Co je testování bezpečnosti lithiové baterie?

Co je testování bezpečnosti lithiové baterie?

Testování bezpečnosti baterie

Test nad{0}}vybití

1) Účel testu: Chcete-li ověřit výkon jednočlánkové baterie při zneužití elektrickým proudem, simulujte potenciální bezpečnostní rizika, která mohou nastat, když je baterie příliš- vybitá, a vyhodnoťte, zda vzorek splňuje požadavky návrhu.

2) Zkušební zařízení: Jeden článekzařízení na vybíjení baterie-, testovací komora s konstantní teplotou, multimetr atd.

3) Zkušební metoda a postupy:

① Před-ošetřete jednočlánkovou baterii při pokojové teplotě a poté ji plně nabijte.

② Vybíjejte konstantním proudem 1/3I (energetický typ) nebo (výkonový typ) do vybíjecího-napětí jednočlánkové baterie a poté násilně vybíjejte proudem I po dobu 90 minut.

4) Kritéria zpracování dat a hodnocení: Sledujte, zda vzorek během testu a během 1 hodiny po testu vykazuje požár nebo výbuch.

Test přebití

1) Účel testu: Chcete-li ověřit výkon jednočlánkové baterie při elektrickém zneužití, simulujte potenciální bezpečnostní rizika, která mohou nastat, když je baterie přebitá, a vyhodnoťte, zda vzorek splňuje požadavky na konstrukci.

2) Testovací zařízení: Zařízení pro nabíjení-jednočlánkové baterie, testovací komora s konstantní teplotou, multimetr atd.

3) Zkušební metoda a postupy:

① Před-ošetřete jednočlánkovou baterii při pokojové teplotě a poté ji plně nabijte.

② Pokračujte v nabíjení konstantním proudem, dokud napětí jednočlánkové baterie nedosáhne 1,1násobku jejího maximálního pracovního napětí nebo dokud nabitá kapacita jednočlánkové baterie nedosáhne 115 % SOC.

4) Kritéria zpracování dat a hodnocení: Sledujte, zda vzorek během testu a během 1 hodiny po testu vykazuje požár nebo výbuch.

Zkouška zkratu

1) Účel testu: Chcete-li ověřit výkon jednočlánkové baterie při elektrickém zneužití, simulujte potenciální bezpečnostní rizika, která mohou nastat, když dojde k externímu zkratu na baterii, a vyhodnoťte, zda vzorek splňuje požadavky návrhu.

2) Testovací zařízení: Zařízení pro nabíjení-jednočlánkové baterie, testovací komora s konstantní teplotou, multimetr atd.

3) Zkušební metoda a postupy:

① Před-ošetřete jednočlánkovou baterii při pokojové teplotě a poté ji plně nabijte.

② Zkratujte- kladný a záporný pól jednočlánkové baterie externě po dobu 10 minut s odporem vnějšího obvodu menším než 5 mΩ.

4) Kritéria zpracování dat a hodnocení: Sledujte, zda vzorek během testu a během 1 hodiny po testu vykazuje požár nebo výbuch.

Crush Test

1) Účel testu: Chcete-li ověřit výkon jednočlánkové baterie při mechanickém poškození, simulujte potenciální bezpečnostní rizika, která mohou nastat při rozdrcení baterie, a vyhodnoťte, zda vzorek splňuje požadavky na konstrukci.

2) Testovací zařízení: Zařízení pro nabíjení-jednočlánkové baterie, zkušební komora s konstantní teplotou, zkušební stolice pro rozdrcení napájecí baterie, multimetr atd.

3) Zkušební metoda a postupy:

① Před-ošetřete jednočlánkovou baterii při pokojové teplotě a poté ji plně nabijte.

② Směr drcení: Aplikujte tlak kolmo ke směru desky jednočlánkové baterie nebo ve směru, ve kterém je největší pravděpodobnost rozdrcení v uspořádání vozidla.

A. Tvar drtící desky: Půl-válec o poloměru 75 mm a délka (L) půlválce-je větší než velikost drcené jednočlánkové baterie.

b. Rychlost drcení: Ne větší než 2 mm/s.

C. Stupeň drcení: Zastavte drcení, když napětí dosáhne 0 V nebo deformace dosáhne 15 %, nebo drtící síla dosáhne 100 kN nebo 1000násobku hmotnosti testovaného předmětu.

③ Podržte 10 min.

4) Kritéria zpracování dat a hodnocení: Sledujte, zda vzorek během testu a během 1 hodiny po testu vykazuje požár nebo výbuch.

Test tepelného úniku

1) Účel testu: Chcete-li ověřit tepelný únik nejmenší bateriové jednotky, kterou lze monitorovat systémem správy baterie, proveďte vyhodnocení bezpečnosti hlavního zdroje nebezpečí, který představuje nebezpečí pro cestující v elektrických vozidlech a systémy vozidla, a vyhodnoťte, zda vzorek splňuje požadavky na konstrukci.

2) Testovací zařízení: Zařízení pro nabíjení-vybíjení|vybíjení jednočlánkové baterie, testovací komora s konstantní teplotou, topné zařízení, systém snímání teploty, multimetr atd.

3) Zkušební metoda a postupy:

① Použijte ploché nebo tyčové-topné zařízení a jeho povrch musí být pokryt keramickou, kovovou nebo izolační vrstvou. Požadavky na výběr výkonu topného zařízení jsou uvedeny v tabulce 6-10. Dokončete montáž testovaného objektu a topného zařízení. Topné zařízení musí být v přímém kontaktu s jednočlánkovou baterií a velikost topného zařízení nesmí být větší než vyhřívaný povrch zkoušeného předmětu. Nainstalujte hlídače teploty s teplotním čidlem na hlídacím místě na straně odvrácené od vedení tepla, tj. na opačné straně topného zařízení. Interval vzorkování teplotních údajů musí být kratší než 1 s, s požadavkem na přesnost 2 stupně a poloha hrotu teplotního snímače musí být menší než 1 mm.

Tabulka 6-10 Požadavky na výběr topného zařízení

② Před-ošetřete jednočlánkovou baterii při pokojové teplotě a poté ji nabijte na 100 % SOC. Poté pokračujte v nabíjení testovaného objektu proudem 1/1 po dobu 12 minut. Okamžitě spusťte topné zařízení a průběžně zahřívejte testovaný objekt na jeho maximální výkon. Když dojde k tepelnému úniku nebo teplota v monitorovacím bodě dosáhne 300 stupňů, zastavte ohřev a vypněte topné zařízení.

③ Podmínky pro určení, zda dojde k tepelnému úniku

A. Testovaný objekt zaznamená pokles napětí a tento pokles překročí 25 % počátečního napětí.

b. Teplota v místě monitorování dosahuje maximální provozní teploty udávané výrobcem baterie.

C. Rychlost nárůstu teploty v monitorovacím bodě dT/dt Větší nebo rovna 1 stupni/sa trvá déle než 3 s. Je určeno, že k tepelnému úniku došlo, když nastanou a a c nebo b a c.

4) Kritéria zpracování dat a vyhodnocení: Sledujte, zda vzorek během procesu ohřevu a do 1 hodiny po ukončení ohřevu nevykazuje požár nebo výbuch.

Test bezpečnosti napájení baterie{0}}na úrovni systému

Simulovaný pád

1) Účel testu: Simulovat dopad na baterii/systém během srážky vozidla, a tím vyhodnotit, zda konstrukční pevnost vzorku může splňovat požadavky návrhu.

2) Testovací zařízení: Zařízení pro nabíjení-bateriového systému, zkušební komora s konstantní teplotou, simulovaná nárazová zkušební stolice, tester izolačního odporu atd.

3) Zkušební metoda a postupy: S ohledem na montážní polohu zkušebního předmětu ve vozidle a požadavky GB/T 2423.43-2008 musí být zkušební předmět namontován vodorovně na saních s uchycením. Podle prostředí použití testovaného objektu a v kombinaci s impulsem zrychlení/zpomalení vozidla musí tento impuls splňovat okrajové podmínky specifikované v tabulce 6-11 a na obrázku 6-1 (směr jízdy vozidla je osa x a druhý horizontální směr kolmý ke směru jízdy je osa y s pohotovostní hmotností vozidla m). Pokud má zkoušený objekt více směrů instalace (x/y/z), musí se pro zkoušku vybrat směr instalace s větším zrychlením. Po zkoušce pozorujte 2 hodiny při teplotě okolí.

Tabulka 6-11 Parametry pulzu pro simulovaný nárazový test

4) Kritéria zpracování dat a hodnocení:

① Zaznamenejte, zda baterie/systém vykazuje únik, prasknutí, požár nebo výbuch během testu a období pozorování;

② Zaznamenejte hodnoty izolačního odporu před a po testu.

Rozdrtit

1) Účel testu: Simulovat potenciální bezpečnostní rizika, která mohou nastat při rozdrcení baterie/systému, a tím vyhodnotit, zda konstrukční pevnost vzorku splňuje požadavky návrhu.

2) Testovací zařízení: Zařízení pro nabíjení-bateriového systému, zkušební komora s konstantní teplotou, zkušební stolice pro drcení systému baterie, tester izolačního odporu atd.

3)Zkušební metoda a postupy: Směry drcení jsou směr x-a směr y-(směr jízdy vozidla je osa x-a druhý horizontální směr kolmý ke směru jízdy je osa y-). Rychlost drcení nesmí překročit 2 mm/s. Když drtící síla dosáhne 100 kN nebo deformace dosáhne 30 % celkového rozměru ve směru drcení, zastavte drcení a držte po dobu 10 minut. Po zkoušce pozorujte 1 hodinu při teplotě okolí. Schematický diagram formy drtící desky je znázorněn na obrázku 6-2. Lze vybrat jeden z následujících dvou typů:

① Půl{0}}válec s poloměrem 75 mm a délkou (L) půl{2}}válce je větší než výška testovaného objektu, ale nepřesahuje 1 m, jak je znázorněno na obrázku 6-2a.

② Celkové rozměry 600 mm × 600 mm nebo menší, se třemi půlválci, z nichž každý má poloměr 75 mm a jsou od sebe vzdáleny 30 mm, jak je znázorněno na obrázku 6-2b.

Bezpečnost ponoření

1) Účel testu: Otestovat potenciální bezpečnostní rizika baterie/systému za podmínek pronikání vody a vyhodnotit, zda splňuje požadavky na konstrukci.

2) Testovací zařízení: Zařízení na vybíjení-bateriového systému, testovací komora s konstantní teplotou, testovací komora ponoření do mořské vody, tester izolačního odporu atd.

3) Zkušební metoda a postupy: Zkušební objekt musí být spojen s kabelovými svazky, konektory a dalšími součástmi podle způsobu připojení vozidla. Vyberte jednu z následujících dvou metod testování:

① Umístěte testovaný objekt do 3,5% (hmotnostní frakce) roztoku chloridu sodného na 2 hodiny ve skutečné orientaci sestavy vozidla, s hloubkou vody dostatečnou k úplnému ponoření testovaného objektu;

② Proveďte test podle metody a postupu popsaného v 14.2.7 GB/T 4208-2017. Zkoušený předmět musí být zcela ponořen do vody ve stavu instalace specifikovaném výrobcem. U zkušebních objektů s výškou menší než 850 mm musí být nejnižší bod 1000 mm pod hladinou vody; u zkušebních objektů s výškou rovnou nebo větší než 850 mm musí být nejvyšší bod 150 mm pod vodní hladinou. Délka testu je 30 min. Teplotní rozdíl mezi vodou a zkoušeným objektem nesmí překročit 5 stupňů. Po vyjmutí baterie z vody ji ponechte v klidu a pozorujte ji po dobu 2 hodin při teplotě okolí.

4) Kritéria zpracování dat a hodnocení: U testů prováděných podle metody ① zaznamenejte, zda během testu a následného pozorování baterie/systém vykazuje požár, výbuch nebo jiné jevy. U testů prováděných podle metody ② zaznamenejte po testu hodnotu izolačního odporu baterie/systému, zda splňuje požadavek IPX7 a zda došlo k úniku, prasknutí pláště, požáru nebo výbuchu.

Expozice vnějšímu ohni

1) Účel testu: Otestovat potenciální bezpečnostní rizika sady baterií/systému při vystavení vnějšímu ohni a vyhodnotit, zda splňuje konstrukční požadavky.

2) Testovací zařízení: Zařízení pro nabíjení-bateriového systému, zkušební komora s konstantní teplotou, zkušební stolice pro vnější oheň, tester izolačního odporu, anemometr atd.

3) Zkušební metoda a postupy: Okolní teplota musí být vyšší než 0 stupňů a rychlost větru nesmí překročit 2,5 km/h. Během testu musí velikost benzinové vaničky přesahovat vodorovný průmět zkoušeného předmětu o 20 cm, ale ne více než 50 cm, a výška benzinové vaničky nesmí přesáhnout 8 cm nad povrchem benzinu. Zkušební objekt musí být umístěn uprostřed. Vzdálenost mezi hladinou benzínu a dnem zkoušeného předmětu musí být nastavena na 50 cm nebo světlá výška spodního povrchu zkoušeného předmětu, když je vozidlo vyloženo. Voda se vstřikuje do spodní vrstvy misky. Schematický diagram vnějšího požáru je znázorněn na obrázku 6-3.

Externí požární zkouška je rozdělena do následujících 4 fází:

① Předehřívání: Zapalte benzín na místě vzdáleném alespoň 3 m od testovaného předmětu. Po 60 s předehřátí umístěte pod testovaný předmět zásobník na benzín. Pokud je zásobník na benzín příliš velký na to, aby se dal přemístit, lze místo toho posunout testovací objekt a jeho podpěru.

② Přímé vystavení plameni: Testovaný objekt je přímo vystaven plameni po dobu 70 s.

③ Nepřímé vystavení plameni: Přikryjte nádržku na benzin protipožární-štítem. Testovaný objekt je v tomto stavu testován po dobu 60 s. Případně po dohodě obou stran pokračujte v přímém vystavení plameni dalších 60 s. Protipožární-štít je sestaven ze standardních žáruvzdorných cihel a jeho rozměry a technické údaje jsou znázorněny na obrázku 6-4.

④ Odstranění od zdroje ohně: Odsuňte zásobník s benzínem nebo testovaný předmět a pozorujte po dobu 2 hodin při okolní teplotě nebo dokud vnější povrchová teplota testovaného předmětu neklesne pod 45 stupňů.

4) Kritéria zpracování dat a hodnocení:

① Zaznamenejte, zda baterie/systém vykazuje požár, výbuch nebo jiné jevy během testu a období pozorování.

② Pokud je plamen, zaznamenejte, zda zhasne do 2 minut po odstranění zdroje ohně.

Šíření tepelného úniku

1) Účel testu: Testovat bezpečnostní rizika sady baterií/systému, když jeden článek baterie prochází tepelným únikem, a vyhodnotit, zda splňuje požadavky na konstrukci.

2) Testovací zařízení: Zařízení pro nabíjení-bateriového systému, zkušební komora s konstantní teplotou, zkušební stolice pro průnik systému baterie, topné zařízení, systém měření teploty, tester izolačního odporu, anemometr atd.

3) Zkušební podmínky: Zkouška musí být provedena v prostředí s okolní teplotou nad 0 stupňů, relativní vlhkostí 10 %–90 % a atmosférickým tlakem 86–106 kPa. Před zahájením testu upravte SOC testovaného objektu. U bateriových sad/systémů navržených pro externí nabíjení musí být SOC nastaveno na ne méně než 95 % běžného provozního rozsahu SOC specifikovaného podnikem. U bateriových sad/systémů navržených k nabíjení pouze vlastním energetickým zařízením vozidla musí být SOC nastaveno na ne méně než 90 % běžného provozního rozsahu SOC specifikovaného podnikem. Před zahájením zkoušky musí všechna zkušební zařízení fungovat normálně. Zkušební vzorek se upraví co nejméně a podnik předloží seznam všech provedených úprav. Zkouška musí být provedena uvnitř nebo v prostředí s rychlostí větru ne větší než 2,5 km/h.

4) Zkušební metoda a postupy: Tepelně nekontrolovaný spouštěcí objekt je jeden článek baterie uvnitř testovaného objektu. Vyberte jeden článek umístěný v samém středu baterie/systému nebo obklopený jinými samostatnými články.

① Metoda penetrace hřebíkem ke spuštění tepelného úniku: Jehla penetrace musí být vyrobena z oceli o průměru 3–8 mm; hrot jehly musí být kónický s úhlem 20° – 60°; rychlost průniku musí být 0,1–10 mm/s; poloha a směr průniku musí být zvoleny tak, aby spustily tepelný únik v jediném článku baterie (například kolmo ke směru elektrodové desky).

② Způsob zahřívání ke spuštění tepelného úniku: Použijte ploché nebo tyčové-topné zařízení s povrchem pokrytým keramickou, kovovou nebo izolační vrstvou. U blokového-topného zařízení se stejnými rozměry jako jednočlánková baterie může toto topné zařízení nahradit jeden z jednotlivých článků a být v přímém kontaktu s povrchem předmětu spouště; u tenkovrstvého zahřívacího zařízení musí zůstat po celou dobu připevněno k povrchu spouštěcího předmětu; vyhřívaná plocha topného zařízení nesmí být větší než povrchová plocha jednočlánkové baterie; topná plocha topného zařízení musí být v přímém kontaktu s povrchem jednočlánkové baterie a poloha topného zařízení musí odpovídat poloze určeného teplotního čidla; po dokončení instalace se topné zařízení aktivuje do 24 hodin a zahřeje spouštěcí předmět na maximální výkon; výběr výkonu topného zařízení je uveden v tabulce 6-12; zastavte spouštění, když dojde k tepelnému úniku nebo odpovídající teplotní senzor dosáhne 300 stupňů.

Tabulka 6-12 Výběr výkonu topného zařízení

③ Doporučené schéma uspořádání monitorovacích bodů: Napětí nebo teplota musí být monitorovány pomocí původního obvodu nebo dodatečného zkušebního obvodu. Interval vzorkování teplotních údajů musí být kratší než 1 s, s požadavkem na přesnost ±2 stupně. Během spouštění penetrace hřebíkem musí být teplotní senzor umístěn co nejblíže k bodu zkratu-; lze také použít teplotu hřebu (schematické schéma umístění teplotních senzorů při spouštění penetrace hřebu je znázorněno na obrázku 6-5). Při spouštění ohřevu musí být teplotní senzor umístěn na straně odvrácené od vedení tepla, tj. na opačné straně topného zařízení (viz obrázek 6-6).

5) Doporučená kritéria pro určení výskytu tepelného úniku:

① Testovaný objekt zaznamená pokles napětí přesahující 25 % počátečního napětí.

② Teplota v monitorovacím bodě dosahuje maximální provozní teploty specifikované výrobcem baterie.

③ Rychlost nárůstu teploty v monitorovacím bodě dT/dt Větší nebo rovna 1 stupni/sa trvá déle než 3 s. Je určeno, že k tepelnému úniku došlo, když nastanou ① a ③ nebo ② a ③.

Kritéria zpracování dat a hodnocení

1)Pokud se jako metoda spouštění tepelného úniku použije doporučená metoda a nedojde k žádnému tepelnému úniku, aby se zajistilo, že šíření tepla neohrozí cestující ve vozidle, musí být prokázáno, že nedojde k tepelnému úniku pomocí obou následujících doporučených metod.

2)Pokud dojde k tepelnému úniku, zaznamenejte dobu od vydání poplachového signálu tepelného úniku do požáru nebo výbuchu mimo testovaný objekt (podle toho, co nastane dříve); tato doba nesmí být kratší než 5 minut.