Verzia normy ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, ktorá sa vzťahuje na testovanie bezpečnosti batérií pre ľahké elektrické vozidlá (LEV), bola zverejnená v septembri 2023, aby nahradila starú verziu normy z roku 2018. Táto nová verzia normy má zmeny v definíciách , konštrukčné požiadavky a požiadavky na testovanie.

Zmeny v definíciách

• Pridaná definícia systému správy batérií (BMS): Riadiaci obvod batérie s aktívnymi ochrannými zariadeniami, ktorý monitoruje a udržiava články v rámci ich špecifikovanej prevádzkovej oblasti: a ktorý zabraňuje prebitiu, nadprúdu, nadmernej teplote, podhriatiu a nadmernému vybitiu článkov.
• Doplnenie definície elektrického motocykla: Elektrické motorové vozidlo so sedadlom alebo sedlom pre vodiča a konštruované na jazdu na maximálne troch kolesách v kontakte s vozovkou, ale s výnimkou traktora. Elektrický motocykel je určený na použitie na verejných cestách vrátane diaľnic.
• Pridanie definície elektrického skútra: Zariadenie vážiace menej ako sto libier, ktoré:

a) má riadidlá, podlahovú dosku alebo sedadlo, na ktoré môže obsluha stáť alebo sedieť, a elektromotor;

b) Môže byť poháňaný elektrickým motorom a / alebo ľudskou silou; a

c)Má maximálnu rýchlosť nie vyššiu ako 20 mph na spevnenom rovnom povrchu, ak je poháňaný výlučne elektromotorom.

Úprava príkladov LEV: Elektrický motocykel je odstránený a pridávajú sa bezpilotné lietadlá (UAV).

• Pridanie definície osobného e-mobilitného zariadenia: Oddelenie mobility pre spotrebiteľa určené pre jedného jazdca s dobíjacím elektrickým pohonom, ktorý vyvažuje a poháňa jazdca, a ktorý môže byť vybavený rukoväťou na uchopenie počas jazdy. Toto oddelenie môže alebo nemusí byť samovyvažujúce.
• Doplnenie definícií primárnej nadprúdovej ochrany, primárnej bezpečnostnej ochrany, aktívnych ochranných zariadení a pasívnych ochranných zariadení.
• Pridanie definície sodíkových iónových článkov: Články, ktoré majú podobnú konštrukciu ako lítium-iónové články, okrem toho, že využívajú sodík ako transportný ión s kladnou elektródou pozostávajúcou zo zlúčeniny sodíka a uhlíkovej anódy alebo anódy podobného typu s vodnou alebo nevodnou a so soľou sodnej zlúčeniny rozpustenou v elektrolyte. (Príklady sodíkových iónových článkov sú články pruskej modrej alebo oxidové články s vrstvou prechodného kovu)

Zmeny v požiadavkách na štruktúru

Odolnosť kovových častí proti korózii

1. Puzdrá zásobníka mentálnej elektrickej energie (EESA) musia byť odolné voči korózii. Kovové kryty vyrobené z nasledujúcich materiálov sa považujú za vyhovujúce požiadavkám na odolnosť proti korózii:

Meď, hliník alebo nehrdzavejúca oceľ; a

b) Bronz alebo mosadz, z ktorých každá obsahuje aspoň 80 % medi.

2. Doplnenie požiadaviek na odolnosť voči korózii pre železné kryty:

Železné kryty na vnútorné použitie musia byť chránené proti korózii smaltovaním, náterom, galvanizáciou alebo inými ekvivalentnými prostriedkami. Železné kryty na vonkajšie použitie musia vyhovovať 600-hodinovému testu soľným postrekom v CSA C22.2 č. 94.2 / UL 50E. Je možné akceptovať ďalšie metódy na dosiahnutie ochrany proti korózii podľa CSA C22.2 č. 94.2 / UL 50E.

Úrovne izolácie a ochranné uzemnenie

Zhodu systému ochranného uzemnenia možno hodnotiť podľa nového inteligentného testovacieho prvku tejto normy – testu spojitosti uzemnenia.

Analýza bezpečnosti

1.Doplnenie príkladov bezpečnostnej analýzy. Analýza bezpečnosti systému musí preukázať, že nasledujúce podmienky nie sú nebezpečné. Nasledujúce podmienky sa berú do úvahy minimálne, ale nie sú obmedzené na:

a) Prepätie a podpätie článkov batérie;

b) Prehriatie a podhriatie batérie; a

c) Nadprúd batérie v dôsledku podmienok nabíjania a vybíjania.

2.Úprava požiadaviek na bezpečnostné ochranné zariadenie (hardvér):

a) Požiadavky Farilure-Mode and Effect Analysis (FMEA) v UL 991;

b) Požiadavky ochrany pred vnútornými chybami na zaistenie funkčnej bezpečnosti v UL 60730-1 alebo CSA E60730-1 (článok H.27.1.2); alebo

c) Požiadavky na ochranu pred chybami na zaistenie funkčnej bezpečnosti (požiadavky triedy B) v CSA C22.2 č. 0.8 (oddiel 5.5) na určenie zhody a identifikáciu testov potrebných na overenie tolerancie jednej chyby.

3. Modifikácia požiadaviek na bezpečnostnú ochranu doevide (softvér):

a) UL 1998;

b)Požiadavky na softvér triedy B podľa CSA C22.2 č.0.8; alebo

c) Požiadavky na používanie softvéru Contrils (požiadavky na softvér triedy B) v UL 60730-1 (článok H.11.12) alebo CSA E60730-1.

4. Doplnenie požiadaviek BMS na ochranu buniek.

Ak sa spolieha na udržiavanie článkov v rámci ich špecifikovaných prevádzkových limitov, systém správy batérií (BMS) musí udržiavať články v rámci špecifikovaných limitov napätia a prúdu článkov, aby sa chránil pred prebitím a nadmerným vybitím. BMS musí tiež udržiavať články v rámci špecifikovaných teplotných limitov, čím poskytuje ochranu pred prehriatím a prevádzkou pri nízkej teplote. Pri posudzovaní bezpečnostných obvodov s cieľom určiť, či sú dodržané limity prevádzkovej oblasti článku, sa pri hodnotení musia zvážiť tolerancie ochranného obvodu/komponentu. Komponenty, ako sú poistky, ističe alebo iné zariadenia a časti určené ako nevyhnutné pre zamýšľanú prevádzku batériového systému, ktoré sa musia poskytnúť v LEV pre konečné použitie, musia byť uvedené v návode na inštaláciu.

Doplnenie požiadaviek na ochranný obvod.

Ak sa prekročia stanovené prevádzkové limity, ochranný obvod obmedzí alebo vypne nabíjanie alebo vybíjanie, aby sa zabránilo prekročeniu prevádzkových limitov. Keď nastane nebezpečný scenár, systém musí pokračovať v poskytovaní bezpečnostnej funkcie alebo prejsť do bezpečného stavu (SS) alebo stavu riešenia rizika (RA). Ak bola poškodená bezpečnostná funkcia, systém musí zostať v bezpečnom stave alebo v stave riešenia rizika, kým sa bezpečnostná funkcia neobnoví a systém sa nebude považovať za prijateľný na prevádzku.

Doplnenie požiadaviek EMC.

Polovodičové obvody a softvérové ​​ovládacie prvky, na ktoré sa spolieha ako na primárnu bezpečnostnú ochranu, sa musia hodnotiť a testovať na overenie elektromagnetickej odolnosti v súlade s testami elektromagnetickej odolnosti UL 1973, ak nie sú testované ako súčasť hodnotenia štandardu funkčnej bezpečnosti.

Cell

1.Doplnenie požiadaviek na sodíkové iónové články. Sodíkové iónové články musia spĺňať požiadavky na sodíkové iónové články UL/ULC 2580 (identické s požiadavkami na výkon a označovanie sekundárnych lítiových článkov v UL/ULC 2580), vrátane súladu so všetkými výkonnostnými testami článkov.

2. Doplnenie požiadaviek na bunky s novým účelom. Batérie a batériové systémy používajúce repasované články a batérie musia zabezpečiť, aby repasované časti prešli prijateľným procesom pre opätovné použitie v súlade s UL 1974.

Testovanie zmien

Test prebitia

• Doplnenie požiadavky, že počas skúšky sa musí merať napätie článkov.
• Doplnenie požiadavky, že ak BMS zníži nabíjací prúd na nižší ventil blízko konca nabíjacej fázy, vzorka sa musí nepretržite nabíjať zníženým nabíjacím prúdom, kým sa nedosiahnu konečné výsledky.
• Vypustenie požiadavky, že ak sa ochranné zariadenie v obvode aktivuje, skúška sa musí opakovať najmenej 10 minút pri 90 % vypínacieho bodu ochranného zariadenia alebo pri určitom percente vypínacieho bodu, ktorý umožňuje nabíjanie.
• Doplnená požiadavka, že v dôsledku testu prebitia maximálne nabíjacie napätie namerané na článkoch nepresiahne ich normálnu prevádzkovú oblasť.

vysokorýchlostné nabíjanie

• Pridanie testu vysokej rýchlosti nabíjania (rovnaké požiadavky na test ako UL 1973);
• Vo výsledku testu sa zohľadňuje aj oneskorenie BMS: Prebíjací prúd môže krátkodobo (v priebehu niekoľkých sekúnd) prekročiť maximálny nabíjací prúd, čo je v rámci času oneskorenia detekcie BMS.

Skrat

• Eliminuje požiadavku, že ak funguje ochranné zariadenie v obvode, skúška sa opakuje pri 90 % bodu vypnutia ochranného zariadenia alebo pri určitom percente bodu vypnutia, ktoré umožňuje nabíjanie aspoň 10 minút.

OverloadPodVypúšťanieTodhad

• Pridanie testu preťaženia pri vybíjaní (požiadavky testu sú rovnaké ako UL 1973)

Nadmerné vybitie

• Doplnenie požiadavky, že napätie článkov sa musí merať počas skúšky.
• Doplnenie požiadavky, že v dôsledku skúšky nadmerného vybitia nepresiahne minimálne vybíjacie napätie namerané na článkoch ich normálny prevádzkový rozsah.

Test teploty (zvýšenie teploty)

• Doplnenie požiadavky, že ak sa maximálne parametre nabíjania menia s teplotou, súlad medzi parametrami nabíjania a teplotou musí byť jasne špecifikovaný v pokynoch k nabíjaniu a DUT sa musí nabíjať podľa najprísnejších parametrov nabíjania.
• Zmeňte požiadavku predbežnej podmienky. Cykly nabíjania a vybíjania sa potom opakujú minimálne v celkovom počte 2 úplných cyklov nabíjania a vybíjania, kým po sebe nasledujúce cykly nabíjania a vybíjania nepokračujú v zvyšovaní maximálnej teploty článku o viac ako 2 °C (vyžaduje sa 5 cyklov nabíjania a vybíjania v starej verzii)
• Doplnenie požiadavky, že tepelná ochrana a nadprúdová ochrana nesmú fungovať.

Test kontinuity uzemnenia

Pridanie testu kontinuity uzemnenia (testovacie požiadavky sú rovnaké ako UL 2580)

Test tolerancie návrhu zlyhania jedného článku

Sekundárne lítiové batérie, ktoré majú menovitú energiu vyššiu ako 1 kWh, musia byť podrobené testu tolerancie návrhu zlyhania jedného článku podľa UL/ULC 2580).

Zhrnutiey

Nová verzia UL 2271 ruší v sortimente elektrické motocykle (elektromotorky budú zahrnuté do rozsahu UL 2580) a pridáva drony; s vývojom sodíkovo-iónových batérií ich stále viac LEV používa ako zdroj energie. Požiadavky na sodíkovo-iónové články sú pridané do štandardu novej verzie. Z hľadiska testovania boli vylepšené aj detaily testov a väčšia pozornosť bola venovaná bezpečnosti článku. Pre veľké batérie bol pridaný tepelný únik.

Mesto New York predtým nariadilo, že batérie pre elektrické bicykle, elektrické skútre a ľahké elektrické vozidlá (LEV) musia spĺňať normu UL 2271. Táto revízia normy má tiež komplexne kontrolovať bezpečnosť batérií elektrických bicyklov a iných zariadení. Ak chcú spoločnosti úspešne vstúpiť na severoamerický trh, musia včas pochopiť a splniť požiadavky nových noriem.