Испытания аккумуляторных батарей — UNECE R100 / ISO 6469 / UL 2580

Что такое Испытания батарейных блоков?

Пакетные испытания — это группа испытаний, оценивающих весь аккумуляторный блок, в котором элементы и модули объединены с BMS, охлаждением, контакторами и механическим корпусом. На этом уровне проверяются требования уровня транспортного средства и системы.

Испытания батарейных блоков: цель

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что аккумуляторная батарея остается безопасной при реальном использовании и в условиях аварии на транспортном средстве или системе, а также что BMS выполняет свои защитные функции.

К каким изделиям применяется Испытания батарейных блоков?

Аккумуляторы для электромобилей
Аккумуляторы для гибридных автомобилей
Системы хранения энергии
Тяговые аккумуляторы для промышленных автомобилей

В каких отраслях применяется Испытания батарейных блоков?

БатареяЭлектромобильАвтомобильная промышленностьЭнергетикаЭлектроника

Стандарты, связанные с Испытания батарейных блоков

ЕЭК ООН R100Электромобиль и безопасность аккумулятора тест
ISO 6469-1
УЛ 2580Безопасность аккумуляторов электромобилей тест
IEC 62619безопасность литиевых батарей в промышленном применении тест
ISO 12405Условия испытаний литиевых аккумуляторных батарей электромобилей тест
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

Испытания батарейных блоков: условия

BMS-связь: Доступ к данным требуется через CAN или эквивалентный интерфейс.
Электробезопасность: Измеряется сопротивление изоляции и защита от прикосновения.
Механические испытания: Устойчивость к вибрации, ударам, раздавливанию и, при необходимости, огнестойкости.
Среда: Диапазон температур указан в спецификации

Оборудование для Испытания батарейных блоков

Инфраструктура высоковольтных и сильноточных испытаний
Система измерения сопротивления изоляции
Шейкер и стенд для ударных испытаний (размер соответствует упаковке)
Взрывозащищенный испытательный зал и газоанализатор
Система регистрации данных CAN

Требования к образцам для Испытания батарейных блоков

Упаковка должна представлять собой серийную конфигурацию.
Версия программного обеспечения BMS должна быть записана.
Интерфейсы подключения и контур охлаждения должны быть готовы.
Должна быть применена процедура безопасности при высоком напряжении.

Испытания батарейных блоков: продолжительность

Комплексная программа упаковки, включая подготовку, механические испытания и электрическую проверку, может занять несколько недель.

Испытания батарейных блоков: порядок проведения

1Упаковка идентифицируется, и записываются данные BMS и исходное состояние.
2Выполняются измерения электробезопасности (изоляция, защита от прикосновения).
3Проводятся эксплуатационные и тепловые испытания.
4Применяются механические испытания (вибрация, удар, раздавливание).
5Изоляция и работоспособность проверяются после каждого этапа.
6При необходимости проводятся испытания на огнестойкость и распространение.

Испытания батарейных блоков: критерии приёмки

Критерии приемки определены в UNECE R100 и связанных с ним стандартах: отсутствие утечки электролита, сопротивление изоляции не ниже предельного значения, отсутствие возгорания или взрыва и сохранение целостности корпуса.

Оценка результатов

Электробезопасность проверяется повторно после каждого механического испытания. Защитные реакции BMS проверяются по записям.

Испытания батарейных блоков: протокол

Применяемые стандарты и правила
Конфигурация пакета и версия BMS
Последовательность применяемых испытаний и параметры
Сопротивление изоляции и результаты по электробезопасности
Наблюдения и фотографии механических испытаний

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 (ПЭАС)
ISO 6469 (безопасность электромобилей)
Регламент ЕС по батареям

Batarya Testleri — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Испытания батарейных блоков; 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

Испытания батарейных блоков: частые вопросы

Почему BMS так важна при тестировании упаковки?

BMS выполняет защитные функции на уровне блока: управляет перезарядкой, переразрядкой, перегрузкой по току и температурными ограничениями. Поэтому данные BMS должны быть записаны, а их ответы проверены во время тестирования.