Испытание BMS — ISO 6469-1 / UNECE R100 / UL 2580.

Что такое Battery Management System?

Тестирование BMS — это группа тестов, которые проверяют, что система управления батареями правильно обнаруживает перезарядку, переразряд, пределы перегрузки по току и температуре, а также своевременно реагирует на защитные реакции.

Battery Management System: цель

Цель – продемонстрировать, что программные и аппаратные функции защиты, обеспечивающие безопасность аккумуляторной батареи, работают должным образом.

К каким изделиям применяется Battery Management System?

Системы управления аккумуляторами электромобилей
Энергоаккумулирующие устройства BMS
Платы управления промышленными батареями

В каких отраслях применяется Battery Management System?

БатареяЭлектромобильАвтомобильная промышленностьЭнергетикаЭлектроника

Стандарты, связанные с Battery Management System

ISO 6469-1
ЕЭК ООН R100Электромобиль и безопасность аккумулятора тест
УЛ 2580Безопасность аккумуляторов электромобилей тест
IEC 62619безопасность литиевых батарей в промышленном применении тест
ISO 26262 (функциональная безопасность)
ООН 38.3Испытания на транспортную безопасность литиевых батарей тест
IEC 62133Безопасность в портативных элементах и батареях тест
IEC 62620промышленные литиевые элементы и батареи тест
UL 1642безопасность в литиевых элементах тест
UL 2054Безопасность при домашнем и коммерческом использовании аккумуляторов тест
ISO 12405Условия испытаний литиевых аккумуляторных батарей электромобилей тест

Battery Management System: условия

Пороги защиты: Пределы напряжения, тока и температуры, заявленные производителем
Коммуникация: Проверка команд и данных через CAN или эквивалентный интерфейс
Внесение неисправностей: Сценарии отключения датчика, короткого замыкания и потери связи
Среда: Диапазон температур указан в спецификации

Оборудование для Battery Management System

Эмулятор ячейки (симулятор батареи)
Программируемый источник питания и нагрузка
CAN-анализатор и регистрация данных
температурный шкаф
Установка для закачки разломов

Требования к образцам для Battery Management System

Версия программного обеспечения BMS должна быть записана.
Заявленные пороги защиты должны быть предоставлены в письменной форме.
Требуется документация по протоколу связи.
Использование эмулятора ячейки или реальных ячеек должно быть указано отдельно.

Battery Management System: продолжительность

Это занимает несколько дней, в зависимости от объема функций защиты и сценариев неисправностей.

Battery Management System: порядок проведения

1BMS подключена, связь проверена и исходное состояние записано.
2Сценарии напряжения и температуры создаются с помощью эмулятора ячейки.
3Каждый порог защиты превышается индивидуально и измеряется время срабатывания.
4Применяются сценарии внедрения неисправностей.
5Балансирующая функция проверена.
6Все ответы сравниваются с записями общения.

Battery Management System: критерии приёмки

Критерий приемки определен в спецификации: срабатывание функций защиты при заявленных порогах и в течение заданного времени и переход в безопасное состояние в условиях неисправности.

Оценка результатов

Время отклика и пороговая точность сравниваются с измеренными значениями. Записи связи должны показывать, что о событиях защиты сообщается правильно.

Battery Management System: протокол

Применяемый стандарт и версия программного обеспечения BMS
Заявленные и измеренные пороги защиты
Время ответа
Сценарии и результаты внедрения неисправностей
Записи связи

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

ЕЭК ООН R100, часть II
ISO 6469-1
Регламент ЕС по батареям

Batarya Testleri — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Battery Management System; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Испытания батарей отвечают на три отдельных вопроса, каждый со своим набором стандартов: можно ли транспортировать батарею, безопасна ли она в эксплуатации, обеспечивает ли она заявленные характеристики? Эти три вопроса часто путают, и путаница имеет коммерческие последствия — с отчётом о транспортировке нельзя выйти на рынок, а с отчётом о безопасности продукции нельзя осуществить отгрузку.

Со стороны транспортировки UN 38.3 является обязательным условием; батарея без такого подтверждения не может быть отправлена. Со стороны безопасности область применения определяет требования: IEC 62133-2 для портативных изделий, IEC 62619 и IEC 63056 для промышленных применений и накопителей энергии, UNECE R100, UL 2580 и ISO 6469 для электромобилей. Со стороны характеристик измеряются ёмкость, внутреннее сопротивление, циклический ресурс, саморазряд, приём заряда и температурно-зависимое поведение.

Разделение по УРОВНЮ имеет ключевое значение в этой группе и является предметом наибольших споров в цепочке поставок. Элемент, модуль и блок оцениваются отдельно; сертификат, полученный для элемента, не подтверждает соответствие блока. Помимо элементов, поведение блока определяется системой управления батареей, конструкцией охлаждения, механической структурой, схемой соединений и координацией изоляции. Помещение отчёта поставщика элементов в досье блока — распространённый, но недостаточный подход.

Тепловой разгон и его распространение — самая критичная тема в этой области. Литиевый элемент при повреждении или перегреве может войти в самоподдерживающуюся химическую реакцию; в этот момент отвод тепла извне обычно уже невозможен. Современные стандарты поэтому рассматривают тепловой разгон одного элемента как НЕИЗБЕЖНЫЙ сценарий отказа и меняют вопрос: распространяется ли событие на соседние элементы, что выделяется за пределы блока и сколько времени остаётся пользователю для эвакуации?

В этой области система управления батареей оценивается не как электронная плата, а как ФУНКЦИЯ БЕЗОПАСНОСТИ. Демонстрируется, что защиты от перезаряда, переразряда, перегрузки по току и перегрева действительно срабатывают, что система переходит в безопасное состояние при отказе и что её программное обеспечение верифицировано. В промышленных и автомобильных применениях эта оценка привязана к концепциям функциональной безопасности.

Регуляторная сторона быстро ужесточается. Регламент о батареях (ЕС) 2023/1542 выходит за рамки безопасности и вводит обязательства по декларации углеродного следа, доле переработанного содержимого, декларации долговечности и ёмкости, паспорту батареи и съёмности для портативных батарей. Это расширяет объём испытаний за пределы классических испытаний на безопасность.

Группы методов в этой области

Электрическое злоупотребление
Перезаряд, переразряд, внешнее короткое замыкание, принудительный разряд и несбалансированная зарядка. Именно здесь видно, действительно ли работают защитные схемы.
Механическое злоупотребление
Вибрация, удар, раздавливание, прокол, свободное падение и опрокидывание. Отслеживается, возникают ли условия внутреннего короткого замыкания.
Термические испытания
Термоциклирование, термический удар, хранение при высокой температуре, воздействие огня и распространение теплового разгона.
Экологические испытания
Влажность, пониженное давление, солевой туман и, при необходимости, погружение; они выходят на первый план в автомобильных и уличных применениях.
Измерения производительности
Ёмкость, энергия и мощность, внутреннее сопротивление, КПД, циклический ресурс, календарный срок службы и температурно-зависимое поведение.
Проверка БМС
Верификация порогов защиты, функции балансировки элементов, связи и реакции на неисправность.

Часто путаемое в этой области

UN 38.3 не является сертификатом безопасности продукции; он лишь подтверждает соответствие требованиям транспортировки.
Сертификат элемента не подтверждает соответствие блока. Блок оценивается отдельно, с учётом его собственной архитектуры.
Два блока, собранные из одного и того же элемента, дают разные результаты; охлаждение, соединения и механическая конструкция являются определяющими.
Испытание характеристик не является испытанием на безопасность. Отчёт о циклическом ресурсе не удовлетворяет требованиям безопасности.
Для батареи электромобиля отчёт UL 2580 и одобрение UNECE R100 — не одно и то же; одно является оценкой соответствия стандартам, другое — режимом официального утверждения типа.
Автомобильная батарея, переведённая во вторичное применение, попадает в новый профиль использования; прежняя оценка не переносится напрямую.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Соответствие требованиям транспортировки и сводка испытаний для отгрузки
Декларация безопасности продукции и доступ на рынок
Декларации о характеристиках, долговечности и углеродном следе в рамках Регламента о батареях
Оценка влияния смены поставщика элементов или BMS
Процессы приёмки объекта для системы накопления энергии

Связанные тесты

Battery Management System: частые вопросы

Тестирование BMS проводится с использованием реальных клеток?

Эмулятор ячейки часто используется для безопасного превышения пороговых значений защиты. Проверка реальных ячеек выполняется на уровне пакета и в ограниченных сценариях.