Стандарт ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, применимый к испытаниям безопасности аккумуляторов для легких электромобилей (LEV), был опубликован в сентябре 2023 года взамен старого стандарта версии 2018 года. В этой новой версии стандарта есть изменения в определениях. структурные требования и требования к тестированию.

Изменения в определениях

• Добавлено определение системы управления батареями (BMS): схема управления батареями с устройствами активной защиты, которая контролирует и поддерживает элементы в указанной рабочей зоне: и которая предотвращает перезаряд, перегрузку по току, перегрев, пониженную температуру и переразряд элементов.
• Добавление определения электрического мотоцикла: электромобиль, имеющий сиденье или седло для водителя и предназначенный для передвижения не более чем на трех колесах, контактирующих с землей, за исключением трактора. Электромотоцикл предназначен для эксплуатации на дорогах общего пользования, в том числе на автомагистралях.
• Добавлено определение электрического скутера: Устройство весом менее ста фунтов, которое:

а) Имеет руль, половицу или сиденье, на котором оператор может стоять или сидеть, а также электродвигатель;

б) Может приводиться в действие электродвигателем и/или силой человека; и

в) Имеет максимальную скорость не более 20 миль в час на ровной поверхности с твердым покрытием при питании исключительно от электродвигателя.

Модификация примеров LEV: удален электрический мотоцикл и добавлены беспилотные летательные аппараты (БПЛА).

• Дополнение к определению персонального электронного мобильного устройства: потребительское мобильное устройство, предназначенное для одного водителя, с перезаряжаемой электрической трансмиссией, которая уравновешивает и приводит в движение водителя и которая может быть снабжена ручкой для захвата во время езды. Это разделение может быть или не быть самобалансирующимся.
• Добавлены определения первичной сверхтоковой защиты, первичной защитной защиты, устройств активной защиты и пассивных защитных устройств.
• Добавление определения натрий-ионных элементов: элементы, которые по конструкции аналогичны литий-ионным элементам, за исключением того, что они используют натрий в качестве переносчика ионов с положительным электродом, состоящим из соединения натрия, и углеродным или аналогичным анодом с водным или неводным анодом. и с солью соединения натрия, растворенной в электролите. (Примерами элементов с ионами натрия являются элементы «берлинской лазури» или элементы из оксида со слоистым переходным металлом).

Изменения в требованиях к структуре

Устойчивость металлических деталей к коррозии

1. Корпуса устройств накопления электрической энергии (EESA) должны быть устойчивы к коррозии. Металлические корпуса, изготовленные из следующих материалов, считаются соответствующими требованиям коррозионной стойкости:

Медь, алюминий или нержавеющая сталь; и

б) Бронза или латунь, каждая из которых содержит не менее 80% меди.

2.Добавление требований к коррозионной стойкости для корпусов из черных металлов:

Металлические корпуса для внутреннего применения должны быть защищены от коррозии эмалировкой, покраской, гальванизацией или другими эквивалентными способами. Металлические корпуса для наружного применения должны соответствовать 600-часовому испытанию в солевом тумане согласно CSA C22.2 № 94.2 / UL 50E. Допускаются дополнительные методы обеспечения защиты от коррозии в соответствии с CSA C22.2 № 94.2/UL 50E.

Уровни изоляции и защитное заземление

Соответствие системы защитного заземления можно оценить по новому интеллектуальному объекту испытаний настоящего стандарта – проверке целостности заземления.

Анализ безопасности

1.Добавление примеров анализа безопасности. Анализ безопасности системы должен доказать, что следующие условия не являются опасными. Следующие условия должны учитываться как минимум, но не ограничиваются ими:

а) Повышенное и пониженное напряжение элементов аккумуляторной батареи;

б) Перегрев и понижение температуры аккумулятора; и

в) Перегрузка по току батареи в условиях зарядки и разрядки.

2. Изменение требований к защитному устройству (аппаратному обеспечению):

a) Требования к анализу режимов и эффектов Farilure (FMEA) в UL 991;

б) Защита от внутренних неисправностей для обеспечения требований функциональной безопасности в UL 60730-1 или CSA E60730-1 (пункт H.27.1.2); или

c) Защита от сбоев для обеспечения требований функциональной безопасности (требования класса B) в CSA C22.2 № 0.8 (раздел 5.5) для определения соответствия и определения тестов, необходимых для проверки устойчивости к единичным отказам.

3. Изменение требований к обеспечению безопасности (программному обеспечению):

а) UL 1998;

б) Требования к программному обеспечению класса B CSA C22.2 № 0.8; или

c) Требования к средствам управления использованием программного обеспечения (требования к программному обеспечению класса B) в UL 60730-1 (пункт H.11.12) или CSA E60730-1.

4.Добавление требований BMS по защите ячеек.

Если система управления батареями (BMS) обеспечивает поддержание элементов в заданных рабочих пределах, она должна поддерживать элементы в указанных пределах напряжения и тока элемента для защиты от перезаряда и чрезмерного разряда. BMS также должна поддерживать температуру элементов в указанных пределах, обеспечивая защиту от перегрева и работы при пониженной температуре. При проверке схем безопасности с целью определить, соблюдаются ли пределы рабочей области ячейки, при оценке должны учитываться допуски защитной схемы/компонента. Такие компоненты, как предохранители, автоматические выключатели или другие устройства и детали, необходимые для предполагаемой работы аккумуляторной системы, которые должны быть предусмотрены при конечном использовании LEV, должны быть указаны в инструкциях по установке.

Добавление требований к схеме защиты.

Если указанные эксплуатационные пределы превышены, защитная схема должна ограничить или отключить зарядку или разрядку, чтобы предотвратить выход за пределы рабочих пределов. При возникновении опасного сценария система должна продолжать выполнять функцию безопасности или перейти в безопасное состояние (SS) или состояние с учетом риска (RA). Если функция безопасности была повреждена, система должна оставаться в безопасном состоянии или состоянии с учетом риска до тех пор, пока функция безопасности не будет восстановлена ​​и система не будет признана приемлемой для работы.

Добавление требований по ЭМС.

Твердотельные схемы и программное обеспечение управления, на которые полагаются в качестве основной защиты безопасности, должны быть оценены и испытаны для проверки электромагнитной устойчивости в соответствии с испытаниями на электромагнитную устойчивость UL 1973, если они не проходят испытания в рамках оценки стандарта функциональной безопасности.

Клетка

1.Добавлены требования к натрий-ионным элементам. Натриево-ионные элементы должны соответствовать требованиям UL/ULC 2580 к ионно-натриевым элементам (идентичным требованиям к характеристикам и маркировке для вторичных литиевых элементов в UL/ULC 2580), включая соответствие всем эксплуатационным испытаниям элементов.

2.Добавление требований к перепрофилированным ячейкам. Батареи и аккумуляторные системы, в которых используются элементы и аккумуляторы, предназначенные для повторного использования, должны гарантировать, что детали, предназначенные для повторного использования, прошли приемлемую процедуру повторного использования в соответствии с UL 1974.

Тестирование изменений

Тест на перезарядку

• Добавлено требование о том, что во время испытания должно измеряться напряжение элементов.
• Добавлено требование о том, что если BMS снижает зарядный ток до более низкого значения ближе к концу фазы зарядки, образец должен непрерывно заряжаться уменьшенным зарядным током до тех пор, пока не будут получены окончательные результаты.
• Отмена требования о том, что в случае срабатывания защитного устройства в цепи испытание должно повторяться в течение не менее 10 минут при 90 % точки срабатывания защитного устройства или при определенном проценте от точки срабатывания, позволяющем производить зарядку.
• Добавлено требование о том, чтобы в результате испытания на перезаряд максимальное зарядное напряжение, измеренное на элементах, не превышало их нормальную рабочую область.

высокая скорость зарядки

• Добавление испытания на высокоскоростную зарядку (те же требования к испытаниям, что и в UL 1973);
• Задержка BMS также учитывается в результатах теста: ток перезарядки может превышать максимальный зарядный ток на короткое время (в течение нескольких секунд), которое находится в пределах времени задержки обнаружения BMS.

Короткое замыкание

• Устраняет требование о том, что если защитное устройство в цепи сработало, испытание повторяется при 90 % точки срабатывания защитного устройства или при некотором проценте от точки срабатывания, позволяющем производить зарядку в течение как минимум 10 минут.

OперегрузкаПодУвольнятьТстандартное восточное время

• Добавление испытания на перегрузку при разряде (требования к испытаниям такие же, как UL 1973)

Переразряд

• Добавление требования о том, что напряжение элементов должно измеряться во время испытания.
• Добавлено требование о том, чтобы в результате испытания на переразряд минимальное напряжение разряда, измеренное на элементах, не выходило за пределы их нормального рабочего диапазона.

Температурный тест (повышение температуры)

• Добавлено требование о том, что если максимальные параметры зарядки меняются в зависимости от температуры, соответствие между параметрами зарядки и температурой должно быть четко указано в инструкциях по зарядке, а ИУ должно заряжаться при наиболее жестких параметрах зарядки.
• Измените требование предварительного условия. Затем циклы зарядки и разрядки повторяются минимум в течение 2 полных циклов зарядки и разрядки до тех пор, пока последовательные циклы зарядки и разрядки не перестанут увеличивать максимальную температуру элемента более чем на 2 °C. (требуется 5 циклов зарядки и разрядки. в старой версии)
• Добавлено требование о том, что устройства тепловой защиты и защиты от перегрузки по току не должны срабатывать.

Проверка целостности заземления

Добавление проверки целостности заземления (требования к испытаниям такие же, как в UL 2580)

Испытание на допуск конструкции к отказу одиночной ячейки

Вторичные литиевые батареи, номинальная мощность которых превышает 1 кВтч, должны быть подвергнуты испытанию на отказ конструкции отдельных элементов (UL/ULC 2580).

Краткое содержаниеy

Новая версия UL 2271 отменяет электрические мотоциклы из ассортимента продукции (электрические мотоциклы будут включены в сферу действия UL 2580) и добавляет дроны; с развитием натрий-ионных аккумуляторов все больше и больше LEV используют их в качестве источника питания. В новую версию стандарта добавлены требования к натрий-ионным элементам. Что касается тестирования, детали тестирования также были улучшены, и больше внимания было уделено безопасности ячейки. Для больших батарей добавлен тепловой разгон.

Ранее город Нью-Йорк потребовал, чтобы аккумуляторы для электрических велосипедов, электросамокатов и легких электромобилей (LEV) соответствовали UL 2271. Эта стандартная версия также призвана всесторонне контролировать безопасность аккумуляторов электрических велосипедов и другого оборудования. Если компании хотят успешно выйти на рынок Северной Америки, им необходимо понять и своевременно выполнить требования новых стандартов.