IEC 60068-2-12025 环境试验第2-1部分试验试验A低温标准立项发展报告

环境试验第2-1部分：试验试验A：低温标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:EnvironmentalTesting-Part2-1:Tests-TestA:Cold摘要环境试验是验证产品在预期使用、运输或贮存环境下适应能力的核心手段，也是电子电气产品可靠性保障体系的基石。低温试验作为环境试验中最基础、应用最广泛的试验项目之一，其标准体系的完善程度直接关系到全球范围内产品质量评价的一致性和可比性。本报告以国际电工委员会（IEC）于2025年9月23日正式发布的IEC60068-2-1:2025《环境试验第2-1部分：试验试验A：低温》为研究对象，系统梳理了该标准的修订背景、技术内容变化及行业影响。报告首先回顾了IEC60068系列标准的演变历程，分析了低温试验标准从早期单一温度考核向现代多参数综合验证方向发展的技术脉络；其次，重点剖析了2025版标准在试验条件严酷等级设定、试验设备温度恢复时间要求、样品安装与散热条件规定等方面的关键技术更新，指出了新版标准在响应全球制造业产品小型化、高集成度发展趋势方面所做的技术调整；再次，简要介绍了主要起草单位在标准研制过程中的技术贡献；最后，对新版标准的实施预期与未来标准化工作方向进行了展望。本报告旨在为标准化工作者、产品质量检测机构及制造企业技术人员提供系统性的标准解读与实施参考。关键词：环境试验；低温试验；IEC60068-2-1；国际标准；产品可靠性；试验方法AbstractEnvironmentaltestingisacoremeanstoverifytheadaptabilityofproductsunderexpectedservice,transportation,orstorageconditions,servingasacornerstoneofreliabilityassurancesystemsforelectricalandelectronicproducts.Thecoldtest,asoneofthemostfundamentalandwidelyappliedenvironmentaltestitems,reliesheavilyontheintegrityofitsstandardizationsystemtoensuretheconsistencyandcomparabilityofproductqualityassessmentsworldwide.ThisreportfocusesonIEC60068-2-1:2025,"Environmentaltesting–Part2-1:Tests–TestA:Cold,"officiallypublishedbytheInternationalElectrotechnicalCommissiononSeptember23,2025.Itsystematicallyreviewstherevisionbackground,technicalcontentchanges,andindustryimplicationsofthisstandard.ThereportfirsttracestheevolutionoftheIEC60068series,analyzingthetechnicalprogressionofcoldteststandardsfromearlysingle-parametertemperatureassessmenttomodernmulti-parametercomprehensiveverification.Secondly,ithighlightskeytechnicalupdatesinthe2025edition,includingregulationsonseveritylevelsfortestconditions,temperaturerecoverytimerequirementsfortestchambers,andprovisionsforspecimenmountingandheatdissipationconditions,demonstratinghowtheneweditionrespondstoglobalmanufacturingtrendstowardproductminiaturizationandhigherintegrationdensity.Thirdly,itbrieflyintroducesthetechnicalcontributionsoftheprincipaldraftingorganization.Finally,thereportconcludeswithexpectationsfortheimplementationoftheneweditionandprospectsforfuturestandardizationefforts.Thisreportaimstoprovidestandardizationprofessionals,producttestinginstitutions,andmanufacturingenterprisetechnicalpersonnelwithsystematicinterpretationandimplementationguidance.Keywords:Environmentaltesting;Coldtest;IEC60068-2-1;Internationalstandard;Productreliability;Testmethod一、引言在产品的全生命周期中，环境应力是导致其性能退化或功能失效的主要外部因素之一。据统计，在各类环境因素引发的产品故障中，温度因素（包括高温、低温和温度变化）所占比例高达40%以上。低温环境会导致材料脆化、润滑剂凝固、电子元器件参数漂移、密封件失效等一系列问题，对于在寒冷地区运行或执行冷链运输的设备而言，低温适应性更是关乎产品安全性和可靠性的关键指标。国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）第50技术委员会（TC50）负责环境试验方法标准化工作，其发布的IEC60068系列标准是全球环境试验领域最具权威性和影响力的基础性标准体系。其中，IEC60068-2-1规定了低温试验的标准方法，适用于确定电工电子产品在低温条件下使用时保持功能完好性的能力。2025年9月23日，IEC正式发布了IEC60068-2-1:2025版标准，替代了此前实施的2007年版本。新版标准的技术内容调整反映了近二十年来全球制造业在产品设计理念、材料工艺、试验装备能力等方面的深刻变化。本报告将从标准修订背景、主要技术变化、参与单位贡献和实施展望等维度，对该标准进行系统解读。二、标准修订背景与编制历程2.1标准发布基本信息IEC60068-2-1:2025《环境试验第2-1部分：试验试验A：低温》由国际电工委员会（IEC）TC50技术委员会下属的SC50A（冲击、振动及其他环境试验分技术委员会）归口管理。该标准为现行有效版本，官方语言为法语，发布日期为2025年9月23日，发布年份为2025年。标准采用电子版加密PDF格式发行，售价1699.0元人民币。2.2标准体系演进脉络IEC60068系列标准的起源可追溯至20世纪60年代末期。1968年，IEC首次发布了IEC60068-2-1:1968《基本环境试验规程第2-1部分：试验A：低温》，标志着低温环境试验方法在国际层面实现了统一。此后，该标准经历了若干次重要修订：IEC60068-2-1:1974版对低温试验的温度等级做了初步细化，确立了以5℃为间隔的严酷等级划分原则；IEC60068-2-1:1982版（第二版）引入了散热样品和非散热样品的区分概念，增加了温度稳定判据的说明；IEC60068-2-1:1990版（第三版）在试验设备温度偏差、试验持续时间等方面提出了更为严格的要求；IEC60068-2-1:2007版（第四版）对标准结构进行了大幅调整，取消了试验A的单独引用编号模式（此前为60068-2-1），明确了与IEC60068-1总则的引用关系，同时增加了低温试验与低温（长期）试验的区分说明。2.32025版修订动因IEC60068-2-1:2025版的修订工作始于2021年，主要基于以下几方面动因：第一，试验装备技术能力的大幅提升。近二十年间，制冷技术、温度控制算法和传感器精度的显著进步，使得试验箱的降温速率、温度均匀性和稳定性控制能力大幅提升。据统计，当前主流低温试验箱的降温能力较2000年代初提升了约30%～50%，这为标准中温度恢复时间等技术指标的精化提供了装备基础。第二，产品形态与使用场景的深刻变化。随着5G通信设备、新能源汽车电子、工业物联网传感器等新兴产品形态的涌现，越来越多的电子设备需要在户外或极端低温环境下可靠工作。产品的小型化、高集成度趋势使得散热条件与以往有了本质不同，原有标准中的温度稳定判定方法和试验严格度等级已难以完全覆盖新型产品的验证需求。第三，国际标准化协调的需求。IEC60068-2-1与ISO标准体系中的低温试验方法、以及各国国家标准（如GB/T2423.1《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温》）之间需要保持技术协调，以促进全球贸易中的检测结果互认。三、标准主要技术内容解析3.1标准适用范围IEC60068-2-1:2025规定了电工电子产品低温试验的标准方法，适用于确定样品在低温条件下的适应性或评定其耐受低温环境的能力。该标准既适用于散热样品（工作时自身产生显著热量的样品），也适用于非散热样品（工作时自身不产生显著热量的样品），但两类样品的试验条件和判定方法有所区别。3.2试验设备要求新版标准对低温试验箱提出了明确的技术要求，主要包括以下几个方面：温度范围与偏差控制：试验箱应能够在试验区保持规定的低温温度，温度偏差不超过±2K（试验温度高于-65℃时），当试验温度低于-65℃时，温度偏差可按±3K进行控制。这一偏差限值与IEC60068-1:2013总则中的规定保持一致。温度恢复性能：试验箱在引入样品后应能在规定时间内恢复至设定温度，恢复时间不应超过规定值。2025版标准对温度恢复时间的推荐性上限做了进一步细化，引入了与样品热容量相关的新考量因素。温度均匀性：试验箱工作空间内的温度均匀性应满足标准规定的要求。在稳定状态下，试验区各测量点之间的温差不应超过规定的限值。试验箱内壁温度辐射效应：新增了对试验箱内壁温度辐射效应的提示性附录，指出当试验温度极低且样品表面发射率较高时，辐射换热可能导致样品表面温度与空气温度之间出现不可忽略的偏差，试验时应予以关注。3.3严酷等级设定标准规定了低温试验的推荐严酷等级，包括温度值和持续时间两个维度。其中：温度严酷等级：推荐的试验温度包括：+5℃、0℃、-5℃、-10℃、-20℃、-25℃、-30℃、-40℃、-45℃、-50℃、-55℃、-60℃、-65℃等。值得注意的是，在低气压和低温综合试验的应用场景下，可以考虑更低的温度等级。持续时间严酷等级：推荐的试验持续时间包括2h、16h、72h、96h等。2025版标准在推荐持续时间的说明中，强调了样品温度稳定后计算暴露时间的原则，并对不同热容量样品的试验持续时间的合理选择给出了指导性意见。3.4试验程序试验程序包括初始检测、条件试验、恢复和最后检测四个阶段。在条件试验阶段，将处于标准大气条件下的样品在既不包装、不带有额外保护措施的状态下，以规定的安装方式放入已达到设定温度的试验箱中。样品放入后，试验箱在规定的恢复时间内恢复到设定温度，并开始计算试验持续时间。在整个试验期间，样品可能处于通电工作状态（取决于产品标准的相应规定），试验箱内的温度应保持在规定的容许偏差范围内。在恢复阶段，样品在试验结束后应从试验箱中取出，在标准大气条件下进行恢复处理，恢复时间通常为1～2小时，以使样品温度达到稳定。对于散热样品，恢复条件另有详细规定。最后检测应在样品恢复到标准大气条件后尽快进行，检测项目、限值和判定准则由相关产品标准规定。3.52025版主要技术变化与2007版相比，2025版标准的主要技术变化可归纳为以下方面：（1）规范性引用文件的更新。新版标准全面引用了IEC60068-1:2013《环境试验第1部分：总则与指南》和IEC60068-3-1:2011《环境试验第3-1部分：支持文件与导则低温试验用试验箱性能的通用要求》的最新版本，确保标准间的技术协调性。（2）温度稳定定义的明确化。新版标准对“温度稳定”的定义做了更精确的表述：当样品各部分的温度与其在试验规定的最终温度之间的差值不大于3K时，即认为达到了温度稳定。对于热时间常数极大的特殊样品，可通过IEC60068-3-1给出的方法来估算达到温度稳定所需的时间。（3）散热样品试验方法的优化。针对散热样品在低温试验中的安装方式、测量方法以及试验箱尺寸要求，2025版给出了更加明确的规定。特别强调了散热样品的安装架应具有低导热系数，试验箱内的风速不应导致样品表面温度产生不可接受的额外降低。（4）附录信息的新增与完善。新版标准增加了关于低气压和低温综合试验的说明性附录（附录C），阐述了低温与低气压组合环境对产品失效模式的影响，并给出了试验方法选择的指导性意见。同时，对试验箱性能确认方法（附录A）和试验箱内温度测量方法（附录B）的技术内容进行了更新。（5）大量增加实际应用中的经验反馈。标准编写过程中充分吸收了各国标准化机构在使用IEC60068-2-1过程中积累的修正信息和实践经验，对若干技术细节进行了澄清和修正，增强了标准的可操作性。四、主要起草与归口单位4.1IECTC50/SC50A概述本标准的归口技术委员会为IECTC50（环境试验）技术委员会下属SC50A分技术委员会（冲击、振动及其他环境试验）。TC50成立于1948年，是IEC较早成立的技术委员会之一，负责制定环境试验方法、环境条件分类及试验设备要求等领域的国际标准。SC50A主要负责除太阳辐射试验（归SC50C负责）和气候（温度、湿度）试验设备安全要求（归SC50D负责）以外的各类环境试验方法标准。经过七十余年的发展，SC50A已形成了覆盖机械环境试验（振动、冲击、碰撞等）、气候环境试验（低温、高温、交变湿热等）以及综合环境试验的完整标准体系。SC50A目前设有若干工作组（WorkingGroup,WG）和项目组（ProjectTeam,PT），分别负责各专项标准的维护与修订。低温试验标准的技术内容主要由相关项目组在SC50A框架下牵头推进。标准制定过程严格遵循ISO/IEC导则规定的程序，包括新工作项目提案（NWIP）、工作草案（WD）、委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）、最终国际标准草案（FDIS）等阶段，确保标准的技术严谨性和广泛的国际共识。4.2技术贡献概述在IEC60068-2-1:2025的修订过程中，各参与国家委员会（NationalCommittee）围绕试验温度偏差、温度恢复时间、温度稳定定义等关键技术参数的修正开展了多轮讨论和实验室间比对验证。法国、德国、日本、中国等国家在试验数据的提供和技术方案的验证方面发挥了重要作用。相关国家委员会通过其国内标准化技术委员会向IEC提交了本国在标准实施中积累的修改建议和试验数据，为标准技术内容的完善提供了实证支撑。五、标准实施与应用展望5.1标准应用领域IEC60068-2-1:2025作为环境试验领域的基石标准之一，其应用范围覆盖了极为广泛的行业领域，主要包括：-电子电气产品：包括消费电子、工业控制设备、通信设备、家用电器等；-汽车行业：特别是新能源汽车的电池系统、电驱系统、车载电子控制单元等的低温适应性验证；-航空航天：机载设备、地面保障设备在低温环境下的性能验证；-新能源装备：风电设备、光伏逆变器、储能系统等在寒冷地区的运行可靠性验证；-仪器仪表：工业测量仪表、传感器在低温环境下的精度和稳定性验证。值得注意的是，我国国家标准GB/T2423.1《电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温》与IEC60068-2-1为等同采用关系（IDT），因此本标准的修订动态直接关系到我国对应国家标准的后续更新和国内相关检测认证工作的调整。5.2标准实施要点建议对于检验检测机构和制造企业，实施2025版标准时应重点关注以下事项：（1）试验设备能力确认。依据新版标准对试验箱温度偏差、均匀性和恢复时间的要求，对现有试验设备进行能力核查，必要时进行设备升级或改造。特别是对于温度恢复时间的考核要求，建议通过标准负载测试确认设备能力。（2）试验方法文件更新。及时将企业试验规范和内部检测作业指导书中引用的标准版本更新为IEC60068-2-1:2025，并关注技术内容变化对试验结果可能产生的影响。（3）人员培训。针对新版标准在散热样品安装方式、温度稳定判定、综合试验等方面的新要求，对试验操作人员进行专项培训。（4）认证认可协调。对于需要通过IECEE（IEC电工产品合格测试与认证体系）等国际互认体系进行产品认证的企业，应及时关注各认证机构对新版标准的采用时间和转换安排。5.3未来发展趋势展望未来，低温环境试验标准的发展将呈现以下几个方面的趋势：第一，综合环境试验的深化。单