电池是电动玩具的动力源，企业在电玩具的结构、电路设计中，不应忽视电池过热问题，这直接关系到电玩具的使用效果和消费者的使用安全。

    本文作者根据近期在质检工作中的实践，结合国家电玩具安全标准GB 19865，综合介绍了标准对电池发热的要求和相关的检测方法，分析电池发热的原因和情况并提出相关的改进措施，最后用典型的案例说明电玩具不合格问题及改进方法。

    电池是电玩具结构中最为常见、最为核心的部件。在电玩具工作时，电池不断地向电路提供能量，但与此同时，电池自身也是重要的发热源。由于电池表面较容易被儿童触及到，不合格电玩具造成的伤害很大一部分是因为电池室或电路等的结构、设计不合理，使得玩具电池表面温升过高，引起儿童触及发热表面被烫伤的危险。因此，与电池相关的设计与检测就至关重要了。

    对电玩具的电性能安全检测，认可度较高的检测标准有美国的ASTM F963、欧洲的EN 62115、国际标准IEC 62115以及我国的GB 19865。本文依据国家电玩具安全标准对电玩具中的电池发热问题进行分析，由于国家电玩具安全标准等同采用国际电玩具安全标准，因此对IEC 62115和EN 62115标准的检测也可作参考。

标准对电池发热的要求

    电玩具中的电池，由于导体短接、运动部件被堵住或电子元件故障，甚至有时正常使用等原因，使得电路产生过大电流，而电池本身有一定内阻，因此导致电池发热，电池表面温升增加，令儿童在玩耍时有烫伤的危险。

    标准中，在对电玩具的安全性能检测时，玩具需要在“正常使用”、“导体短路”、“温控器短路”、“电机停转”、“电源错误连接”及“电子元件故障”等多种情况下测试玩具易触及和可触及表面的温升。对于有金属外壳/塑胶外壳的电池，其易被手触及的表面温升不应超过25K/30K，如作为可触及部件则不能超过45K/55K，并且不应泄漏有害危险物质或爆裂。

电池表面温升的检测

    在对电池表面进行温升测试时，玩具应放置在使用过程中最不利的条件中，手持式玩具自由悬挂在空中，其他玩具放在试验角的底板上。测试的方法有多种，使用较为普遍的是热电偶法。检测的过程中，用4层面积为500mm×500mm、质量密度为40g/m2±8g/m2的漂白棉纱覆盖玩具表面，模拟最不利的情况进行温升测试。

    在对电池的温升进行测试时，玩具电池室的盖子是打开还是关闭，电玩具安全标准中没有详细说明。仅有在试验的一般条件中说明了总体原则，即“取较不利的情况”。根据这一条款原则，在进行温升试验过程中，对于打开电池室盖子还能正常工作的玩具，电池表面为易被手触及的表面，更容易因为电池温升的提高而对儿童造成伤害。因此，温升测试时应关闭电池室的盖子，并且电池表面适用的温升限值为25K/30K；但也有玩具的电池室盖子上带有金属导体，用于导通电池使玩具正常工作，则在一般情况下，关闭电池室盖子时玩具正常工作，相比打开时玩具不能正常工作，更为不利，此种情况应在关闭电池盒状态下进行玩具温升测试，适用的温升限值则为45K/55K。

    对动态玩具的温升测试，如遥控车，或行走动物玩具等，热电偶法由于测试长度有限，很难直接测试玩具表面的温度；但可根据工作电流是引起发热的主要原因这一原理，利用辅助测试装置，让玩具在工作时保持静止，然后再调节辅助测试装置令玩具的模拟工作状态的电流与正常工作时电流一致，这样便可在模拟工作状态中间接测量电池表面和其它部件的温升。

电池温升过高情况及改进措施

    根据标准的要求，在对电玩具进行测试前，先对电池室的结构和电池的能量进行测试，判断是否会超过标准的相关要求，从而可以减免标准某些条款的测试。因此玩具在电池室的设计时，尽量做到符合可减免的条件，以缩短检测周期，减少检测成本，提高一次性检通率。

    正常使用下，玩具的温升一般不会超出标准限值。但如玩具出于设计或功能的需要，出现正常使用时温升过高的现象，则可采取减少限流电阻，或封藏高温表面使其不可触及等措施进行避免或改进。

    某些玩具在对电池室进行设计时，很容易因为结构设计的不合理，使得直钢针可触及到不同极性部件，导致电池温升过高，从而不符合标准的要求。因此，在电池室设计时，可采用隔板防止短接，保持电池的相对独立，不同极性的电池极片之间不能进行短接；同时，电池极片应牢固，尺寸形状合理。

    对于有些使用高能量电池带电机的玩具，如乘骑玩具，堵住可触及运动部件时，电机线圈的电流会迅速增加，电机、电池等元件表面温升会迅速提高，很容易出现超出标准的限值，严重时还可能会导致起火。为避免此类情况的发生，可考虑设计保护机构，使得可触及的运动部件被堵住时，某一齿轮能打滑或脱开运动部件，使得玩具运动动作停止时电机仍然转动，以避免温升的提高。

    电子电路中电子零件的失效也容易引起电池温升过高。虽然在电子电路模拟失效试验中，大部分带电子电路的玩具由于符合低功率电路和着火危险的条件，因此可减免电子电路模拟失效试验。在带高功率电路的玩具中，不同极性部件间的电气间隙和爬电间隙、用作电源滤波的电容器、遥控车电子元件组成的桥式换向电路容易出现失效而不符合标准要求，可采用使电气间隙和爬电间隙大于或等于0.5mm，选用符合标准的电容器或两个电容器串联使用，在桥式电路中串联限流电阻或继电器替代三级管等措施进行改进。

不合格玩具案例分析

    电玩具中电池室设计的不合理，是造成玩具因检测温升过高而不合格的重要原因之一。主要表现为在进行钢针短路试验时，电池室中不同极性的触片可被直钢针短接，使得两节或更多电池串联短路，引起电池表面温升超过标准限值。

    钮扣电池虽然能量有限，一般情况下的绝缘短路试验表面温升不会超过限值，但多节能量相对较大的钮扣电池串联一起短路，则温升有可能超出标准的要求。如图中的电子手表遥控器，平放的电池表面可与另一极的金属触片短接，导致电池表面温升过高而不符合标准的要求。

    可考虑通过以下几方面对该电玩具进行改进：（1）将电池室中平放的电池下沉放置；（2）将每个电池位之间的隔离档板加高；（3）电池室盒子加胶骨并开坑位，保证电池下沉后不会出现松动现象。改进后的玩具电池室结构如图所示。

结束语

    在对电玩具的进行安全性能检测和结构设计的过程中，与电池相关的检测和设计项目充当了重要的角色。检测机构在检测过程中应重点注意电池发热的检测项目，监测电池表面的温升；电玩具的生产企业则在电玩具的结构、电路等设计过程中，不要忽视电池过热问题，以免因电池温升超限值使得产品检验不合格，造成不必要的经济损失。