معايير اختبار بطارية ليثيوم أيون في الصين

July 24, 2019

معايير اختبار بطارية ليثيوم أيون في الصين

تم إصدار معظم المعايير الدولية لمعايير بطاريات ليثيوم أيون الطاقة في عام 2010 تقريبًا ، مع مزيد من المراجعات والمعايير الجديدة. GB / Z 18333. 1: 2001 تم إصداره في عام 2001. يمكن ملاحظة أن معيار بطارية ليثيوم أيون للسيارات الكهربائية في الصين لم يفت بعد على الإطلاق في العالم ، ولكن التطور بطيء نسبيًا. منذ إصدار QC / T 743 القياسي في عام 2006 ، لم يكن هناك أي تحديث قياسي في الصين لفترة طويلة ، وليس هناك معيار لحزم البطارية أو الأنظمة قبل إصدار المعيار الوطني الجديد في عام 2015. المعايير المحلية والأجنبية المذكورة تختلف من حيث نطاق التطبيق ، ومحتوى عناصر الاختبار ، وصرامة بنود الاختبار ، ومعايير الحكم.

1 نطاق التطبيق

سلسلة IEC 62660 و QC / T 743 و GB / T 31486 و GB / T 31485 مخصصة لاختبار خلايا البطارية ومستوى الوحدة. سلسلة UL2580 و SAE J2929 و ISO12405 و GB / T 31467 مناسبة لأنظمة البطارية والبطارية. اختبار. بالإضافة إلى IEC 62660 ، ترتبط المعايير الأخرى أساسًا بحزمة البطارية أو اختبار مستوى النظام. SAE J2929 و ECE R100. 2 أذكر حتى اختبار مستوى السيارة. هذا يدل على أن توحيد البلدان الأجنبية يأخذ في الاعتبار تطبيق البطارية في السيارة بأكملها ، وهو ما يتماشى أكثر مع احتياجات التطبيقات العملية.

2 اختبار محتوى البند

يمكن تقسيم جميع عناصر الاختبار إلى فئتين: الأداء الكهربائي وموثوقية السلامة. يمكن تقسيم السلامة والموثوقية إلى الموثوقية الميكانيكية والموثوقية البيئية وموثوقية إساءة الاستخدام والموثوقية الكهربائية.

الموثوقية الميكانيكية: محاكاة الضغوط الميكانيكية التي تتعرض لها السيارة أثناء القيادة ، مثل الاهتزازات التي تحاكي مطبات السيارة على سطح الطريق ؛ الموثوقية البيئية ، محاكاة التسامح مع السيارة في مناخات مختلفة ، مثل ركوب الدراجات في درجة الحرارة محاكاة السيارة عندما يكون الفرق في درجة الحرارة بين النهار والليل كبيرًا أو عند القيادة ذهابًا وإيابًا في المناطق الباردة والساخنة ؛ موثوقية الإساءة ، مثل الحريق ، للتحقق من سلامة البطارية عند استخدامها بشكل غير صحيح ؛ الموثوقية الكهربائية ، مثل عناصر اختبار الحماية ، وذلك أساسًا لدراسة إدارة البطارية. يمكن للنظام (BMS) حمايته في الأوقات الحرجة.

فيما يتعلق بخلايا البطارية ، يتم تقسيم IEC 62660 إلى معيارين منفصلين ، IEC 62660-1 و IEC 62660-2 ، لاختبار الأداء والموثوقية. تم تطوير GB / T 31485 و GB / T 31486 من QC / T 743. في GB / T 31486 ، تُعزى مقاومة الاهتزاز إلى اختبار الأداء لأنه يهدف إلى دراسة تأثير اهتزاز البطارية على أداء البطارية. بالمقارنة مع IEC 62660-2 ، فإن عناصر الاختبار GB / T 31485 أكثر صرامة ، مثل زيادة الوخز بالإبر وانغماس مياه البحر.

من حيث اختبار حزمة البطارية والبطارية ، يغطي المعيار الأمريكي معظم عناصر الاختبار ، سواء من حيث الأداء الكهربائي أو الموثوقية. فيما يتعلق باختبار الأداء ، فإن DOE / ID-11069 تتميز بخصائص قدرة النبض المختلط (HPPC) ، واستقرار نقطة التشغيل ، وحياة التقويم ، والأداء المرجعي ، وطيف المعاوقة ، واختبار التحكم في الوحدة ، وحمل الإدارة الحرارية مقارنةً بالمعايير الأخرى. واختبار مستوى النظام جنبا إلى جنب مع التحقق من الحياة.

يتم وصف طريقة تحليل نتائج اختبار الأداء الكهربائي بالتفصيل في الملحق القياسي. يمكن استخدام اختبار HPPC للكشف عن الطاقة القصوى لبطارية الطاقة. تم استخدام طريقة اختبار المقاومة الداخلية DC المشتقة منه على نطاق واسع في دراسة خصائص المقاومة الداخلية للبطارية. فيما يتعلق بالموثوقية ، يحتوي UL2580 على عناصر اختبار أكثر من المعايير الأخرى: شحن حزمة البطارية غير المتوازن ، تحمل الجهد ، العزل ، اختبار الاستمرارية ، اختبار فشل نظام تثبيت التبريد / التدفئة ، بالإضافة إلى مكونات البطارية لخط الإنتاج. اختبار السلامة الأساسي ، من حيث BMS ، ونظام التبريد وتصميم دائرة الحماية ، يعزز متطلبات المراجعة الأمنية. يقترح SAE J2929 إجراء تحليل الفشل على أجزاء مختلفة من نظام البطارية وحفظ الوثائق ذات الصلة ، بما في ذلك التحسينات لتحديد الأخطاء.

تتضمن سلسلة معايير ISO 12405 كلاً من أداء البطارية وسلامتها. ISO 12405-1 هو معيار اختبار أداء البطارية لتطبيقات الطاقة العالية. ISO 12405-2 هو معيار اختبار أداء البطارية لتطبيقات الطاقة العالية. السابق لديه بداية أكثر البارد و Hot start عنصرين. تجمع سلسلة GB / T 31467 بين حالة التطوير لبطارية الطاقة في الصين ويتم تعديلها وفقًا لمحتويات معيار سلسلة ISO 12405.

يختلف عن المعايير الأخرى: SAE J 2929 و ECE R100. 2 - كلاهما ينطوي على متطلبات حماية الجهد العالي وتنتمي إلى فئة سلامة السيارة الكهربائية. وأشارت عناصر الاختبار ذات الصلة في الصين في GB / T 18384 ، GB / T 31467. 3 إلى أن حزمة البطارية ونظام البطارية لتلبية المتطلبات ذات الصلة من GB / T 18384. 1 و GB / T 18384. 3 قبل إجراء اختبارات السلامة.

3 الصرامة

بالنسبة لعناصر الاختبار نفسها ، تختلف طرق الاختبار والمعايير المحددة في المعايير المختلفة أيضًا. على سبيل المثال ، بالنسبة لحالة الشحن (SOC) لعينة الاختبار ، يجب أن تكون العينة مشحونة بالكامل في GB / T 31467. 3؛ SOC لبطارية الطاقة هي 50٪ في ISO 12405 و SOC لبطارية الطاقة 100٪ ؛ اللجنة الاقتصادية لأوروبا R100. 2 مطلوب SOC للبطارية لتكون أكثر من 50 ٪. UN38. 3 له متطلبات مختلفة لعناصر الاختبار المختلفة ، وبعض عناصر الاختبار تحتاج أيضًا إلى تعميم البطارية.

بالإضافة إلى ذلك ، يلزم إجراء اختبارات نفسية عالية المحاكاة والاختبار الحراري والاهتزاز والصدمة والدائرة القصيرة الخارجية بنفس العينة ، وهي أكثر صرامة نسبيًا. لاختبار الاهتزاز ، تتطلب ISO 12405 عينات للاهتزاز في درجات حرارة محيط مختلفة. درجات الحرارة العالية والمنخفضة الموصى بها هي 75 درجة مئوية و -40 درجة مئوية ، على التوالي ، وغيرها من المعايير لا.

بالنسبة لاختبار الحريق ، تتشابه الطرق التجريبية وإعدادات المعلمات في GB / T 31467. 3 مع تلك الخاصة بـ ISO 12405. 3 ، والتي يتم تسخينها مسبقًا وإطلاقها مباشرة وإطلاقها بطريقة غير مباشرة عن طريق إشعال الوقود ، ولكن GB / T 31467. 3 إذا كانت العينة تتطلب إطفاء اللهب خلال دقيقتين ، فإن ISO 12405 لا يتطلب وقتًا لإطفاء اللهب. يختلف اختبار الحريق في SAE J2929 عن الاختبارين السابقين. يتطلب وضع العينة في حاوية الإشعاع الحراري وتسخينها بسرعة في غضون 90 ثانية. 890 درجة مئوية لمدة 10 دقائق ، ولا تمر أي مكونات أو مواد عبر الشبكة المعدنية الموضوعة خارج عينة الاختبار.

4. عدم كفاية المعايير المحلية القائمة

على الرغم من أن صياغة ونشر المعايير الوطنية ذات الصلة قد ملأ الفجوة في نظام تجميع بطاريات ليثيوم أيون الطاقة في الصين وتم اعتمادها على نطاق واسع ، فلا تزال هناك أوجه قصور.

كائن الاختبار: تنص جميع المعايير فقط على اختبار البطارية الجديدة. لا توجد لوائح ومتطلبات للبطارية المستخدمة. البطارية ليس لديها مشكلة في المصنع. هذا لا يعني أنه آمن بعد الاستخدام لفترة من الوقت. لذلك ، من الضروري استخدام وقت مختلف. يتم اختبار البطارية نفسها ، وهو ما يعادل فحص طبي منتظم.

الحكم على النتائج: يستند الحكم الحالي إلى قاعدة عريضة ومفردة ، ولا توجد سوى أحكام خاصة بعدم التسرب ، ولا تمزق القذيفة ، ولا حريق ولا انفجار ، وعدم وجود نظام تقييم قابل للقياس الكمي. تقسم اللجنة الأوروبية لبحوث السيارات وتطوير التكنولوجيا (EUCAR) درجة تلف البطاريات إلى ثماني درجات ، والتي لها أهمية مرجعية معينة.

عناصر الاختبار: GB / T31467. 3 تفتقر إلى حزمة البطارية ومحتوى اختبار نظام البطارية في الإدارة الحرارية والهروب الحراري ، وأداء السلامة الحرارية أمر بالغ الأهمية للبطارية ، وكيفية التحكم في هارب الحرارية للخلية واحدة ، بحيث لا يندرج الوضع الجامح الحراري أهمية كبيرة. يوضح أيضًا تطبيق "شروط السلامة الفنية للحافلات الكهربائية" هذه النقطة. بالإضافة إلى ذلك ، من منظور تطبيق السيارة ، لاختبار الموثوقية غير المدمرة ، مثل الموثوقية البيئية ، من الضروري زيادة اختبار الأداء الكهربائي بعد نهاية الاختبار لمحاكاة تأثير السيارة بعد خضوعها للتغيرات البيئية.

طريقة الاختبار: يستغرق اختبار دورة حياة حزمة البطارية ونظام البطارية وقتًا طويلاً ، ويؤثر على دورة تطوير المنتج ، ويصعب أداءه جيدًا. كيفية تطوير اختبار دورة حياة متسارع معقول هو نقطة صعبة.