Standardul ANSI/CAN/UL/ULC ediția 2271-2023, care se aplică testării de siguranță a bateriei pentru vehiculele electrice ușoare (LEV), a fost publicat în septembrie 2023 pentru a înlocui vechiul standard din versiunea 2018. Această nouă versiune a standardului are modificări în definiții , cerințele structurale și cerințele de testare.

Modificări ale definițiilor

• Adăugarea definiției Sistemului de management al bateriei (BMS): un circuit de control al bateriei cu dispozitive de protecție activă care monitorizează și menține celulele în regiunea lor de operare specificată și care previne supraîncărcarea, supracurentul, supratemperatura, subtemperatura și supradescărcarea celulelor.
• Adăugarea definiției motocicletei electrice: un vehicul cu motor electric care are un scaun sau o șa pentru uzul călărețului și proiectat să circule pe cel mult trei roți în contact cu pământul, dar excluzând un tractor. O motocicletă electrică este destinată utilizării pe drumurile publice, inclusiv pe autostrăzi.
• Adăugarea definiției scuterului electric: un dispozitiv care cântărește mai puțin de o sută de lire sterline care:

a) are ghidon, podea sau scaun pe care operatorul poate sta în picioare sau așezat și motor electric;

b) Poate fi alimentat de motorul electric și/sau de putere umană; şi

c) Are o viteză maximă mai mare de 20 mph pe o suprafață plană pavată atunci când este alimentat exclusiv de motorul electric.

Modificarea exemplelor LEV: motocicleta electrică este eliminată și vehiculele aeriene fără pilot (UAV) sunt adăugate.

• Adăugarea definiției dispozitivului de mobilitate electrică personală: o unitate de mobilitate a consumatorilor destinată unui singur călăreț cu o transmisie electrică reîncărcabilă care echilibrează și propulsează călărețul și care poate fi prevăzut cu un mâner pentru apucare în timpul mersului. Această diferență poate fi sau nu autoechilibrată.
• Adăugarea de definiții pentru protecția primară la supracurent, protecția primară de siguranță, dispozitivele de protecție activă și dispozitivele de protecție pasive.
• Adăugarea de definiție a celulelor cu ioni de sodiu: celule care sunt similare în construcție cu celulele cu ioni de litiu, cu excepția faptului că folosesc sodiu ca ion de transport cu un electrod pozitiv constând dintr-un compus de sodiu și un anod de carbon sau de tip similar cu un anod apos sau neapos. și cu o sare compusă de sodiu dizolvată în electrolit. (Exemple de celule cu ioni de sodiu sunt celulele albastre de Prusia sau celulele de oxid stratificate cu metal de tranziție)

Modificări în cerințele structurii

Rezistența la coroziune a părților metalice

1. Învelișurile ansamblului de stocare a energiei electrice mentale (EESA) trebuie să fie rezistente la coroziune. Carcasele metalice realizate din următoarele materiale trebuie considerate a fi conforme cu cerințele de rezistență la coroziune:

Cupru, aluminiu sau oțel inoxidabil; şi

b) Bronz sau alamă, oricare dintre ele conţinând cel puţin 80% cupru.

2. Adăugarea cerințelor de rezistență la coroziune pentru carcasele feroase:

Carcasele feroase pentru aplicare în interior trebuie protejate împotriva coroziunii prin emailare, vopsire, galvanizare sau alte mijloace echivalente. Carcasele feroase pentru aplicare în aer liber trebuie să respecte testul de pulverizare cu sare de 600 de ore din CSA C22.2 Nr. 94.2 / UL 50E. Pot fi acceptate metode suplimentare pentru a obține protecția împotriva coroziunii conform CSA C22.2 Nr. 94.2 / UL 50E.

Niveluri de izolare și împământare de protecție

Conformitatea sistemului de împământare de protecție poate fi evaluată în conformitate cu noul element de testare inteligent al acestui standard – testul de continuitate a împământului.

Analiza sigurantei

1.Adăugarea de exemple de analiză de siguranță. O analiză a siguranței sistemului trebuie să demonstreze că următoarele condiții nu sunt periculoase. Următoarele condiții trebuie luate în considerare cel puțin, dar nu se limitează la:

a) supratensiune și subtensiune celulei bateriei;

b) supratemperatura si subtemperatura bateriei; şi

c) Supracurent bateriei din cauza condițiilor de încărcare și descărcare.

2.Modificarea cerințelor dispozitivului de protecție de siguranță (hardware):

a) Cerințele de analiză a modului și efectului de funcționare (FMEA) din UL 991;

b) Protecția împotriva defecțiunilor interne pentru a asigura cerințele de siguranță funcțională în UL 60730-1 sau CSA E60730-1 (clauza H.27.1.2); sau

c) Protecția împotriva defecțiunilor pentru asigurarea cerințelor de siguranță funcțională (cerințe de clasă B) din CSA C22.2 Nr.0.8 (secțiunea 5.5) pentru a determina conformitatea și a identifica testele necesare pentru a verifica toleranța la o singură eroare.

3.Modificarea cerințelor de protecție a siguranței (software):

a) UL 1998;

b) Cerințe de Clasa de software B din CSA C22.2 Nr.0.8; sau

c) Cerințele de utilizare a software-ului Contrils (cerințele Clasa de software B) din UL 60730-1 (Clauza H.11.12) sau CSA E60730-1.

4.Adăugarea cerințelor BMS pentru protecția celulelor.

Dacă se bazează pe menținerea celulelor în limitele lor de funcționare specificate, sistemul de management al bateriei (BMS) trebuie să mențină celulele în limitele specificate de tensiune și curent pentru celule pentru a proteja împotriva supraîncărcării și supradescărcării. De asemenea, BMS trebuie să mențină celulele în limitele de temperatură specificate, oferind protecție împotriva supraîncălzirii și a funcționării sub temperatură. La revizuirea circuitelor de siguranță pentru a determina că limitele regiunii de funcționare a celulei sunt menținute, în evaluare trebuie luate în considerare toleranțele circuitului/componentului de protecție. Componentele cum ar fi siguranțe, întrerupătoare sau alte dispozitive și părți considerate necesare pentru funcționarea prevăzută a sistemului de baterii care trebuie să fie furnizate în LEV de utilizare finală, trebuie identificate în instrucțiunile de instalare.

Adăugarea cerințelor circuitului de protecție.

Dacă limitele de funcționare specificate sunt depășite, un circuit de protecție trebuie să limiteze sau să oprească încărcarea sau descărcarea pentru a preveni excursiile dincolo de limitele de funcționare. Atunci când are loc un scenariu periculos, sistemul trebuie să continue să ofere funcția de siguranță sau să treacă într-o stare de siguranță (SS) sau într-o stare de risc adresat (RA). Dacă funcția de siguranță a fost deteriorată, sistemul trebuie să rămână în starea de siguranță sau în starea de risc până când funcția de siguranță a fost restabilită și sistemul a fost considerat acceptabil pentru funcționare.

Adăugarea cerințelor EMC.

Circuitele în stare solidă și controalele software, pe care se bazează ca protecție principală de siguranță, vor fi evaluate și testate pentru a verifica imunitatea electromagnetică în conformitate cu Testele de imunitate electromagnetică din UL 1973, dacă nu sunt testate ca parte a evaluării standardului de siguranță funcțională.

Celulă

1.Adăugarea cerințelor pentru celulele cu ioni de sodiu. Celulele cu ioni de sodiu trebuie să respecte cerințele pentru celulele cu ioni de sodiu din UL/ULC 2580 (identice cu cerințele de performanță și marcare pentru celulele secundare cu litiu din UL/ULC 2580), inclusiv conformitatea cu toate testele de performanță pentru celule.

2. Adăugarea cerințelor pentru celulele reutilizate. Bateriile și sistemele de baterii care utilizează celule și baterii reutilizate trebuie să se asigure că piesele reutilizate au trecut printr-un proces acceptabil de reutilizare în conformitate cu UL 1974.

Testarea modificărilor

Test de supraîncărcare

• Se adaugă cerința conform căreia în timpul încercării trebuie măsurată tensiunea celulelor.
• Se adaugă cerința conform căreia, dacă BMS reduce curentul de încărcare la o supapă inferioară aproape de sfârșitul fazei de încărcare, eșantionul trebuie încărcat continuu cu curentul de încărcare redus până când apar rezultatele finale.
• Eliminarea cerinței conform căreia dacă dispozitivul de protecție din circuit se activează, încercarea se repetă timp de cel puțin 10 minute la 90% din punctul de declanșare al dispozitivului de protecție sau la un anumit procent din punctul de declanșare care permite încărcarea.
• Se adaugă cerința conform căreia, în urma testului de supraîncărcare, tensiunea maximă de încărcare măsurată pe celule nu trebuie să depășească regiunea lor normală de funcționare.

incarcare cu rata mare

• Adăugarea unui test de încărcare cu viteză ridicată (aceleași cerințe de testare ca UL 1973);
• Întârzierea BMS este, de asemenea, luată în considerare în rezultatul testului: curentul de supraîncărcare poate depăși curentul maxim de încărcare pentru o perioadă scurtă (în câteva secunde) care se află în timpul de întârziere al detectării BMS.

Scurt-circuit

• Elimina cerința conform căreia, dacă un dispozitiv de protecție din circuit funcționează, testul se repetă la 90% din punctul de declanșare al dispozitivului de protecție sau la un anumit procent din punctul de declanșare care permite încărcarea timp de cel puțin 10 min.

OverloadSubDescarcareTEST

• Adăugarea testului de suprasarcină la descărcare (cerințele de testare sunt aceleași ca UL 1973)

Descărcare excesivă

• Adăugarea cerinței ca tensiunea celulelor să fie măsurată în timpul încercării.
• Se adaugă cerința conform căreia, ca rezultat al testului de supradescărcare, tensiunea minimă de descărcare măsurată pe celule nu trebuie să depășească domeniul lor normal de funcționare.

Test de temperatură (creștere de temperatură)

• Se adaugă cerința conform căreia, în cazul în care parametrii maximi de încărcare variază în funcție de temperatură, corespondența dintre parametrii de încărcare și temperatură trebuie să fie specificată în mod clar în instrucțiunile de încărcare, iar DUT să fie încărcat în conformitate cu cei mai severi parametri de încărcare.
• Modificați cerința de precondiție. Ciclurile de încărcare și descărcare sunt apoi repetate pentru un total minim de 2 cicluri complete de încărcare și descărcare, până când ciclurile consecutive de încărcare și descărcare nu continuă să crească temperatura maximă a celulei cu mai mult de 2 °C。(sunt necesare 5 cicluri de încărcare și descărcare). în versiunea veche)
• Adăugarea cerinței ca dispozitivele de protecție termică și de protecție la supracurent să nu funcționeze.

Test de continuitate la împământare

Adăugarea testului de continuitate la împământare (cerințele de testare sunt aceleași cu UL 2580)

Test de toleranță de proiectare la defecțiune a unei singure celule

Bateriile secundare cu litiu care au o energie nominală mai mare de 1 kWh vor fi supuse testului de toleranță de proiectare la defecțiune a unei singure celule din UL/ULC 2580).

Rezumaty

Noua versiune a UL 2271 anulează motocicletele electrice din gama de produse (motocicletele electrice vor fi incluse în domeniul de aplicare al UL 2580) și adaugă drone; odată cu dezvoltarea bateriilor cu ioni de sodiu, tot mai multe LEV-uri le folosesc ca sursă de alimentare. Cerințele pentru celulele cu ioni de sodiu sunt adăugate în noua versiune standard. În ceea ce privește testarea, detaliile testului au fost, de asemenea, îmbunătățite și s-a acordat mai multă atenție siguranței celulei. A fost adăugată fugă termică pentru bateriile mari.

Anterior, New York City a impus ca bateriile pentru biciclete electrice, trotinete electrice și vehicule electrice ușoare (LEV) trebuie să respecte UL 2271. Această revizuire standard este, de asemenea, pentru a controla în mod cuprinzător siguranța bateriei bicicletelor electrice și a altor echipamente. Dacă companiile doresc să intre cu succes pe piața nord-americană, trebuie să înțeleagă și să îndeplinească cerințele noilor standarde în timp util.