锂电池使医疗和工业设备能够在固定电源之外运行,但航空运输带来了额外的安全和合规要求。即使电池在设备内部运行可靠,如果其分类、充电状态、包装、测试文件或标签不正确,航空公司或货运公司仍可能拒绝托运。
医疗器械和工业设备制造商必须区分乘客携带的电池和作为商业货物运输的电池。常见的 100 瓦时和 160 瓦时限制主要适用于乘客行李。商业货物运输则遵循不同的规则,这些规则基于联合国编号、电池配置、能量等级、充电状态、包装说明和操作限制。
快速回答
对于旅客旅行,通常允许携带额定功率为 100 瓦时 (Wh) 或以下的可充电锂离子电池,而额定功率在 101 瓦时至 160 瓦时之间的电池通常需要获得航空公司的批准。备用电池必须放在随身行李中,超过 160 瓦时的电池通常禁止作为旅客行李携带。商业运输需要正确的联合国分类、UN 38.3 测试文件、符合规定的包装、标签、标记和运输单据。制造商在每次发货前都应核实最新的国际航空运输协会 (IATA) 危险品规则以及承运人的具体规定。
关键精华
- 不要将旅客行李限额直接应用于商业电池运输。
- 使用以下方法计算瓦时数
Wh = nominal voltage × amp-hours. - UN3480 涵盖单独运输的锂离子电池。
- UN3481 涵盖包装在设备中或包含在设备中的锂离子电池。
- 用于运输的电池设计必须通过 UN 38.3 测试。
- 空运的独立式 UN3480 电池通常仅限于货机运输,且充电状态不得超过 30%。
- 航空公司和物流供应商可能会提出比基本规定更严格的要求。
- 电池配置、标签、文档和包装应在产品开发过程中考虑,而不是在生产之后考虑。
第一部分:了解两种航空运输场景
1.1 旅客行李与商业货物不同
制造商经常听到这样的说法:锂离子电池的容量必须保持在 100 瓦时或 160 瓦时以下。这些阈值固然重要,但它们并不能涵盖所有类型的航空运输。
美国联邦航空管理局(FAA)区分乘客携带的电池和作为货物运输的电池。根据目前的乘客指南:
| 锂离子电池额定值 | 一般乘客待遇 |
|---|---|
| 0–100 瓦时 | 一般允许个人使用 |
| 101–160 瓦时 | 一般需要航空公司批准。 |
| 超过 160 瓦时 | 一般禁止作为旅客行李携带 |
| 备用电池 | 仅限随身行李 |
| 损坏或召回的电池 | 除非移除或以其他方式确保安全,否则禁止通行。 |
对于容量在 101 瓦时至 160 瓦时的锂离子电池,乘客通常限带两块备用电池。航空公司可能会对电池数量或瓦时数施加更严格的限制。因此,美国联邦航空管理局 (FAA) 建议乘客在出行前与所乘航空公司确认相关要求。请参阅当前规定。 美国联邦航空管理局乘客电池指南.
这些规定尤其适用于便携式氧气浓缩器、诊断仪器、相机和其他可能随乘客携带的电池供电设备。
商业货运有所不同。它们作为危险品受到监管,必须遵守适用的分类、包装、标记、标签、文件和培训要求。
1.2 正确计算瓦时
制造商应在可充电锂电池组上清晰地印上瓦时额定值。
使用方法:
瓦时数 = 额定电压 × 安时数
例如:
- 14.4 伏 × 6.6 安时 = 95.04 瓦时
- 14.4 伏 × 10 安时 = 144 瓦时
- 25.2 伏 × 8 安时 = 201.6 瓦时
如果容量单位为毫安时,请先除以 1,000:
瓦时 = 电压 × (毫安时 ÷ 1,000)
因此,14.4V、6,600mAh 的电池的能量额定值约为 95Wh。
设计一个容量略低于 100 Wh 的电池组可能会简化乘客的使用,但最终设计仍必须满足设备的运行时间、放电电流、安全性和循环寿命要求。 Large Power 可以开发一个 定制电池解决方案 围绕运营和运输方面的限制。
第二部分:选择正确的联合国分类
2.1 UN3480 与 UN3481
电池与设备的关系决定了它的基本分类。
| 联合国编号 | 描述 | 典型示例 |
| UN3480 | 锂离子电池自行发货 | 替换电池组不附带设备发货。 |
| UN3481 | 与设备一起包装的锂离子电池 | 设备及其可拆卸电池装在同一包装内 |
| UN3481 | 设备中所含的锂离子电池 | 设备内部安装了电池 |
| UN3090 | 锂金属电池自行发货 | 独立式非充电锂电池 |
| UN3091 | 锂金属电池与设备一起包装或包含在设备中 | 设备随附的一次性锂电池 |
备用电池与设备放置在同一包装内,并不自动被视为“包含在设备内”。实际的包装配置决定了其分类。
PHMSA针对完全受监管的小型UN3480和UN3481电池分别制定了单独的运输指南。制造商应使用相应的指南,而不仅仅依赖电池的瓦时额定值。请参阅官方指南。 PHMSA锂电池托运人指南.
2.2 避免仅基于产品营销进行分类
“医用电池”、“工业电池”或“便携式设备电池”等描述不属于运输分类。
分类过程应考虑以下因素:
- 可充电锂离子电池或不可充电锂金属电池。
- 独立式、与设备一起包装的或包含在设备中的。
- 电芯和电池的瓦时额定值。
- 数量和电池净重。
- 客运飞机或货运飞机限制。
- 电池状况,包括是否损坏、有缺陷、召回、已使用或拟回收。
- 适用的国家法规和航空公司差异。
分类错误会导致货物被拒收、延误、重新包装费用、罚款以及火灾风险增加。
第三部分:应用联合国38.3号准则进行测试和文件编制
3.1 联合国38.3 测试是一项设计要求
用于运输的锂电池和电芯必须通过联合国试验和标准手册第 38.3 节中适用的试验。
该测试流程通过以下方式解决与运输相关的风险:
- 高空模拟
- 热测试
- 振动
- 震动
- 外部短路
- 冲击或挤压
- 多收
- 强制放电
通过 UN 38.3 标准并不意味着电池适用于所有设备或运行环境。它仅表明受测电芯或电池设计已通过规定的运输测试。
电池单元、电气配置、保护电路、机械结构或其他设计要素的变更可能会影响现有测试结果的适用性。制造商在假定先前的报告仍然适用于修改后的电池组之前,应与测试实验室审查设计变更。
3.2 维护联合国 38.3 测试摘要
制造商和分销商必须应要求提供 UN 38.3 测试摘要。该文件通过识别电池设计、测试实验室、适用的测试报告以及确认已完成所需测试,来支持可追溯性。
美国管道和危险材料安全管理局 (PHMSA) 解释说,该测试总结旨在提高对用于交通运输的锂电池设计的责任追究。请查看官方文件。 PHMSA锂电池运输资源.
一份完善的合规文件应包含:
- 电池型号和零件号
- 细胞制造商和细胞模型
- 标称电压和容量
- 瓦时额定值
- UN 38.3 测试报告和测试摘要
- 安全数据表(如有需要)
- 包装图和电气配置
- 电池管理系统和保护规范
- 包装说明
- 标签和标记
- 货运申报单模板
- 变更控制历史
第四部分:控制荷电状态和短路风险
4.1 充电状态限制
通过空运运输的独立式 UN3480 锂离子电池通常仅限于货机,并且通常必须以不超过额定容量 30% 的充电状态提供。
2026 年国际航空运输协会 (IATA) 危险品规则还引入了更严格的电池相关规定,包括更新了某些与设备一同包装的锂离子电池的充电限制。由于适用要求取决于包装说明和运输配置,托运人应查阅现行的第 67 版 IATA 危险品规则及其增补文件和承运人的相关规定。IATA 在其文件中概述了主要变更。 2026年货物手册更新.
应通过有据可查的制造流程来控制充电状态,而不是通过不精确的显示屏来估算。
对于智能包装而言, 电池管理系统 可能支持:
- SOC估算
- 充放电记录
- 电池电压监测
- 温度监测
- 运输模式激活
- 输出隔离
- 故障历史
- 通过 CAN、SMBus、UART 或 RS485 进行通信
BMS 支持控制和可追溯性,但不能取代监管测试或合规包装。
4.2 防止短路
备用电池和裸露的接线端子必须采取保护措施,防止短路。
适当的措施可能包括:
- 嵌入式或带盖式端子
- 键控连接器
- 绝缘帽
- 独立内包装
- 非导电袋
- 连接器锁
- 保护套
- 防止包装内物品移动
包装还必须防止设备意外启动,并保护电池免受挤压、刺穿和移动。
第五部分:应对2026年乘客和充电宝的变化
国际民航组织(ICAO)批准了针对移动电源的额外国际限制,该限制将于2026年3月27日生效。新规限制乘客携带移动电源的数量为两个,并禁止乘客在飞行途中充电。航空公司可能会发布额外的运营要求。详情请参阅官方文件。 国际民航组织能量库公告.
虽然定制的医疗和工业用包装盒不一定作为移动电源销售,但制造商应该注意航空公司如何看待提供外部电源的设备。
如果可拆卸电池带有 USB 输出接口,且其功能类似于便携式充电器,则可能需要接受额外审查。产品标签和说明书应明确标明:
- 预期设备
- 电池型号
- 额定电压
- 容量
- 瓦时额定值
- 无论电池是备用电池还是已安装电池
- 经批准的充电设备
- 制造商联系信息
第六部分:设计适用于航空旅行的医疗器械电池
6.1 便携式氧气浓缩器
便携式氧气浓缩器经常随患者一起出行,因此能效等级和可更换性是重要的设计决策。
容量低于 100 瓦时的电池可以简化乘客操作。101 至 160 瓦时的电池可以提供更长的续航时间,但通常需要航空公司批准。多个低能量电池组可以提高灵活性,但仍需考虑航空公司的数量限制和设备所需的运行时间。
制造商开发 氧气浓缩器电池 应评估:
- 所需运行时间
- 连续流或脉冲流需求
- 无需中断治疗即可更换电池
- 清晰的瓦时标签
- 健康状况指标
- 受保护的终端
- 航空公司文件
- 充电器兼容性
- 联合国第38.3条证据
电池续航时间不应仅根据标称容量进行宣传。实际续航时间取决于流量设置、设备效率、电池寿命、温度和安全储备。
6.2 其他便携式医疗设备
航空运输规划还会影响:
- 输液泵
- 病人监护仪
- 除颤器
- 便携式超声系统
- 通风机
- 诊断分析仪
- 负压伤口治疗装置
电池 医疗装置 必须同时满足运行安全和运输要求。IEC 62133-2、IEC 60601相关设备评估、UN 38.3以及特定市场的认证针对的是不同的风险,不应视为可以互换的认证。
第七部分:规划工业设备出货
工业检测和通信设备使用的电池可能超过旅客行李携带限制。例如:
- 红外热像仪
- 探地雷达
- 管道检测设备
- 便携式光谱仪
- 应急通信系统
- 机器人和现场测试仪器
对于这些应用,仅仅为了将电池容量保持在 100 Wh 以下而降低电池容量可能会影响运行时间或输出功率。制造商应该评估设备是否会随操作人员携带、作为货物运输,或者使用区域内备有的替换电池。
An 工业电池解决方案 可以围绕以下方面进行设计:
- 模块化电池架构
- 可单独发货的包装
- 运送方式
- 免工具更换
- 受保护的连接器
- 坚固的外壳
- 清晰的模型识别
- BMS事件日志
- 区域充电器兼容性
第 8 部分:遵循装运前合规性检查清单
在提供锂电池进行空运之前,请确认以下事项:
| 确保 | 企业验证 |
| 材质 | 锂离子或锂金属 |
| 配置 | 独立式、与设备一起包装或包含在设备中 |
| 联合国编号 | UN3480、UN3481、UN3090 或 UN3091 |
| 能量等级 | 电池上清楚地标有Wh值。 |
| 测试与验证 | UN 38.3 设计测试已完成 |
| 测试总结 | 可根据要求提供 |
| 收费状况 | 符合适用的包装说明 |
| 电池状况 | 无损坏、膨胀、泄漏、召回或未解决的故障 |
| 终端保护 | 防止短路 |
| 内包装 | 防止电池移动和接触 |
| 外包装 | 符合适用的性能要求 |
| 标记和标签 | 正确的类型、尺寸、位置和耐用性 |
| 文件记录 | 按要求填写装运单据和申报单。 |
| 培训实施 | 履行受监管职能的人员均接受过培训。 |
| 载体变体 | 当前航空公司要求已审查 |
| 目的地规则 | 国家和地区要求已确认 |
不要依赖旧批次的货物作为新批次货物符合规定的证明。法规、操作人员的差异、电池设计和包装配置都可能发生变化。
第九部分:将运输合规性纳入电池开发
如果在电池组投入生产后才考虑航空运输合规性,那么合规性将变得更加困难和昂贵。
制造商在电池规格制定阶段应明确以下内容:
- 目标瓦时额定值。
- 可用于客运或货运。
- 联合国要求进行分类。
- 可拆卸或已安装配置。
- 荷电状态控制方法。
- 运输模式行为。
- 端子和连接器保护。
- 标签区域和可追溯性标记。
- 包装概念。
- 所需测试报告和认证文件。
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结语
锂电池空运合规性要求远不止将电池组容量控制在某一瓦时阈值以下。乘客行李规定、货物分类、UN 38.3 测试、充电状态限制、包装说明、航空公司差异以及电池状况等因素都会影响货物能否安全合法运输。
医疗和工业设备制造商应在最终确定电池电压、容量、外壳、连接器和电池管理系统 (BMS) 架构之前,明确运输要求。这种方法可以降低重新设计的风险、减少运输延误和合规性差距,同时确保现场供电的可靠性。
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常见问题解答
客机上允许使用的最大锂离子电池容量是多少?
容量为 100 瓦时 (Wh) 或以下的可充电锂离子电池通常允许个人携带。容量在 101 瓦时至 160 瓦时的电池通常需要获得航空公司批准,且乘客一般限带两块此容量范围内的备用电池。容量超过 160 瓦时的电池通常禁止作为乘客行李携带。请务必事先确认所乘航空公司的具体要求。
UN3480和UN3481有什么区别?
UN3480适用于单独运输的锂离子电池。UN3481适用于与设备一起包装或包含在设备内部的锂离子电池。这种区别会影响包装说明、数量限制、充电状态要求、标记、标签和文件。
所有锂电池组都需要进行 UN 38.3 测试吗?
用于运输的锂电池和电芯设计必须通过适用的UN 38.3测试。制造商和分销商还必须应要求提供相应的测试摘要。设备级安全认证不能替代UN 38.3运输测试。
乘客可以携带容量超过 160Wh 的医疗设备电池吗?
容量超过160瓦时的锂离子电池通常禁止作为普通旅客行李携带。某些助行器和专用设备可能适用其他规定。制造商或旅客应在旅行前联系航空公司,并提供电池规格和相关证明文件。
电池管理系统(BMS)如何支持锂电池运输?
A BMS 可监测电池电压、电流、温度、荷电状态和故障情况。它还可能支持运输模式和输出隔离。但是,电池管理系统 (BMS) 不能替代 UN 38.3 测试、符合标准的包装、标签、文档或承运商批准。
制造商可以从哪里获得定制的、可直接运输的锂电池组?
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