面向人群：产品研发工程师、合规认证工程师 阅读时间：约 6 分钟 标准版本：UL 2595 First Edition (2013) Section 4 / Section 15 关键词：可拆卸电池包、低温跌落、LT 分级、ELT 分级、机械强度
1. 问题场景
你的产品是一台户外电动工具，客户要求在 -35°C 的极寒环境中正常使用。常温下电池包从 1 米高度摔下去安然无恙，但到了 -35°C，外壳材料变脆、电芯性能下降——同样是 1 米跌落，后果可能完全不同：外壳开裂、内部短路、甚至起火爆炸。
UL 2595 专门为此定义了一套温度分级跌落测试体系，帮你验证电池包在低温下的机械安全性。
[!important] 先搞清一件事 LT 和 ELT 是自愿分级——你可以不做，但如果你向客户宣称"这电池包能在零下用"，那你就必须过。不声明就不测，声明了就必须测。
2. 合规决策
拿到一个新项目，怎么判断要不要做低温跌落测试？按下面这张图来走：
两个分级，一个本质
| 分级 | 预处理温度 | 产品标记 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| LT | ≤ 0°C | 标记为 LT | 一般寒冷环境，如冬季户外 |
| ELT: t | ≤ t°C，t 由你指定 | 标记为 ELT: t | 冷链设备、极寒地区（如 ELT: -35°C） |
t 是你和客户约定的使用温度下限，写进说明书，也印在产品标记上。常见取值有 -10°C、-20°C、-25°C、-35°C。
[!warning] 注意适用范围 LT/ELT 分级只适用于可拆卸电池包和可分离电池包（Section 3.5/3.6）。内置电池（integral battery）的机械强度随整机一起评估（Section 15.2），不走这条路。
3. 测试怎么做
测试分两段：先常温，再低温。两段都必做。
3.1 常温跌落（Section 15.3）——没法跳过
三个要点：
- 高度：1 米，雷打不动
- 次数：3 次，每次换一个撞击点，别盯着一个面摔
- 表面：混凝土或硬木板。硬木板有讲究——25 mm 企口橡木 + 两层 19 mm 胶合板，垫在混凝土地面上。这不是随便找块木板，是模拟真实的室内地板场景
- 电量：满电。跌落前按 Section 5.11 要求静置 2-6 小时
3.2 低温跌落——取出来，马上摔
这是 LT/ELT 的核心。步骤很简单，但有细节：
- 把电池包装进低温箱，目标温度保持 至少 6 小时
- LT：≤ 0°C
- ELT：≤ t°C
- 到时间后，取出电池包
- 立刻摔 3 次，条件同常温（1m，相同表面）
标准原文用的是 "impacted after removal"——"取出后进行撞击"。没有给具体的时间窗口，但意图很清楚：别让电池包暖起来。在实际操作中，建议取出后 30 秒内完成全部跌落。
[!tip] 实际经验 如果顺序搞反——先常温跌落再充电再低温跌落——没问题。标准只要求保证跌落前电池是满电的。但不要先低温再常温再做其他测试，因为低温跌落可能已经造成了损伤。
3.3 跌落面的选择
混凝土和硬木板都可以。大部分产品标准允许二选一，但也有些（比如花园工具类）可能指定混凝土面。翻一下你产品的终端标准。
实际效果上，混凝土更严酷——硬木板有橡木和胶合板的缓冲层，冲击会比混凝土"软"一些。
4. 跌完怎么判
不是摔完没散架就算过。UL 2595 的判定分两层：通用规则和锂电池专属规则。
4.1 通用规则（Section 15.6）
所有电池包都要过这几关：
| 检查项 | 要求 | 怎么测 |
|---|---|---|
| 无起火 | 不能冒火 | 目视，跌落后持续观察 |
| 无爆炸 | 不能炸 | 目视 |
| 防触电 | 仍满足 Section 8 | 用 Figure 8.1 探针检查 |
| 内部间距 | 仍满足 Section 20.3 / 20.1 | 测量爬电距离和电气间隙 |
| 短路测试 | 跌落导致的间距变化不引燃纱布 | 做 Section 11.1.6(f) |
4.2 锂电池专属规则（Section 15.7）
如果你的电池包是锂离子的，还要额外过四关：
第一关：电压保持率 ≥ 90%
在跌落前，电池包刚从低温箱取出时，测一次开路电压 V0。跌落完成后立刻再测一次 V1。要求 V1 / V0 ≥ 90%。
[!note] 为什么是 90% 这个数字不是随便定的。如果跌落导致电芯内部短路、极耳断裂或隔膜破损，开路电压会显著下降。90% 是一个经验门槛——低于这个值，意味着电芯内部大概率有结构性损伤。即使外观完好，也判不合格。
第二关：能正常放电
接上负载或装回器具，正常工作就行。别小看这条——有些损伤只在有负载时才暴露。
第三关：能正常充电
用完放电后，接回充电器，充电能正常完成。电压和电流都在正常范围内。
第四关：排气口完好
电芯排气口（cell vent）不能有损伤，必须满足 Section 16.2 的要求。排气口是电芯的安全阀——如果它在跌落中被堵住或破坏，后续异常条件（过压）下就没法安全泄压。
5. 设计怎么做
测试是最后一关，设计才决定你能不能过。
5.1 外壳材料——低温下别变脆
这是最重要的事。很多材料在常温下韧性很好，到了 -30°C 就脆了。看一下你电池包的外壳材料规格书，找到低温缺口冲击强度的数据。如果是 ELT: -35°C 的产品，建议直接看 -35°C 下的数值。
几条经验：
- 纯 ABS 基本不用考虑 ELT——普通 ABS 在 -20°C 以下脆化严重
- PC 或 PC/ABS 合金 是主流选择，-35°C 下表现尚可
- 玻纤增强 PC 低温韧性反而可能更好（纤维桥接效应），但要控制玻纤含量
- PP 冲击强度好的牌号不多，谨慎使用
5.2 结构——别让应力集中
| 设计点 | 为什么 | 怎么做 |
|---|---|---|
| 内角圆角 | 直角是应力集中点，低温下开裂必从这里开始 | 内角半径 ≥ 1.5 mm |
| 卡扣 | 纯塑料卡扣低温脆断 | 加金属弹簧夹、用弹片代替卡扣 |
| 电芯固定 | 电芯在包内晃动会互相撞击 | EPP/EPE 泡棉填充间隙，电芯间加减震隔板 |
| 端子位置 | 端子摔到会短路 | 内凹设计，确保跌落时端子不接触地面 |
5.3 电芯——不只是外壳的事
外壳保护好不等于电芯没事。电芯本身在低温下机械特性也会变差：
- 钢壳圆柱电芯：抗冲击最好，但要注意极耳和正极帽的焊接质量
- 铝塑膜软包电芯：本身就有形变空间，但穿刺风险更高，别让外壳内壁有毛刺
- 隔膜选择：陶瓷涂层隔膜（Ceramic Coated Separator）比纯 PP/PE 隔膜抗冲击，成本高一点但值得
[!tip] 设计验证技巧 在做正式认证之前，自己先做一轮摸底：用 3D 打印外壳（或首版模具）配合工程样机电芯，在自己实验室做低温跌落。虽然不能替代正式测试，但能帮你提前发现设计问题。注意在电池包不同位置贴热电偶，确认内部温度确实到了目标低温。
6. 常见误区
"LT 就是测 0°C，ELT 就是测 -20°C"
不对。LT 是 ≤ 0°C，可以做 -5°C。ELT 的 t 是你指定的任何负温度值——-10°C、-25°C、-40°C 都行。温度越低越难，但也越有市场竞争力。
"低温跌落可以在低温箱里完成"
实际很难操作——大部分低温箱的高度不够 1 米跌落。标准要求 "impacted after removal"，从箱里取出来再摔是合规的，关键是速度要快。
"过了常温跌落就不用做低温"
常温是基础，低温是附加。Section 15.3 明确了 LT/ELT 分级电池包要 "additionally tested"——在常温的基础上额外测试，不是替代关系。
"内置电池也要测 LT/ELT"
不用。Section 4.1/4.2 的定义明确限定于 detachable 和 separable 电池包。内置电池的低温抗冲击能力由整机测试覆盖（Section 15.2）。
"跌落后电压量晚了没事，反正不会变"
锂离子电池的电压在损伤后会逐渐恢复——内部微短路区域的电荷会重新分布。拖 10 分钟再测，电压可能已经回升了不少。标准要求的是 "immediately prior to the test" 和跌落后立刻测量。
7. 总结
UL 2595 LT/ELT 低温跌落测试的逻辑其实不复杂：
- 常温 1m × 3——所有电池包都要过，是基础门槛
- 再加低温 1m × 3——只有你声明低温使用能力才需要做，预处理 ≥ 6 小时，取出立刻摔
- 判定靠两套规则——通用规则防起火/爆炸/触电，锂电专属规则防内部损伤
- 设计层面三件事：外壳材料低温韧性、结构避免应力集中、电芯自身抗冲击能力
LT 和 ELT 的差别只在于一个温度数字，但这个数字背后是材料、结构和电芯选型的整套设计决策。越早把低温跌落纳入设计目标，越不容易在认证阶段被迫推倒重来。