Verze normy ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, která se vztahuje na testování bezpečnosti baterií pro lehká elektrická vozidla (LEV), byla zveřejněna v září 2023, aby nahradila starou verzi normy z roku 2018. Tato nová verze normy má změny v definicích , konstrukční požadavky a požadavky na testování.

Změny v definicích

• Přidání definice Battery Management System (BMS): Řídicí obvod baterie s aktivními ochrannými zařízeními, který monitoruje a udržuje články v jejich specifikované provozní oblasti: a který zabraňuje přebití, nadproudu, přehřátí, nízké teplotě a nadměrnému vybití článků.
• Doplnění definice elektrického motocyklu: Elektrické motorové vozidlo se sedadlem nebo sedlem pro použití jezdcem a konstruované pro jízdu na nejvýše třech kolech v kontaktu s vozovkou, ale s výjimkou traktoru. Elektrický motocykl je určen pro použití na veřejných komunikacích včetně dálnic.
• Přidání definice elektrického skútru: Zařízení vážící méně než sto liber, které:

a) Má řídítka, podlahovou desku nebo sedadlo, na které může obsluha stát nebo sedět, a elektromotor;

b) Může být poháněn elektrickým motorem a / nebo lidskou silou; a

c) Má maximální rychlost ne více než 20 mph na zpevněném rovném povrchu, pokud je poháněn výhradně elektromotorem.

Úprava příkladů LEV: Elektrický motocykl je odstraněn a jsou přidány bezpilotní letouny (UAV).

• Přidání definice zařízení pro osobní e-mobilitu: Oddělení mobility pro spotřebitele určené pro jednoho jezdce s dobíjecím elektrickým hnacím ústrojím, které vyvažuje a pohání jezdce, a které může být opatřeno rukojetí pro uchopení za jízdy. Toto oddělení může nebo nemusí být samovyvažovací.
• Doplnění definic primární nadproudové ochrany, primární bezpečnostní ochrany, aktivních ochranných zařízení a pasivních ochranných zařízení.
• Přidání definice sodíkových iontových článků: Články, které mají podobnou konstrukci jako lithium-iontové články, kromě toho, že využívají sodík jako transportní iont s kladnou elektrodou sestávající ze sloučeniny sodíku a uhlíkovou anodou nebo anodou podobného typu s vodnou nebo nevodnou a se solí sodné sloučeniny rozpuštěné v elektrolytu. (Příklady sodíkových iontových článků jsou články pruské modři nebo články s vrstvou oxidu přechodného kovu)

Změny požadavků na strukturu

Odolnost kovových částí proti korozi

1. Pouzdra mentálního zásobníku elektrické energie (EESA) musí být odolná proti korozi. Kovové kryty vyrobené z následujících materiálů se považují za vyhovující požadavkům na odolnost proti korozi:

měď, hliník nebo nerezová ocel; a

b) Bronz nebo mosaz, z nichž každá obsahuje alespoň 80 % mědi.

2. Doplnění požadavků na odolnost proti korozi pro železné skříně:

Železné skříně pro vnitřní použití musí být chráněny proti korozi smaltováním, nátěrem, galvanizací nebo jinými ekvivalentními prostředky. Železné skříně pro venkovní použití musí vyhovovat 600hodinovému testu solnou mlhou v CSA C22.2 č. 94.2 / UL 50E. Lze akceptovat další metody k dosažení ochrany proti korozi podle CSA C22.2 č. 94.2 / UL 50E.

Úrovně izolace a ochranné uzemnění

Vyhovění systému ochranného uzemnění lze hodnotit podle nového inteligentního zkušebního předmětu této normy – testu spojitosti uzemnění.

Bezpečnostní analýza

1.Doplnění příkladů bezpečnostní analýzy. Analýza bezpečnosti systému musí prokázat, že následující podmínky nejsou nebezpečné. Následující podmínky je třeba vzít v úvahu minimálně, ale nejsou omezeny na:

a) Přepětí a podpětí článků baterie;

b) Přehřátí a podhřátí baterie; a

c) Nadproud baterie v důsledku podmínek nabíjení a vybíjení.

2.Úprava požadavků na bezpečnostní ochranné zařízení (hardware):

a)Požadavky Farilure-Mode and Effect Analysis (FMEA) v UL 991;

b) Požadavky na ochranu proti vnitřním poruchám pro zajištění funkční bezpečnosti v UL 60730-1 nebo CSA E60730-1 (článek H.27.1.2); nebo

c) Požadavky na ochranu proti poruchám k zajištění funkční bezpečnosti (požadavky třídy B) v CSA C22.2 č. 0.8 (oddíl 5.5) k určení shody a identifikaci testů nezbytných k ověření odolnosti vůči jediné chybě.

3.Úprava požadavků na bezpečnostní ochranu v doevide (softwaru):

a) UL 1998;

b) Požadavky na software třídy B CSA C22.2 č. 0.8; nebo

c) Požadavky na používání softwaru Contrils (požadavky na software třídy B) v UL 60730-1 (článek H.11.12) nebo CSA E60730-1.

4.Doplnění požadavků BMS na ochranu buněk.

Pokud se spoléhá na udržování článků v rámci jejich specifikovaných provozních limitů, musí systém správy baterie (BMS) udržovat články v rámci specifikovaných limitů napětí a proudu článků, aby byl chráněn proti přebití a nadměrnému vybití. BMS musí také udržovat články v rámci specifikovaných teplotních limitů, což zajišťuje ochranu před přehřátím a provozem při nízké teplotě. Při revizi bezpečnostních obvodů za účelem zjištění, zda jsou dodrženy limity provozních oblastí článku, je třeba při hodnocení vzít v úvahu tolerance ochranného obvodu/komponenty. Součásti, jako jsou pojistky, jističe nebo jiná zařízení a části určené jako nezbytné pro zamýšlený provoz bateriového systému, které musí být poskytnuty v LEV pro konečné použití, musí být uvedeny v návodu k instalaci.

Doplnění požadavků na ochranný obvod.

Pokud jsou překročeny stanovené provozní limity, ochranný obvod omezí nebo vypne nabíjení nebo vybíjení, aby se zabránilo výchylkám za provozní limity. Když nastane nebezpečný scénář, systém musí pokračovat v poskytování bezpečnostní funkce nebo přejít do bezpečného stavu (SS) nebo stavu zaměřeného na riziko (RA). Pokud byla poškozena bezpečnostní funkce, systém musí zůstat v bezpečném stavu nebo ve stavu s řešením rizika, dokud nebude bezpečnostní funkce obnovena a systém nebude považován za přijatelný pro provoz.

Doplnění požadavků EMC.

Polovodičové obvody a softwarové ovládací prvky, na které se spoléhá jako na primární bezpečnostní ochranu, musí být vyhodnoceny a testovány pro ověření elektromagnetické odolnosti v souladu s testy elektromagnetické imunity UL 1973, pokud nejsou testovány jako součást hodnocení standardu funkční bezpečnosti.

Buňka

1.Doplnění požadavků na sodíkové iontové články. Sodíkové iontové články musí splňovat požadavky na sodíkové iontové články podle UL/ULC 2580 (shodné s požadavky na výkon a značení sekundárních lithiových článků v UL/ULC 2580), včetně vyhovění všem výkonnostním testům článků.

2. Doplnění požadavků na repasované články. Baterie a bateriové systémy používající repasované články a baterie musí zajistit, že repasované části prošly přijatelným procesem pro repasování v souladu s UL 1974.

Testování změn

Test přebití

• Doplnění požadavku, že během zkoušky musí být měřeno napětí článků.
• Doplnění požadavku, že pokud BMS sníží nabíjecí proud na nižší ventil blízko konce nabíjecí fáze, vzorek se musí nepřetržitě nabíjet sníženým nabíjecím proudem, dokud nedojde ke konečným výsledkům.
• Vypuštění požadavku, že pokud se ochranné zařízení v obvodu aktivuje, musí se zkouška opakovat po dobu nejméně 10 minut při 90 % vypínacího bodu ochranného zařízení nebo při určitém procentu vypínacího bodu, který umožňuje nabíjení.
• Doplněn požadavek, že v důsledku zkoušky přebíjení nesmí maximální nabíjecí napětí naměřené na článcích překročit jejich normální provozní oblast.

vysokorychlostní nabíjení

• Přidání testu vysokorychlostního nabíjení (stejné požadavky na test jako UL 1973);
• Zpoždění BMS je také zohledněno ve výsledku testu: Přebíjecí proud může krátkodobě (během několika sekund) překročit maximální nabíjecí proud, což je v rámci doby zpoždění detekce BMS.

Zkrat

• Eliminuje požadavek, že pokud ochranné zařízení v obvodu funguje, test se opakuje při 90 % vypínacího bodu ochranného zařízení nebo při určitém procentu vypínacího bodu, které umožňuje nabíjení po dobu alespoň 10 minut.

OverloadPodSplnitTodhad

• Přidání testu přetížení při vybíjení (požadavky testu jsou stejné jako UL 1973)

Nadměrné vybití

• Doplněn požadavek, že napětí článků musí být měřeno během zkoušky.
• Doplnění požadavku, že v důsledku zkoušky nadměrného vybití nesmí minimální vybíjecí napětí naměřené na článcích překročit jejich normální provozní rozsah.

Test teploty (nárůst teploty)

• Doplnění požadavku, že pokud se maximální parametry nabíjení mění s teplotou, musí být v pokynech k nabíjení jasně specifikován soulad mezi parametry nabíjení a teplotou a zkoušené zařízení se musí nabíjet podle nejpřísnějších parametrů nabíjení.
• Změňte požadavek na předběžnou podmínku. Cykly nabíjení a vybíjení se poté opakují po dobu minimálně 2 úplných cyklů nabití a vybití, dokud po sobě jdoucí cykly nabíjení a vybíjení nepokračují ve zvyšování maximální teploty článku o více než 2 °C. (je vyžadováno 5 cyklů nabíjení a vybíjení ve staré verzi)
• Doplnění požadavku, že tepelná a nadproudová ochrana nesmí fungovat.

Test kontinuity uzemnění

Přidání testu kontinuity uzemnění (požadavky na test jsou stejné jako UL 2580)

Test tolerance návrhu selhání jednoho článku

Sekundární lithiové baterie, které mají jmenovitou energii vyšší než 1 kWh, musí být podrobeny testu tolerance návrhu jednočlánkového selhání podle UL/ULC 2580).

Shrnutíy

Nová verze UL 2271 ruší elektrické motocykly v sortimentu (elektromotorky budou zahrnuty do rozsahu UL 2580) a přidává drony; s rozvojem sodíkových iontových baterií je stále více LEV používá jako zdroj energie. Požadavky na sodno-iontové články jsou přidány do standardu nové verze. Pokud jde o testování, byly také vylepšeny testovací detaily a větší pozornost byla věnována bezpečnosti článku. U velkých baterií byl přidán tepelný únik.

Dříve New York City nařizovalo, že baterie pro elektrická kola, elektrické skútry a lehká elektrická vozidla (LEV) musí odpovídat UL 2271. Tato revize normy má také komplexně kontrolovat bezpečnost baterií elektrických kol a dalšího vybavení. Pokud chtějí společnosti úspěšně vstoupit na severoamerický trh, musí včas pochopit a splnit požadavky nových norem.