IEC 60335-2-1072017AMD22021 修改件2.家用和类似用途电器.安全.第2-107部分机器人电池供电电动割草机的特殊要求标准立项发展报告

修改件2.家用和类似用途电器.安全.第2-107部分:机器人电池供电电动割草机的特殊要求标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Amendment2-HouseholdandSimilarElectricalAppliances-Safety-Part2-107:ParticularRequirementsforRoboticBatteryPoweredElectricalLawnmowers摘要随着智能家居与园林自动化技术的深度融合，机器人电池供电电动割草机已成为园艺设备领域增长最为迅速的产品类别之一。其自主运行、无人值守的工作特性对电气安全、机械防护及功能安全提出了远高于传统家电的特殊要求。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2021年11月19日正式发布IEC60335-2-107:2017/AMD2:2021修改件，对家用和类似用途电器安全标准第2-107部分中关于机器人割草机的特殊要求进行了系统修订与增补。本报告对该标准修改件的立项背景、技术修订要点及其行业影响进行深入剖析。报告指出，本次修改件重点强化了在复杂户外环境下的电气绝缘可靠性要求、针对刀片等危险运动部件的机械防护等级、自主运行场景下的功能安全与失效保护机制，并新增了对锂电池系统热失控防护及网络安全接口的规范性要求。该修改件的发布标志着机器人割草设备安全评价体系从传统家电通用安全向智能化、物联网化场景下的系统性安全评估迈出了关键一步，对全球园艺机器人产业的技术研发、产品认证及市场准入产生了深远影响。本报告还就标准参与单位、发展趋势及中国产业界的应对策略提出了建议。关键词：机器人割草机；IEC60335-2-107；电气安全；功能安全；锂电池安全；国际标准AbstractWiththedeepintegrationofsmarthometechnologyandgardenautomation,roboticbattery-poweredlawnmowershaveemergedasoneofthefastest-growingproductcategoriesinthegardeningequipmentsector.Theirautonomousandunattendedoperationalcharacteristicsimposesafetyrequirementsfarbeyondthoseofconventionalhouseholdappliances,particularlyintermsofelectricalsafety,mechanicalprotection,andfunctionalsafety.Againstthisbackdrop,theInternationalElectrotechnicalCommission(IEC)officiallyreleasedAmendment2toIEC60335-2-107on19November2021,systematicallyrevisingandsupplementingtheparticularrequirementsforroboticlawnmowers.Thisreportprovidesanin-depthanalysisoftheamendment'sbackground,keytechnicalrevisions,andindustryimpact.Theamendmentsignificantlystrengthensrequirementsforelectricalinsulationreliabilityundercomplexoutdoorconditions,mechanicalprotectionforhazardousmovingpartssuchasblades,functionalsafetyandfail-safemechanismsinautonomousoperationscenarios,andintroducesnewnormativerequirementsforthermalrunawayprotectionoflithiumbatterysystemsandcybersecurityinterfaces.Thereleaseofthisamendmentmarksacriticalmilestoneintheevolutionofsafetyassessmentsystemsforroboticmowingequipment—fromconventionalhouseholdappliancesafetytowardsystematicsafetyevaluationinintelligent,IoT-enabledscenarios—exertingprofoundinfluenceonglobalindustryR&D,productcertification,andmarketaccess.Thereportalsooffersrecommendationsregardingparticipatingorganizations,futuretrends,andstrategicresponsesfortheChineseindustry.Keywords:Roboticlawnmowers;IEC60335-2-107;Electricalsafety;Functionalsafety;Lithiumbatterysafety;Internationalstandards一、引言1.1标准修订背景机器人电池供电电动割草机（以下简称"机器人割草机"）自20世纪90年代末问世以来，经历了从高端小众产品到大众消费品的快速转变。据行业统计，全球机器人割草机市场在2020年已达到约20亿美元的规模，预计到2027年将突破60亿美元，年复合增长率超过17%。这一增长态势的背后，是传感器技术、自主导航算法、锂电池能量密度提升以及物联网通信技术等多维度技术进步的协同驱动。与传统手持式或推式割草机不同，机器人割草机具有三个显著特征：其一，自主运行——设备在无人员直接操作的情况下，在预设边界内独立完成割草任务；其二，户外复杂环境暴露——产品长期经受日晒、雨淋、温度剧变、粉尘、潮湿草地等多重环境应力；其三，人机共存——设备运行时，家庭成员（尤其是儿童和宠物）可能在其工作区域内活动。上述特征使得该类产品在电气安全、机械伤害防护、功能安全等方面面临远高于普通家用电器的风险水平。国际电工委员会家用和类似用途电器安全技术委员会IEC/TC61早在2010年前后就启动了针对机器人割草机的专项安全标准制定工作，并于2017年发布了IEC60335-2-107:2017第一版。该标准为机器人割草机提供了完整的安全评估框架，涵盖了电气、机械、热、辐射及功能安全等方面的特殊要求。然而，随着锂电池技术的快速迭代、产品功能的持续丰富（如GPS定位、APP远程控制、自动充电等）以及物联网安全威胁的日益凸显，2017版标准中的部分条款已难以充分覆盖新技术带来的新型安全风险。1.2修改件立项意义在此背景下，IEC/TC61于2019年正式启动对该标准的系统性修订工作，历经多轮CD（委员会草案）和CDV（投票草案）阶段的讨论与表决，最终形成了IEC60335-2-107:2017/AMD2:2021修改件，并于2021年11月19日正式发布。该修改件旨在：-回应产业界和认证机构在标准实施过程中反馈的技术问题与歧义条款；-针对锂电池系统安全、网络安全、户外环境适应性等方面补充新的技术要求；-与国际标准化组织ISO/TC23/SC13（草坪和园艺动力机械）正在制定的功能安全标准保持协调一致；-为全球机器人割草机市场提供更加清晰、可操作的安全评价依据。二、标准基本情况概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|IEC60335-2-107:2017/AMD2:2021||标准全称|修改件2.家用和类似用途电器.安全.第2-107部分:机器人电池供电电动割草机的特殊要求||英文名称|Amendment2-Householdandsimilarelectricalappliances-Safety-Part2-107:Particularrequirementsforroboticbatterypoweredelectricallawnmowers||标准状态|现行||发布机构|国际电工委员会（IEC）||ICS分类号|园艺设备（65.060.70）||发布日期|2021年11月19日||国别|国际组织||语言|英语||版本说明|电子版加密PDF格式||定价|160.0元|2.2标准体系定位IEC60335系列标准是家用和类似用途电器安全领域的基石性标准体系。其中，IEC60335-1（通用要求）规定了各类家用电器的通用安全要求，而各"部分"标准（Part2）则针对特定品类产品规定特殊要求。IEC60335-2-107属于该系列的第107部分，专门适用于额定电压不超过250V的机器人电池供电电动割草机。需要特别指出的是，本修改件（AMD2）并非独立的标准文件，而是对IEC60335-2-107:2017版标准的补充和修订。标准使用者需将本修改件与IEC60335-2-107:2017及其第一修改件（AMD1:2019）配合使用，同时需参照IEC60335-1:2020（通用要求）中的对应条款。三、修改件主要技术修订内容3.1电气安全要求的强化本次修改件对机器人割草机在户外潮湿环境下的电气安全提出了更为严格的要求。鉴于机器人割草机长期暴露于雨水、露水、喷灌水雾等潮湿环境，修改件对电气绝缘的耐湿性能测试条件进行了加严。具体而言，修改件调整了潮态处理（dampheattest）的持续时间和温湿度条件，要求产品在更严苛的湿热循环后仍能满足规定的泄漏电流和电气强度要求。此外，修改件对线缆及其连接器的防水性能提出了明确要求。考虑到机器人割草机在潮湿草地上运行时，充电触点、传感器连接线束及内部导线可能接触到水分，修改件要求相关电气连接达到IPX7及以上的防水等级，并对线缆的机械强度（抗拉扯、抗弯折）进行了补充规定。3.2机械安全要求的完善机器人割草机最具危险性的部件是高速旋转的切割刀片。修改件在原有机械防护要求的基础上，进一步细化了对切割刀片制动时间的测试要求。对于不同刀片类型（摆式刀片、盘式刀片、多头刀片等），修改件规定了更为严格的制动时间限值和测试方法。同时，修改件还新增了对刀片组件紧固可靠性的考核要求，规定在模拟长时间振动工况后，刀片及其紧固件不得出现松动或移位。针对设备在意外倾翻工况下的安全性，修改件补充了倾翻测试的具体步骤和判定准则。要求设备在发生倾翻后，刀片驱动系统必须能在规定时间内自动切断动力，防止刀片在非正常工作姿态下继续旋转造成伤害。3.3功能安全与失效保护随着机器人割草机自主化程度的不断提高，其控制系统（包括传感器融合、路径规划、避障决策等）的可靠性直接影响产品安全性。修改件引入了对安全相关控制系统的功能安全要求，要求涉及人员安全防护的控制功能（如碰撞检测、抬升检测、倾翻检测、边界信号丢失检测等）必须满足规定的安全完整性等级。在失效保护方面，修改件规定：当控制系统检测到任何可能导致不安全状态的故障（如传感器信号异常、通信中断、电池电量严重不足等）时，设备应能自动进入安全状态——立即停止刀片旋转并停机等待操作者干预。对于因软件异常导致的死机或逻辑错误，修改件要求具备看门狗定时器（WatchdogTimer）等独立的硬件监控机制。3.4锂电池系统安全要求锂电池系统是机器人割草机的核心动力来源，也是重要的安全风险源。近年来，户外电动设备因锂电池热失控引发的火灾事故时有报道。修改件对锂电池系统的安全要求进行了大幅扩充：-过充保护：要求电池管理系统（BMS）具备多级过充保护功能，在充电控制失效时仍能通过独立的保护电路防止电池过充；-热失控防护：新增热失控蔓延测试要求，规定在单电芯发生热失控时，电池组不应发生起火或爆炸；-机械滥用耐受：对电池包的抗冲击、抗挤压性能提出了定量要求，以应对设备跌落或碰撞时的安全风险；-充放电温度管理：要求电池系统在超出允许充放电温度范围时能够自动切断充放电回路。3.5网络安全与远程控制安全随着机器人割草机普遍配备Wi-Fi、蓝牙等无线通信模块，支持手机APP远程监控和操作功能，网络安全风险已成为不可忽视的安全维度。修改件首次在IEC60335-2-107中引入了针对网络安全的规范性要求。这些要求包括：-远程控制指令的身份认证和加密传输要求，防止非授权人员通过无线信号非法操控设备；-设备固件的安全更新机制要求，确保软件漏洞能够被及时修补；-对用户隐私数据的保护要求，包括位置数据、工作时间等敏感信息的安全存储与传输。四、标准修订的行业影响分析4.1对产品认证与市场准入的影响IEC60335-2-107是各国制定本国机器人割草机安全标准的重要依据。欧盟的EN60335-2-107、中国的GB/T4706系列对应标准均以IEC标准为基础进行转化。本修改件的发布意味着：-已获证产品的证书更新：依据IEC60335-2-107:2017（含AMD1）获得认证的产品，在新修改件全面实施后，需进行差异评估和必要的补充测试以维持证书的有效性；-新申请认证产品的技术要求提升：拟进入主要目标市场的机器人割草机产品，自修改件发布之日起（及各国标准转化完成后），须满足新增的技术要求方可获得市场准入；-技术门槛的实质性提高：尤其是网络安全和功能安全方面的新增要求，对于缺乏相应技术积累的中小型企业构成了显著的进入壁垒。4.2对产业技术升级的推动作用本修改件的发布将有力推动机器人割草机产业的技术升级。在电气安全方面，企业需要重新评估绝缘结构设计和线缆选型，采用更高防护等级的连接器方案；在电池安全方面，需要引入更完善的BMS架构和热管理方案，提升电芯选型标准；在功能安全方面，需要按照系统化、可量化的方法进行安全完整性设计，建立完善的故障注入测试体系。值得关注的是，网络安全要求的引入将促使割草机企业在产品设计早期阶段即考虑"安全设计"（SecuritybyDesign）理念，将网络安全架构（包括安全启动、安全通信、安全更新等）纳入整体产品架构规划。这一趋势与IEC62443（工业通信网络安全）系列标准及欧盟拟议的《网络弹性法案》（CyberResilienceAct）的监管方向高度一致。4.3对国际贸易格局的影响对于中国机器人割草机产业而言，本修改件既是挑战也是机遇。一方面，新增的技术要求将推高产品研发和测试成本，对以性价比为竞争策略的企业形成压力；另一方面，符合国际标准的产品将更有助于突破贸易壁垒，进入欧美等高价值市场。龙头企业可借助标准升级的契机，通过技术创新巩固和扩大市场份额。五、标准主要参与单位介绍国际电工委员会第61技术委员会（IEC/TC61）负责家用和类似用途电器安全标准的制定和维护，其秘书处由美国国家标准协会（ANSI）承担。IEC/TC61下设多个工作组（WG）和维护小组（MT），其中负责IEC60335-2-107标准维护的是维护小组MT25（MaintenanceTeam25）。在本次修改件的制定过程中，来自全球主要家电和园艺设备制造商的专家积极参与了技术讨论和草案编制工作。其中，以下机构发挥了重要作用：胡斯华纳（HusqvarnaAB）作为全球领先的户外动力产品制造商和机器人割草机市场的开创者之一，凭借其在自主割草技术领域数十年的工程积累和丰富的安全