Maitinimo ličio baterijų bandymų standartų palyginimas namuose ir užsienyje

Maitinimo ličio baterijų bandymų standartų palyginimas namuose ir užsienyje

1、 Užsienio standartai galios ličio jonų akumuliatoriams

1 lentelėje išvardyti dažniausiai užsienyje naudojami ličio jonų akumuliatorių bandymo standartai. Standartus išduodančios institucijos daugiausia apima Tarptautinę elektrotechnikos komisiją (IEC), Tarptautinę standartizacijos organizaciją (ISO), Jungtinių Amerikos Valstijų draudėjų laboratorijas (UL), JAV automobilių inžinierių draugiją (SAE) ir atitinkamas Europos Sąjungos institucijose.

1) Tarptautiniai standartai

IEC išleisti galios ličio jonų baterijų standartai daugiausia apima IEC 62660-1:2010 „Ličio jonų akumuliatorių blokai, skirti elektrinėms kelių transporto priemonėms. 1 dalis. Veikimo bandymas“ ir IEC 62660-2:2010 „Ličio jonų akumuliatorių blokai, skirti elektrai kelių transporto priemonės. 2 dalis. Patikimumo ir piktnaudžiavimo bandymai“. JT 38, išduotas Jungtinių Tautų Transporto komisijos „Jungtinių Tautų pavojingų krovinių vežimo rekomendacijose, standartuose ir bandymų vadove“ pateikti ličio baterijų bandymų reikalavimai yra skirti akumuliatorių saugai transportavimo metu.

ISO sukurti standartai galios ličio jonų akumuliatorių srityje apima ISO 12405-1:2011 „Elektra varomos transporto priemonės. Ličio jonų akumuliatorių blokų ir sistemų bandymo procedūros. 1 dalis. Didelės galios taikymas“ ISO 12405-2: 2012 m. „Elektra varomos transporto priemonės. Ličio jonų akumuliatorių blokai ir sistemų bandymo procedūros. 2 dalis. Didelės energijos taikymas“ ir ISO 12405-3:2014 „Elektra varomos transporto priemonės. Ličio jonų akumuliatorių paketai ir sistemų bandymo procedūros. 3 dalis. Saugos reikalavimai“ atitinkamai taikomi didelės galios akumuliatoriams, didelės energijos akumuliatoriams ir saugos veiksmingumo reikalavimams, siekiant pateikti transporto priemonių gamintojams su pasirenkamais testavimo elementais ir metodais.

2) Amerikos standartai

UL 2580:2011 „Elektrinių transporto priemonių akumuliatoriai“ daugiausia vertinamas piktnaudžiavimo baterijomis patikimumas ir galimybė apsaugoti personalą dėl piktnaudžiavimo padarytos žalos. Šis standartas buvo peržiūrėtas 2013 m.

SAE automobilių pramonėje turi didelę ir išsamią standartų sistemą. SAE J2464: 2009 „Elektrinių ir hibridinių elektrinių transporto priemonių įkraunamų energijos kaupimo sistemų saugos ir piktnaudžiavimo bandymai“, išleistas 2009 m., yra ankstyva transporto priemonių akumuliatoriaus piktnaudžiavimo tikrinimo vadovų, taikomų Šiaurės Amerikoje ir pasaulyje, partija. Jame aiškiai nurodoma taikymo sritis ir duomenys, kuriuos reikia rinkti apie kiekvieną tiriamąjį elementą, taip pat pateikiamos rekomendacijos, kiek mėginių reikia bandomajam elementui.

SAE J2929: 2011 „Elektrinių ir hibridinių baterijų sistemų saugos standartai“ yra SAE siūlomas saugos standartas, apibendrindamas įvairius anksčiau išleistus su maitinimo baterijomis susijusius standartus, įskaitant dvi dalis: įprastinį bandymą ir nenormalų bandymą, kuris gali atsirasti eksploatuojant elektromobilį.

SAE J2380: 2013 „Elektrinių transporto priemonių akumuliatorių vibracijos bandymas“ yra klasikinis elektromobilių akumuliatorių vibracijos bandymo standartas. Remiantis surinktais statistiniais faktinio transporto priemonės važiavimo keliu vibracijos apkrovos spektro rezultatais, bandymo metodas labiau atitinka faktinių transporto priemonių vibracijos situaciją ir turi svarbią atskaitos vertę.

3 Kiti organizaciniai standartai

JAV Energetikos departamentas (DOE) pirmiausia yra atsakingas už energetikos politikos formavimą, energetikos pramonės valdymą ir su energija susijusių technologijų mokslinius tyrimus ir plėtrą. 2002 m. JAV vyriausybė įsteigė projektą „Freedom CAR“ ir išleido „Freedom CAR“ hibridinių elektrinių transporto priemonių akumuliatoriaus bandymo vadovą ir elektrinėms bei hibridinėms transporto priemonėms skirtą energijos kaupimo sistemos piktnaudžiavimo patikrinimo vadovą.

Vokietijos automobilių pramonės asociacija (VDA) yra asociacija, įkurta Vokietijoje, siekiant suvienodinti įvairius vidaus automobilių pramonės standartus. Išleisti standartai yra VDA 2007 „Hibridinių elektrinių transporto priemonių akumuliatorių sistemos testavimas“, kuriame daugiausia dėmesio skiriama hibridinių elektromobilių ličio jonų akumuliatorių sistemų veikimo ir patikimumo testavimui.

2, vidaus standartas galios ličio jonų akumuliatoriams

2001 m. Automobilių standartizacijos komitetas išleido pirmąjį techninį dokumentą, skirtą elektromobilių ličio jonų akumuliatorių bandymams Kinijoje, GB/Z 18333 1: 2011 „Ličio jonų akumuliatoriai elektrinėms kelių transporto priemonėms“. Formuluojant šį standartą buvo daroma nuoroda į IEC 61960-2:2000 „Nešiojami ličio akumuliatoriai ir baterijų blokai – 2 dalis: Ličio akumuliatorių paketai“, kuris naudojamas ličio jonų baterijoms ir nešiojamų įrenginių akumuliatorių paketams. Testavimo turinys apima našumą ir saugą, tačiau jis taikomas tik 21,6 V ir 14,4 V baterijoms.

2006 m. Pramonės ir informacinių technologijų ministerija išleido QC/T 743 „Ličio jonų galios akumuliatoriai elektrinėms transporto priemonėms“, kuris buvo plačiai naudojamas pramonėje ir peržiūrėtas 2012 m. GB/Z 18333 1: 2001 ir QC/T 743: 2006 yra tiek individualių, tiek modulių lygių standartai su siauru pritaikymo diapazonu ir bandomuoju turiniu, kuris nebeatitinka sparčiai besivystančios elektromobilių pramonės poreikius.

2015 m. Nacionalinė standartizacijos administracija išleido eilę standartų, įskaitant GB/T 31484-2015 „Elektrinių transporto priemonių galios baterijų ciklo trukmės reikalavimai ir bandymo metodai“, GB/T 31485-2015 „Maitinimo baterijų saugos reikalavimai ir bandymo metodai“. elektrinėms transporto priemonėms“, GB/T 31486-2015 „Elektrinių transporto priemonių galios baterijų elektros charakteristikų reikalavimai ir bandymo metodai“ ir GB/T 31467 1-2015 „Elektrinių transporto priemonių ličio jonų akumuliatorių blokai ir sistemos. 1 dalis. Didelės galios naudojimo bandymo procedūros, GB/T 31467 2- 2015 m. „Elektrinių transporto priemonių ličio jonų akumuliatorių blokai ir sistemos. 2 dalis. Didelės energijos naudojimo bandymai procedūros, GB/T 31467 3 „Elektrinių transporto priemonių ličio jonų akumuliatorių sistemų bandymo procedūros. 3 dalis. Saugos reikalavimai ir bandymo metodai.

GB/T 31485-2015 ir GB/T 31486-2015 atitinkamai susiję su atskirų įrenginių / modulių saugos ir elektrinio veikimo bandymais. GB/T 31467-2015 serija priklauso ISO 12405 serijai ir yra tinkama baterijų blokams arba akumuliatorių sistemoms išbandyti. GB/T 31484-2015 yra testavimo standartas, specialiai sukurtas ciklo trukmei, kai standartinis ciklas naudojamas atskiriems blokams ir moduliams, o veikimo ciklas naudojamas akumuliatorių paketams ir sistemoms.

Europos ekonomikos komisija (ECE) R100 „Vienodos transporto priemonių patvirtinimo nuostatos, atsižvelgiant į specialiuosius elektrinėms transporto priemonėms keliamus reikalavimus“ yra specialus ECE suformuluotas reikalavimas elektrinėms transporto priemonėms, kuris yra padalintas į dvi dalis: pirmoji dalis reguliuoja variklį. apsauga, įkraunamos energijos kaupimo sistemos, funkcinė sauga ir visos transporto priemonės vandenilio emisija, o antroje dalyje pridedami specifiniai įkraunamų įrenginių saugos ir patikimumo reikalavimai. energijos kaupimo sistemos.

2016 metais Pramonės ir informacinių technologijų ministerija paskelbė „Elektrobuso saugos technines sąlygas“, kuriose išsamiai atsižvelgta į personalo elektros smūgio, apsaugos nuo vandens dulkių, priešgaisrinės apsaugos, įkrovimo, susidūrimo saugos, nuotolinio stebėjimo ir kitus aspektus. Jis visiškai rėmėsi esamais tradiciniais autobusais ir elektra varomomis transporto priemonėmis susijusiais standartais bei vietiniais standartais, tokiais kaip Šanchajus ir Pekinas, ir iškėlė aukštesnius techninius reikalavimus maitinimo baterijoms, pridedant du bandomuosius elementus: terminį pabėgimą ir šiluminį išsiplėtimą. Jis buvo oficialiai įgyvendintas sausio 1 d. , 2017 m.

3 、 Ličio jonų baterijų vidaus ir tarptautinių standartų analizė

Dauguma tarptautinių galios ličio jonų baterijų standartų buvo išleisti apie 2010 m., vienas po kito buvo pristatyta daug pataisymų ir naujų standartų. GB/Z 18333 1: 2001 buvo išleistas 2001 m., nurodant, kad Kinijos ličio jonų baterijų standartai elektra varomoms transporto priemonėms pasaulyje atsirado ne vėlai, tačiau jų plėtra buvo gana lėta. Nuo 2006 m., kai buvo išleistas QC/T 743 standartas, Kinijoje ilgą laiką nebuvo standartinio atnaujinimo, o iki naujo nacionalinio standarto išleidimo 2015 m. nebuvo baterijų paketų ar sistemų standartų. Pirmiau minėti vidaus ir užsienio standartai skiriasi taikymo sritimi, bandomųjų elementų turiniu, bandomųjų elementų sunkumu ir vertinimo kriterijais.

1) Taikymo sritis

IEC 62660 serijos, QC/T 743, GB/T 31486 ir GB/T 31485 yra atskirų ir modulinių baterijų lygių bandymai, o UL2580, SAE J2929, ISO12405 ir GB/T 31467 serijos yra tinkamos baterijų testavimui. paketai ir akumuliatorių sistemos. Be IEC 62660, kiti standartai užsienyje paprastai apima akumuliatoriaus arba sistemos lygio bandymus, pvz., SAE J2929 ir ECE R100 2 net paminėjo transporto priemonės lygio bandymus. Tai rodo, kad formuluojant užsienio standartus labiau atsižvelgiama į akumuliatorių naudojimą visoje transporto priemonėje, o tai labiau atitinka praktinio pritaikymo poreikius.

2) Išbandykite elemento turinį

Apskritai visus bandomuosius elementus galima suskirstyti į dvi kategorijas: elektrinį našumą ir saugą, o saugumo patikimumą dar galima suskirstyti į mechaninį patikimumą, aplinkos patikimumą, patikimumą dėl piktnaudžiavimo ir elektros patikimumą.

Mechaninis patikimumas imituoja mechaninį įtempimą, kurį transporto priemonė patiria važiuodama, pvz., vibraciją, imituojančią transporto priemonės nelygumus ant kelio paviršiaus; Aplinkos patikimumas imituoja transporto priemonių ištvermę esant skirtingam klimatui, pavyzdžiui, temperatūrinis važiavimas, imituojantis transporto priemonių, važiuojančių pirmyn ir atgal, situaciją šaltose ir karštose vietose, kuriose dienos ir nakties temperatūrų skirtumai dideli; Piktnaudžiavimas patikimumu, pvz., gaisras, siekiant įvertinti akumuliatorių saugą netinkamo naudojimo atveju; Elektros patikimumas, pvz., apsauginiai bandymo elementai, daugiausia tiria, ar akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) gali atlikti apsauginį vaidmenį kritiniu metu.

Kalbant apie akumuliatoriaus elementus, IEC 62660 yra padalintas į du nepriklausomus standartus – IEC 62660-1 ir IEC 62660-2, kurie atitinkamai atitinka našumo ir patikimumo testus. GB/T 31485 ir GB/T 31486 yra sukurti iš QC/T 743, o atsparumas vibracijai klasifikuojamas kaip veiksmingumo testas GB/T 31486, nes šiuo bandomuoju elementu tiriama akumuliatoriaus vibracijos įtaka akumuliatoriaus veikimui. Palyginti su IEC 62660-2, GB/T 31485 bandymo elementai yra griežtesni, pvz., akupunktūros pridėjimas ir panardinimas į jūros vandenį.

Kalbant apie akumuliatoriaus paketo ir akumuliatorių sistemos testavimą, tiek elektrinį veikimą, tiek patikimumą, JAV standartas apima daugiausiai testuojamų elementų. Kalbant apie našumo testavimą, DOE/ID-11069 turi daugiau bandomųjų elementų nei kiti standartai, pvz., hibridinių impulsų galios charakteristikos (HPPC), veikimo nustatytų taškų stabilumas, kalendorinis eksploatavimo laikas, etaloninis našumas, varžos spektras, modulio valdymo tikrinimo bandymai, terminiai. valdymo apkrova ir sistemos lygio testavimas kartu su veikimo patikrinimu.

Elektros charakteristikų bandymų rezultatų analizės metodai detalizuoti standarto priede. Tarp jų HPPC bandymai gali būti naudojami didžiausios galios baterijų galiai nustatyti, o iš to gautas nuolatinės srovės vidinės varžos tyrimo metodas buvo plačiai naudojamas tiriant akumuliatoriaus vidinės varžos charakteristikas. Kalbant apie patikimumą, UL2580 turi daugiau testavimo elementų nei kiti standartai, pvz., nesubalansuotas akumuliatoriaus įkrovimas, atsparumas įtampai, izoliacija, tęstinumo tikrinimas ir aušinimo / šildymo stabilumo sistemos gedimų bandymas. Tai taip pat apima pagrindinius gamybos linijos akumuliatoriaus komponentų saugos bandymus ir sustiprina saugos peržiūros reikalavimus BMS, aušinimo sistemoje ir apsaugos grandinės projekte. SAE J2929 siūlo atlikti įvairių akumuliatoriaus sistemos dalių gedimų analizę ir išsaugoti atitinkamą dokumentaciją, įskaitant tobulinimo priemones, kurios leidžia lengvai nustatyti gedimus.

ISO 12405 standartų serija apima baterijų veikimo ir saugos aspektus. ISO 12405-1 yra baterijos veikimo bandymo standartas, skirtas didelės galios programoms, o ISO 12405-2 yra baterijos veikimo bandymo standartas, skirtas daug energijos naudojančioms programoms. Pirmajame yra dar du turiniai: šaltas paleidimas ir karštas paleidimas. GB/T 31467 serija apjungia maitinimo baterijų kūrimo būseną Kinijoje ir yra modifikuota pagal ISO 12405 serijos standarto turinį.

Skirtingai nuo kitų standartų yra SAE J 2929 ir ECE R100. Abu keliai aukštosios įtampos apsaugos reikalavimus ir priklauso elektromobilių saugos kategorijai. Atitinkami bandymo elementai Kinijoje yra išvardyti GB/T 18384 ir GB/T 31467 3 nurodo, kad akumuliatorius ir akumuliatoriaus sistema turi atitikti GB/T 18384 reikalavimus prieš atliekant saugos bandymus 1 ir GB/T 18384 3. reikalavimus.

3) Sunkumas

Tam pačiam bandomajam elementui skirtinguose standartuose nurodyti bandymo metodai ir vertinimo kriterijai taip pat skiriasi. Pavyzdžiui, pagal GB/T 31467 3 bandinių įkrovimo būseną (SOC) reikalaujama, kad mėginys būtų visiškai įkrautas; ISO 12405 reikalauja 50 % galios tipo akumuliatoriaus SOC ir 100 % energijos tipo baterijos SOC; ECE R100 2. Reikalauti, kad akumuliatoriaus SOC būtų didesnis nei 50 %; UN38. 3 skirtingiems bandomiesiems elementams keliami skirtingi reikalavimai, o kai kuriems bandomiesiems elementams taip pat reikia perdirbtų baterijų.

Be to, taip pat reikalaujama, kad didelio modeliavimo, šiluminio bandymo, vibracijos, smūgio ir išorinių trumpųjų jungimų bandymai būtų atliekami naudojant tą patį pavyzdį, kuris yra santykinai griežtesnis. Atliekant vibracijos bandymą, pagal ISO 12405 reikalaujama, kad pavyzdžiai vibruotų esant skirtingoms aplinkos temperatūroms, o rekomenduojamos aukštos ir žemos temperatūros atitinkamai yra 75 ℃ ir -40 ℃. Kiti standartai šio reikalavimo netaiko.

Atliekant gaisro bandymą, GB/T 31467 Eksperimentinis metodas ir parametrų nustatymai 3 atitinka ISO 12405 Skirtumas nėra reikšmingas, jie abu yra kaitinami, tiesiogiai deginami ir netiesiogiai deginami užsidegančiais degalais, tačiau GB/T 31467 3 Jei mėginyje yra liepsna, jį reikia užgesinti per 2 minutes. ISO 12405 nereikalauja laiko, kad liepsna užgestų. SAE J2929 ugnies bandymas skiriasi nuo ankstesnių dviejų. Tam reikia, kad mėginys būtų dedamas į šiluminės spinduliuotės talpyklą, greitai įkaitinamas iki 890 ℃ per 90 sekundžių ir palaikomas 10 minučių, o jokie komponentai ar medžiagos neturi praeiti pro metalinį tinklinį dangtelį, esantį už bandinio ribų.

4. Esamų vidaus standartų trūkumai

Nors atitinkamų nacionalinių standartų suformulavimas ir išleidimas užpildė Kinijos galios ličio jonų baterijų kombinuotų sistemų spragą ir buvo plačiai pritaikytos, vis dar yra trūkumų.

Kalbant apie bandymo objektus: Visi standartai nurodo tik naujų baterijų testavimą, o naudotoms baterijoms nėra jokių atitinkamų reglamentų ar reikalavimų. Baterijos neturi problemų išvežant iš gamyklos, o tai nereiškia, kad jos išlieka saugios po tam tikro naudojimo laiko. Todėl būtina atlikti tuos pačius skirtingų laikotarpių naudojamų baterijų bandymus, o tai prilygsta reguliariems fiziniams patikrinimams.

Kalbant apie rezultato vertinimą: dabartinis sprendimų pagrindas yra gana platus ir vienas, jame tik nuostatos, kad nėra nuotėkio, korpuso plyšimo, gaisro ir sprogimo, be kiekybiškai įvertinamos vertinimo sistemos. Europos automobilių tyrimų ir technologijų plėtros komisija (EUCAR) baterijų žalos lygį suskirstė į 8 lygius, kurie turi tam tikrą orientacinę reikšmę.

Kalbant apie bandomuosius elementus: GB/T31467 3. Trūksta baterijų paketų ir baterijų sistemų testavimo turinio, susijusio su šilumos valdymu ir šilumos nutekėjimu, o baterijų šiluminė sauga yra labai svarbi. Didelę reikšmę turi tai, kaip kontroliuoti atskirų akumuliatorių šiluminį bėgimą ir užkirsti kelią šiluminio bėgimo plitimui, ką įrodo privalomas „Elektros autobuso saugos techninių sąlygų“ įgyvendinimas. Be to, transporto priemonių naudojimo požiūriu, atliekant neardomojo patikimumo, pvz., aplinkos patikimumo, bandymus, baigus bandymą būtina įtraukti elektrinių charakteristikų bandymus, kad būtų imituojamas transporto priemonės veikimo poveikis po aplinkos pokyčių.

Kalbant apie bandymo metodus: Akumuliatorių paketų ir akumuliatorių sistemų ciklo trukmės bandymas užtrunka per ilgai, o tai turi įtakos gaminio kūrimo ciklui ir jį sunku tinkamai atlikti. Kaip sukurti pagrįstą pagreitinto ciklo gyvavimo testą – iššūkis.

5, Santrauka

Pastaraisiais metais Kinija padarė didelę pažangą kurdama ir taikydama galios ličio jonų akumuliatorių standartus, tačiau vis dar yra tam tikras atotrūkis, palyginti su užsienio standartais. Be bandymų standartų, standartinė ličio jonų baterijų sistema Kinijoje palaipsniui tobulėja ir kitais aspektais. 2016 m. lapkričio 9 d. Pramonės ir informacinių technologijų ministerija išleido „Išsamią ličio jonų baterijų standartizavimo techninę sistemą“, kurioje nurodė, kad būsimą standartinę sistemą sudaro penkios pagrindinės dalys: pagrindinės bendro naudojimo, medžiagos ir komponentai, projektavimas ir gamyba. procesus, gamybos ir bandymo įrangą bei baterijų gaminius. Tarp jų didelę reikšmę turi saugos standartai. Atnaujinant ir tobulinant maitinimo baterijų gaminius, bandymų standartai taip pat turi tobulinti atitinkamas testavimo technologijas, be to, tai padidina maitinimo baterijų saugos lygį.