Evdə və Xaricdə Güclü Litium Batareyaları üçün Test Standartlarının Müqayisəsi

Evdə və Xaricdə Güclü Litium Batareyaları üçün Test Standartlarının Müqayisəsi

1、 Güclü litium-ion batareyaları üçün xarici standartlar

Cədvəl 1 xaricdə litium-ion batareyaları üçün ümumi istifadə edilən sınaq standartlarını sadalayır. Standart verən orqanlara əsasən Beynəlxalq Elektrotexniki Komissiya (IEC), Beynəlxalq Standartlaşdırma Təşkilatı (ISO), Amerika Birləşmiş Ştatlarının Anderrayterlər Laboratoriyaları (UL), Amerika Birləşmiş Ştatlarının Avtomobil Mühəndisləri Cəmiyyəti (SAE) və müvafiq Avropa İttifaqının təsisatları.

1） Beynəlxalq standartlar

IEC tərəfindən buraxılan güc litium-ion batareya standartlarına əsasən IEC 62660-1:2010 "Elektrikli yol nəqliyyat vasitələri üçün litium-ion enerji batareyası qurğuları - 1-ci hissə: Performans sınağı" və IEC 62660-2:2010 "Elektrik üçün litium-ion enerji batareyaları vahidləri" daxildir. yol nəqliyyat vasitələri - 2-ci hissə: Etibarlılıq və sui-istifadə sınağı". Birləşmiş Millətlər Təşkilatının Nəqliyyat Komissiyası tərəfindən buraxılmış UN 38 "Birləşmiş Millətlər Təşkilatının Təhlükəli Yüklərin Daşınması üzrə Tövsiyələri, Standartları və Sınaq Təlimatı"nda litium batareyalarının sınaqdan keçirilməsinə dair tələblər daşınma zamanı batareyaların təhlükəsizliyinə yönəlmişdir.

Güclü litium-ion batareyaları sahəsində ISO tərəfindən hazırlanmış standartlara ISO 12405-1:2011 "Elektrikli nəqliyyat vasitələri - Litium-ion batareya paketləri və sistemləri üçün sınaq prosedurları - 1-ci hissə: Yüksək enerji tətbiqləri" ISO 12405-2 daxildir: 2012 "Elektriklə işləyən nəqliyyat vasitələri - Litium ion batareya paketləri və sistemlərin sınaq prosedurları - 2-ci hissə: Yüksək enerji tətbiqləri" və ISO 12405-3: 2014 "Elektrikli nəqliyyat vasitələri - Litium ion enerjili batareya paketləri və sistemlərin sınaq prosedurları - Hissə 3: Təhlükəsizlik tələbləri " Avtomobil istehsalçılarını isteğe bağlı sınaq elementləri və üsulları ilə təmin etmək məqsədi ilə müvafiq olaraq yüksək güclü batareyaları, yüksək enerjili batareyaları və təhlükəsizlik performans tələblərini hədəfləyir.

2） Amerika Standartları

UL 2580:2011 "Elektrikli Nəqliyyat vasitələri üçün Akkumulyatorlar" əsasən akkumulyatordan sui-istifadənin etibarlılığını və sui-istifadə nəticəsində yaranan zərər halında personalı qorumaq qabiliyyətini qiymətləndirir. Bu standart 2013-cü ildə yenidən işlənmişdir.

SAE avtomobil sənayesində geniş və hərtərəfli standart sistemə malikdir. 2009-cu ildə buraxılmış SAE J2464: 2009 "Elektrikli və Hibrid Elektrikli Avtomobillər üçün Yenidən Doldurulan Enerji Saxlama Sistemlərinin Təhlükəsizliyi və Sui-istifadə Sınaqı", Şimali Amerikada və dünyada tətbiq olunan avtomobilin akkumulyatorundan sui-istifadə testi təlimatlarının erkən dəstidir. O, tətbiq sahəsini və hər bir test bəndi üçün toplanacaq məlumatları aydın şəkildə müəyyən edir, həmçinin test bəndi üçün tələb olunan nümunələrin sayına dair tövsiyələr verir.

SAE J2929: 2011 "Elektrik və Hibrid Batareya Sistemləri üçün Təhlükəsizlik Standartları" iki hissə də daxil olmaqla, əvvəllər buraxılmış müxtəlif güc batareyası ilə bağlı standartları ümumiləşdirmək üçün SAE tərəfindən təklif olunan təhlükəsizlik standartıdır: müntəzəm sınaq və elektrik avtomobilinin istismarı zamanı baş verə biləcək anormal sınaq.

SAE J2380: 2013 "Elektrikli Avtomobil Akkumulyatorlarının Vibrasiya Sınaqı" elektrikli avtomobil akkumulyatorlarının vibrasiya sınağı üçün klassik standartdır. Yolda faktiki hərəkət edən avtomobilin vibrasiya yükü spektrinin toplanmış statistik nəticələrinə əsasən, sınaq üsulu faktiki nəqliyyat vasitələrinin vibrasiya vəziyyətinə daha çox uyğun gəlir və mühüm istinad dəyərinə malikdir.

3 Digər təşkilati standartlar

ABŞ Enerji Departamenti (DOE) ilk növbədə enerji siyasətinin formalaşdırılması, enerji sənayesinin idarə edilməsi və enerji ilə bağlı texnologiya tədqiqatı və inkişafı üçün cavabdehdir. 2002-ci ildə ABŞ hökuməti "Freedom CAR" layihəsini qurdu və ardıcıl olaraq Freedom CAR enerji ilə dəstəklənən hibrid elektrik avtomobil akkumulyatorlarının sınaq kitabçasını və elektrik və hibrid avtomobillər üçün enerji saxlama sistemindən sui-istifadə test kitabçasını nəşr etdi.

Alman Avtomobil Sənayesi Assosiasiyası (VDA) Almaniyada yerli avtomobil sənayesi üçün müxtəlif standartları birləşdirmək üçün yaradılmış bir assosiasiyadır. Buraxılan standartlar VDA 2007 "Hibrid Elektrikli Avtomobillər üçün Akkumulyator Sistemi Testi"dir ki, bu da əsasən hibrid elektrik avtomobilləri üçün litium-ion akkumulyator sistemlərinin performans və etibarlılıq sınaqlarına diqqət yetirir.

2、 Güclü litium-ion batareyaları üçün yerli standart

2001-ci ildə Avtomobil Standartlaşdırma Komitəsi Çində elektrikli nəqliyyat vasitələrinin litium-ion batareyalarının sınağı üçün ilk rəhbər texniki sənədi nəşr etdi, GB/Z 18333 1: 2011 "Elektrikli yol nəqliyyat vasitələri üçün litium-ion batareyaları". Bu standartı tərtib edərkən, portativ cihazlarda litium-ion batareyaları və batareya paketləri üçün istifadə olunan IEC 61960-2:2000 "Portativ litium batareyaları və batareya paketləri - 2-ci hissə: Litium batareya paketləri"nə istinad edilmişdir. Sınaq məzmununa performans və təhlükəsizlik daxildir, lakin yalnız 21,6V və 14,4V batareyalara aiddir.

2006-cı ildə Sənaye və İnformasiya Texnologiyaları Nazirliyi sənayedə geniş istifadə edilən və 2012-ci ildə yenidən işlənmiş QC/T 743 "Elektrikli Avtomobillər üçün Litium-ion Enerji Akkumulyatorları" buraxdı. GB/Z 18333 1: 2001 və QC/T 743: 2006-cı il həm fərdi, həm də modul səviyyələri üçün standartlardır, dar tətbiq dairəsi və sınaq məzmunu artıq sürətlə inkişaf edən elektrik avtomobil sənayesinin ehtiyaclarına cavab vermir.

2015-ci ildə Milli Standartlaşdırma İdarəsi GB/T 31484-2015 "Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün enerji batareyaları üçün dövriyyə müddəti tələbləri və sınaq metodları", GB/T 31485-2015 "güc batareyaları üçün təhlükəsizlik tələbləri və sınaq metodları" daxil olmaqla bir sıra standartlar buraxdı. Elektrikli Avtomobillər üçün", GB/T 31486-2015 "Elektrikli Avtomobillər üçün Enerji Batareyaları üçün Elektrik Performans Tələbləri və Test Metodları" və GB/T 31467 1-2015 "Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün litium-ion enerjili batareya paketləri və sistemləri - 1-ci hissə: Yüksək güc tətbiqi sınaq prosedurları, GB/T 31467 2-2015 "Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün litium-ion enerji batareya paketləri və sistemləri - 2-ci hissə: Yüksək enerji tətbiqi sınaq prosedurları, GB/T 31467 3 "Elektrikli avtomobillər üçün litium-ion enerji batareyası sistemləri üçün sınaq prosedurları - 3-cü hissə: Təhlükəsizlik Tələbləri və Test Metodları.

GB/T 31485-2015 və GB/T 31486-2015 müvafiq olaraq ayrı-ayrı bölmələrin/modulların təhlükəsizlik və elektrik performans testlərinə istinad edir. GB/T 31467-2015 seriyası ISO 12405 seriyasına aiddir və batareya paketlərini və ya batareya sistemlərini sınaqdan keçirmək üçün uyğundur. GB/T 31484-2015, ayrı-ayrı vahidlər və modullar üçün istifadə olunan standart dövr ömrü və batareya paketləri və sistemlər üçün istifadə olunan əməliyyat dövrü müddəti ilə xüsusi olaraq dövriyyə müddəti üçün nəzərdə tutulmuş sınaq standartıdır.

Avropa İqtisadi Komissiyası (ECE) R100 “Elektrikli nəqliyyat vasitələri üçün xüsusi tələblərlə bağlı nəqliyyat vasitələrinin təsdiqinə dair vahid müddəalar” ECE tərəfindən iki hissəyə bölünən elektrik avtomobilləri üçün tərtib edilmiş xüsusi tələbdir: birinci hissə mühərriki tənzimləyir. mühafizə, təkrar doldurulan enerji saxlama sistemləri, funksional təhlükəsizlik və bütün avtomobilin hidrogen emissiyaları və ikinci hissə təkrar doldurulan enerji saxlama sistemlərinin təhlükəsizliyi və etibarlılığı üçün xüsusi tələbləri əlavə edir.

2016-cı ildə Sənaye və İnformasiya Texnologiyaları Nazirliyi “Elektrikli avtobuslar üçün texniki təhlükəsizlik şərtləri”ni dərc edib ki, burada personalın elektrik cərəyanı vurması, su tozundan mühafizəsi, yanğından mühafizə, yüklənmə təhlükəsizliyi, toqquşma təhlükəsizliyi, məsafədən monitorinq və digər aspektlər hərtərəfli nəzərə alınıb. O, mövcud ənənəvi avtobus və elektrik nəqliyyat vasitələri ilə əlaqəli standartlara və Şanxay və Pekin kimi yerli standartlara tam şəkildə əsaslanaraq, iki sınaq elementi əlavə edərək, enerji batareyaları üçün daha yüksək texniki tələblər irəli sürdü: termal qaçaq və termal qaçaq genişlənmə, 1 yanvarda rəsmi olaraq həyata keçirildi. , 2017.

3、 Güclü litium-ion batareyaları üçün yerli və beynəlxalq standartların təhlili

Güclü litium-ion batareyaları üçün beynəlxalq standartların əksəriyyəti təxminən 2010-cu ildə buraxıldı, bir çox düzəlişlər və yeni standartlar bir-birinin ardınca təqdim edildi. GB/Z 18333 1: 2001 2001-ci ildə buraxıldı ki, bu da Çinin elektrikli avtomobillər üçün litium-ion batareya standartlarının dünyada gec başlamadığını, lakin onların inkişafının nisbətən yavaş olduğunu göstərir. 2006-cı ildə QC/T 743 standartının buraxılmasından bəri Çində uzun müddətdir ki, standart yeniləmə olmayıb və 2015-ci ildə yeni milli standartın buraxılmasından əvvəl batareya paketləri və ya sistemlər üçün heç bir standartlar yox idi. Yuxarıda göstərilən yerli və xarici standartlar tətbiq dairəsi, test tapşırıqlarının məzmunu, test tapşırıqlarının ciddiliyi və mühakimə meyarları baxımından bir-birindən fərqlənir.

1） Tətbiq sahəsi

IEC 62660 seriyası, QC/T 743, GB/T 31486 və GB/T 31485 batareyaların fərdi və modul səviyyələri üçün sınaqlardır, UL2580, SAE J2929, ISO12405 və GB/T 31467 seriyaları isə batareyanın sınaqdan keçirilməsi üçün tətbiq edilir. paketlər və batareya sistemləri. IEC 62660-a əlavə olaraq, xaricdəki digər standartlar ümumiyyətlə SAE J2929 və ECE R100 2 kimi akkumulyator paketi və ya sistem səviyyəsinin sınaqdan keçirilməsini nəzərdə tutur, hətta qeyd olunan avtomobil səviyyə sınağı. Bu onu göstərir ki, xarici standartların tərtib edilməsində akkumulyatorların bütün avtomobildə tətbiqi daha çox nəzərə alınır ki, bu da praktiki tətbiqlərin ehtiyaclarına daha çox uyğundur.

2） Test elementinin məzmunu

Ümumilikdə, bütün test tapşırıqlarını iki kateqoriyaya bölmək olar: elektrik performansı və təhlükəsizlik etibarlılığı, təhlükəsizlik etibarlılığı isə mexaniki etibarlılıq, ətraf mühitin etibarlılığı, sui-istifadə etibarlılığı və elektrik etibarlılığına bölünə bilər.

Mexanik etibarlılıq avtomobilin hərəkət zamanı məruz qaldığı mexaniki gərginliyi simulyasiya edir, məsələn, yol səthində avtomobilin qabarlığını simulyasiya edən vibrasiya; Ətraf mühitin etibarlılığı müxtəlif iqlimlərdə nəqliyyat vasitələrinin dözümlülüyünü simulyasiya edir, məsələn, gündüz və gecə arasında böyük temperatur fərqləri olan soyuq və isti ərazilərdə irəli-geri hərəkət edən nəqliyyat vasitələrinin vəziyyətini simulyasiya edən temperatur velosipedi; Yanlış istifadə zamanı batareyaların təhlükəsizliyini qiymətləndirmək üçün yanğın kimi etibarlılıqdan sui-istifadə; Qoruyucu sınaq elementləri kimi elektrik etibarlılığı, əsasən, batareya idarəetmə sisteminin (BMS) kritik vaxtlarda qoruyucu rol oynayıb-oynamayacağını yoxlayır.

Batareya elementləri baxımından IEC 62660 müvafiq olaraq performans və etibarlılıq testinə uyğun gələn iki müstəqil standartlara, IEC 62660-1 və IEC 62660-2-yə bölünür. GB/T 31485 və GB/T 31486 QC/T 743-dən hazırlanmışdır və vibrasiya müqaviməti GB/T 31486-da performans testi kimi təsnif edilir, çünki bu test elementi batareya vibrasiyasının batareyanın işinə təsirini araşdırır. IEC 62660-2 ilə müqayisədə GB/T 31485-in sınaq bəndləri akupunkturun əlavə edilməsi və dəniz suyuna batırılması kimi daha sərtdir.

Batareya paketi və batareya sisteminin sınağı, həm elektrik performansı, həm də etibarlılıq baxımından ABŞ standartı ən çox sınaq elementlərini əhatə edir. Performans sınağı baxımından DOE/ID-11069 hibrid impuls güc xüsusiyyətləri (HPPC), işləmə təyinat nöqtələrinin sabitliyi, təqvim ömrü, istinad performansı, empedans spektri, modul nəzarət yoxlama sınağı, istilik kimi digər standartlara nisbətən daha çox sınaq elementlərinə malikdir. idarəetmə yükü və həyat yoxlaması ilə birlikdə sistem səviyyəsinin sınağı.

Elektrik performansı testinin nəticələrinin təhlili üsulları standartın əlavəsində ətraflı təsvir edilmişdir. Onların arasında HPPC testi güc batareyalarının pik gücünü aşkar etmək üçün istifadə edilə bilər və bundan əldə edilən DC daxili müqavimət test üsulu batareyanın daxili müqavimət xüsusiyyətlərinin öyrənilməsində geniş istifadə edilmişdir. Etibarlılıq baxımından UL2580 balanssız batareya paketinin doldurulması, gərginlik müqaviməti, izolyasiya, davamlılıq sınağı və soyutma/istilik sabitliyi sisteminin nasazlığı sınağı kimi digər standartlardan daha çox sınaq elementlərinə malikdir. O, həmçinin istehsal xəttində batareya paketi komponentləri üçün əsas təhlükəsizlik sınaqlarını əhatə edir və BMS, soyutma sistemi və qoruyucu dövrə dizaynında təhlükəsizliyin nəzərdən keçirilməsi tələblərini gücləndirir. SAE J2929, akkumulyator sisteminin müxtəlif hissələrində nasazlıq təhlili aparmağı və nasazlıqları müəyyən etmək asan olan təkmilləşdirmə tədbirləri də daxil olmaqla, müvafiq sənədləri saxlamağı təklif edir.

ISO 12405 seriyalı standartlara batareyaların həm performans, həm də təhlükəsizlik aspektləri daxildir. ISO 12405-1 yüksək güclü tətbiqlər üçün batareya performans testi standartıdır, ISO 12405-2 isə yüksək enerjili tətbiqlər üçün batareya performansını yoxlamaq standartıdır. Birinciyə daha iki məzmun daxildir: soyuq başlanğıc və isti başlanğıc. GB/T 31467 seriyası Çində enerji batareyalarının inkişaf vəziyyətini birləşdirir və ISO 12405 seriyası standartının məzmununa uyğun olaraq dəyişdirilir.

Digər standartlardan fərqli olaraq SAE J 2929 və ECE R100-dür. Hər iki standart yüksək gərginlikdən qorunma tələblərini ehtiva edir və elektrik nəqliyyat vasitələrinin təhlükəsizlik kateqoriyasına aiddir. Çində müvafiq sınaq bəndləri GB/T 18384 və GB/T 31467-də verilmişdir 3 təhlükəsizlik testləri 1 və GB/T 18384 keçirməzdən əvvəl batareya paketi və batareya sisteminin GB/T 18384 tələblərinə cavab verməli olduğunu göstərir 3. Müvafiq tələblər.

3） Ciddilik

Eyni test elementi üçün müxtəlif standartlarda göstərilən sınaq üsulları və mühakimə meyarları da fərqlidir. Məsələn, sınaq nümunələrinin doldurulma vəziyyəti (SOC) üçün GB/T 31467 3 nümunənin tam doldurulmasını tələb edir; ISO 12405 50% enerji tipli batareya SOC və 100% enerji tipli batareya tələb edir; ECE R100 2. Batareyanın SOC-nin 50%-dən yuxarı olmasını tələb edin; UN38. 3-də müxtəlif test tapşırıqları üçün fərqli tələblər var və bəzi test elementləri də təkrar emal edilmiş batareyaları tələb edir.

Bundan əlavə, yüksək simulyasiya, istilik sınaqları, vibrasiya, təsir və xarici qısa qapanmaların nisbətən daha sərt olan eyni nümunədən istifadə edərək sınaqdan keçirilməsi tələb olunur. Vibrasiya sınağı üçün ISO 12405 nümunələrin müvafiq olaraq 75 ℃ və -40 ℃ tövsiyə olunan yüksək və aşağı temperaturlarla müxtəlif ətraf mühit temperaturlarında titrəməsini tələb edir. Digər standartlarda bu tələb yoxdur.

Yanğın sınağı üçün GB/T 31467 3-də eksperimental metod və parametr parametrləri ISO 12405-ə uyğundur Fərq əhəmiyyətli deyil, hər ikisi əvvəlcədən qızdırılır, birbaşa yandırılır və yanacağın alovlanması ilə dolayı yolla yandırılır, lakin GB/T 31467 3 Nümunədə alov varsa, 2 dəqiqə ərzində söndürülməlidir. ISO 12405 alovun sönməsi üçün vaxt tələb etmir. SAE J2929-da yanğın sınağı əvvəlki ikisindən fərqlidir. Nümunənin termal şüalanma qabına yerləşdirilməsini, 90 saniyə ərzində sürətlə 890 ℃-ə qədər qızdırılmasını və 10 dəqiqə saxlanmasını tələb edir və sınaq nümunəsindən kənarda yerləşdirilən metal mesh örtüyündən heç bir komponent və ya maddə keçməməlidir.

4、 Mövcud yerli standartlarda çatışmazlıqlar

Müvafiq milli standartların formalaşdırılması və buraxılması Çinin güc litium-ion batareya birləşmə sistemlərindəki boşluğu doldurmuş və geniş şəkildə qəbul edilmiş olsa da, hələ də çatışmazlıqlar var.

Test obyektləri baxımından: Bütün standartlar yalnız yeni batareyaların sınaqdan keçirilməsini müəyyən edir və istifadə olunan batareyalar üçün müvafiq qaydalar və ya tələblər yoxdur. Batareyalar fabrikdən çıxarkən heç bir problem yoxdur, bu o demək deyil ki, onlar müəyyən müddət istifadə edildikdən sonra hələ də təhlükəsizdirlər. Buna görə də müxtəlif vaxtlarda istifadə olunan batareyalarda eyni sınaqdan keçirmək lazımdır ki, bu da müntəzəm fiziki müayinələrə bərabərdir.

Nəticə mühakiməsi baxımından: Hazırkı mühakimə əsası nisbətən geniş və vahiddir, yalnız sızma, mərmi qopması, yanğın və partlayışın olmaması ilə bağlı müddəalar var, kəmiyyətlə ölçülə bilən qiymətləndirmə sistemi yoxdur. Avtomobil Tədqiqatları və Texnologiyalarının İnkişafı üzrə Avropa Komissiyası (EUCAR) akkumulyatorların zərər səviyyəsini müəyyən istinad əhəmiyyəti olan 8 səviyyəyə bölmüşdür.

Test tapşırıqları baxımından: GB/T31467 3. Termal idarəetmə və termal qaçaqlıq baxımından batareya paketləri və batareya sistemləri üçün sınaq məzmunu yoxdur və istilik təhlükəsizliyi performansı batareyalar üçün çox vacibdir. Ayrı-ayrı akkumulyatorların termal qaçışını necə idarə etmək və istilik qaçaqlığının yayılmasının qarşısını almaq böyük əhəmiyyət kəsb edir, bunu "Elektrik avtobusu üçün təhlükəsizlik texniki şərtləri"nin məcburi şəkildə yerinə yetirilməsi sübut edir. Bundan əlavə, nəqliyyat vasitələrinin tətbiqi baxımından, ətraf mühitin etibarlılığı kimi dağıdıcı etibarlılıq sınağı üçün, ekoloji dəyişikliklərlə qarşılaşdıqdan sonra avtomobilin performansının təsirini simulyasiya etmək üçün sınaq tamamlandıqdan sonra elektrik performans testini əlavə etmək lazımdır.

Sınaq üsulları baxımından: Batareya paketlərinin və akkumulyator sistemlərinin dövriyyə müddətinin sınaqdan keçirilməsi çox uzun çəkir, bu da məhsulun inkişaf dövrünə təsir edir və onu yaxşı yerinə yetirmək çətindir. Ağlabatan sürətləndirilmiş dövr ömrü testini necə inkişaf etdirmək bir problemdir.

5, Xülasə

Son illərdə Çin güc litium-ion batareyaları üçün standartların formalaşdırılması və tətbiqi sahəsində böyük irəliləyiş əldə etdi, lakin xarici standartlarla müqayisədə hələ də müəyyən bir boşluq var. Sınaq standartlarına əlavə olaraq, Çində litium-ion batareyalar üçün standart sistem digər aspektlərdə də tədricən təkmilləşir. 9 noyabr 2016-cı il tarixində Sənaye və İnformasiya Texnologiyaları Nazirliyi "Litium-ion batareyaları üçün Kompleks Standartlaşdırma Texniki Sistemi"ni buraxdı, bu da gələcək standart sistemin beş əsas hissədən ibarət olduğuna işarə etdi: əsas ümumi istifadə, materiallar və komponentlər, dizayn və istehsal. proseslər, istehsal və sınaq avadanlığı və akkumulyator məhsulları. Onların arasında təhlükəsizlik standartları böyük əhəmiyyət kəsb edir. Güc batareyası məhsullarının yenilənməsi və inkişafı ilə sınaq standartları da müvafiq sınaq texnologiyalarını təkmilləşdirməlidir, Bundan əlavə, enerji batareyalarının təhlükəsizlik səviyyəsini artırır.