Видання стандарту ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, яке стосується перевірки безпеки батареї для легких електромобілів (LEV), було опубліковано у вересні 2023 року на заміну старого стандарту версії 2018 року. Ця нова версія стандарту має зміни у визначеннях , структурні вимоги та вимоги до тестування.

Зміни у визначеннях

• Додавання визначення системи керування батареєю (BMS): схема керування батареєю з пристроями активного захисту, яка контролює та підтримує клітини в їх визначеному робочому регіоні та запобігає перезарядженню, перевищенню струму, перегріванню, зниженню температури та надмірному розрядженню елементів.
• Доповнення до визначення електричного мотоцикла: транспортний засіб з електродвигуном, який має сидіння або сідло для водія та призначений для пересування не більше ніж на трьох колесах, які контактують із землею, за винятком трактора. Електромотоцикл призначений для використання на дорогах загального користування, включно з автомагістралями.
• Додавання визначення електричного скутера: пристрій вагою менше ста фунтів, який:

a) має кермо, дошку для підлоги або сидіння, на якому оператор може стояти або сісти, а також електричний двигун;

b) може працювати від електродвигуна та/або силою людини; і

c) Має максимальну швидкість не більше 20 миль/год на асфальтованій рівній поверхні, коли працює виключно від електродвигуна.

Модифікація прикладів LEV: видалено електричний мотоцикл і додано безпілотні літальні апарати (БПЛА).

• Додавання визначення персонального електронного мобільного пристрою: споживчий мобільний пристрій, призначений для одного водія, з перезаряджуваним електричним приводом, який балансує та приводить водія в рух, і який може бути забезпечений ручкою для захоплення під час їзди. Цей пристрій може самобалансуватися, а може й ні.
• Додано визначення первинного захисту від перевантаження по струму, первинного захисту безпеки, активних захисних пристроїв і пасивних захисних пристроїв.
• Додавання визначення елементів з іонами натрію: елементи, подібні за конструкцією до літій-іонних елементів, за винятком того, що вони використовують натрій як транспортний іон із позитивним електродом, що складається із сполуки натрію, та вугільним або аналогічним типом анода з водним або неводним і з натрієвою сполукою, розчиненою в електроліті. (Прикладами елементів з іонами натрію є елементи з берлінського блакитного кольору або елементи з шаруватим оксидом перехідного металу)

Зміни вимог до структури

Стійкість металевих частин до корозії

1. Корпус накопичувача розумової електричної енергії (EESA) має бути стійким до корозії. Металеві корпуси, виготовлені з таких матеріалів, повинні вважатися такими, що відповідають вимогам стійкості до корозії:

Мідь, алюміній або нержавіюча сталь; і

b) Бронза або латунь, кожна з яких містить щонайменше 80% міді.

2. Додавання вимог до корозійної стійкості для чорних корпусів:

Корпуси з чорних металів для внутрішнього застосування повинні бути захищені від корозії за допомогою емалі, фарбування, цинкування або інших еквівалентних засобів. Чорні корпуси для зовнішнього застосування повинні відповідати 600-годинному випробуванню сольовим туманом згідно з CSA C22.2 № 94.2 / UL 50E. Додаткові методи досягнення захисту від корозії відповідно до CSA C22.2 № 94.2 / UL 50E можуть бути прийняті.

Рівні ізоляції та захисне заземлення

Відповідність системи захисного заземлення можна оцінити за новим інтелектуальним пунктом цього стандарту – випробуванням безперервності заземлення.

Аналіз безпеки

1. Додавання прикладів аналізу безпеки. Аналіз безпеки системи має підтвердити, що наступні умови не є небезпечними. Наступні умови повинні розглядатися як мінімум, але не обмежуватися ними:

a) Перевищення та пониження напруги елемента батареї;

b) Перегрівання та зниження температури батареї; і

c) Перевищення струму батареї під час умов заряду та розряду.

2. Модифікація вимог до захисного пристрою (апаратного забезпечення):

a) Вимоги до аналізу режиму та ефекту (FMEA) у UL 991;

b) Захист від внутрішніх несправностей для забезпечення вимог функціональної безпеки в UL 60730-1 або CSA E60730-1 (пункт H.27.1.2); або

c) Захист від несправностей для забезпечення вимог функціональної безпеки (вимоги класу B) у CSA C22.2 No.0.8 (розділ 5.5) для визначення відповідності та визначення тестів, необхідних для перевірки стійкості до однієї відмови.

3. Модифікація вимог до безпеки (програмне забезпечення):

a) UL 1998；

b) Вимоги до програмного забезпечення класу B CSA C22.2 No.0.8; або

c) Вимоги щодо використання програмного забезпечення Contrils (вимоги до програмного забезпечення класу B) у UL 60730-1 (пункт H.11.12) або CSA E60730-1.

4. Додавання вимог BMS для захисту клітин.

Якщо система керування батареєю (BMS) покладається на підтримку елементів у межах встановлених робочих меж, вона повинна підтримувати елементи в межах заданих обмежень напруги та струму для захисту від перезаряду та надмірного розряду. BMS також повинна підтримувати клітини в межах заданих температурних меж, забезпечуючи захист від перегріву та роботи при низькій температурі. Під час перевірки схем безпеки для визначення того, що межі робочої області комірок зберігаються, допуски захисної схеми/компонента повинні бути розглянуті в оцінці. Такі компоненти, як запобіжники, автоматичні вимикачі або інші пристрої та частини, визначені як необхідні для передбачуваної роботи акумуляторної системи, які повинні бути передбачені в LEV кінцевого використання, повинні бути визначені в інструкціях зі встановлення.

Додавання вимог до схеми захисту.

Якщо встановлені робочі межі перевищено, захисна схема повинна обмежити або вимкнути зарядку або розрядку, щоб запобігти виходу за робочі межі. Коли виникає небезпечний сценарій, система повинна продовжувати забезпечувати функцію безпеки або переходити в безпечний стан (SS) або стан з урахуванням ризику (RA). Якщо функція безпеки була пошкоджена, система повинна залишатися в безпечному стані або стані з урахуванням ризику, доки функція безпеки не буде відновлена ​​і система буде визнана прийнятною для роботи.

Додавання вимог до ЕМС.

Напівпровідникові схеми та засоби керування програмним забезпеченням, які вважаються основним захистом безпеки, повинні бути оцінені та випробувані для перевірки електромагнітної несприйнятливості відповідно до випробувань на електромагнітну несприйнятливість UL 1973, якщо вони не перевірені як частина оцінки стандарту функціональної безпеки.

Стільниковий

1.Додавання вимог до елементів з іонами натрію. Елементи з іонами натрію повинні відповідати вимогам до елементів з іонами натрію UL/ULC 2580 (ідентичним вимогам до продуктивності та маркування вторинних літієвих елементів у UL/ULC 2580), включаючи відповідність усім тестам ефективності для елементів.

2.Додавання вимог до перепрофільованих комірок. Батареї та акумуляторні системи, які використовують перепрофільовані елементи та батареї, повинні гарантувати, що перероблені частини пройшли прийнятний процес для перепрофілювання відповідно до UL 1974.

Тестування змін

Тест на перезарядку

• Додано вимогу щодо вимірювання напруги елементів під час випробування.
• Додано вимогу: якщо BMS зменшує зарядний струм до нижчого клапана ближче до кінця фази заряджання, зразок повинен постійно заряджатися зменшеним струмом заряджання до отримання кінцевих результатів.
• Видалення вимоги про те, що якщо захисний пристрій у ланцюзі спрацьовує, випробування слід повторювати протягом принаймні 10 хвилин при 90% точки спрацьовування захисного пристрою або при певному відсотку точки спрацьовування, що дозволяє заряджати.
• Додано вимогу, згідно з якою в результаті випробування на перезарядку максимальна напруга заряду, виміряна на елементах, не повинна перевищувати їх нормальну робочу область.

висока швидкість зарядки

• Додано випробування високої швидкості заряду (ті самі вимоги до випробувань, що й UL 1973);
• Затримка BMS також враховується в результатах тесту: струм перезаряджання може перевищувати максимальний зарядний струм на короткий час (протягом кількох секунд), що знаходиться в межах часу затримки виявлення BMS.

Коротке замикання

• Усуває вимогу про те, що якщо захисний пристрій у ланцюзі спрацьовує, перевірка повторюється на 90% точки спрацьовування захисного пристрою або на певному відсотку точки спрацьовування, що дозволяє заряджати принаймні 10 хв.

OперевантаженняПідрозрядкаТоцінка

• Додавання випробування на перевантаження під час розряду (вимоги до тесту такі ж, як і в UL 1973)

Перерозряд

• Додано вимогу щодо вимірювання напруги елементів під час випробування.
• Додано вимогу про те, що в результаті випробування на надмірний розряд мінімальна напруга розряду, виміряна на елементах, не повинна перевищувати їх нормальний робочий діапазон.

Температурний тест (підвищення температури)

• Додано вимогу про те, що якщо максимальні параметри заряджання змінюються залежно від температури, відповідність між параметрами заряджання та температурою повинна бути чітко визначена в інструкціях із заряджання, а ТУ має заряджатися за найжорсткіших параметрів заряджання.
• Змінити вимогу попередньої умови. Потім цикли заряджання та розряджання повторюються протягом щонайменше 2 повних циклів заряджання та розряджання, доки послідовні цикли заряджання та розряджання не призведуть до підвищення максимальної температури елемента більш ніж на 2 °C。(потрібно 5 циклів заряджання та розряджання). в старій версії)
• Додано вимогу про те, що пристрої теплового захисту та захисту від надструму не повинні спрацьовувати.

Тест безперервності заземлення

Додано тест на безперервність заземлення (вимоги до тесту такі самі, як і UL 2580)

Випробування на стійкість до відмови однієї комірки

Вторинні літієві батареї з номінальною енергією понад 1 кВт/год повинні бути піддані випробуванню на стійкість до відмови одиночної клітини UL/ULC 2580).

Резюмеy

Нова версія UL 2271 скасовує електричні мотоцикли в асортименті (електричні мотоцикли будуть включені в сферу дії UL 2580) і додає дрони; з розвитком натрій-іонних акумуляторів все більше і більше LEV використовують їх як джерело живлення. У нову версію стандарту додано вимоги до натрій-іонних елементів. Що стосується тестування, деталі тесту також були вдосконалені, і більше уваги приділено безпеці клітини. Для великих акумуляторів додано тепловий розгін.

Раніше місто Нью-Йорк вимагало, щоб батареї для електричних велосипедів, електричних скутерів і легких електричних транспортних засобів (LEV) відповідали стандарту UL 2271. Ця редакція стандарту також спрямована на комплексний контроль безпеки акумуляторів електричних велосипедів та іншого обладнання. Якщо компанії хочуть успішно вийти на ринок Північної Америки, їм необхідно вчасно зрозуміти і виконати вимоги нових стандартів.