準EN 60745,EN 61029 和 EN 60335 系列。已經頒佈的標準,會在2018年中旬開始陸續強制執行。至於有哪些變更、差異、已頒佈的標準和注意事項,都在白皮書內有更加詳盡的說明。