Изданието на стандарта ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, приложимо за изпитване на безопасността на батерията за леки електрически превозни средства (LEV), беше публикувано през септември 2023 г., за да замени стария стандарт от версия от 2018 г. Тази нова версия на стандарта има промени в дефинициите , структурни изисквания и изисквания за изпитване.

Промени в дефинициите

• Добавяне на дефиниция на Система за управление на батерията (BMS): Верига за управление на батерията с устройства за активна защита, която наблюдава и поддържа клетките в техния определен работен регион: и която предотвратява състоянията на свръхзареждане, свръхток, свръхтемпература, ниска температура и свръхразряд на клетките.
• Добавяне на определението за електрически мотоциклет: Електрическо моторно превозно средство със седалка или седло за водача и проектирано да се движи на не повече от три колела в контакт със земята, но с изключение на трактор. Електрическият мотоциклет е предназначен за използване по обществени пътища, включително магистрали.
• Добавяне на определение за електрически скутер: Устройство с тегло под сто фунта, което:

a) има кормило, подова дъска или седалка, на която операторът може да стои или да седне, и електрически мотор;

b) Може да се захранва от електрически мотор и/или човешка сила; и

c) Има максимална скорост не по-висока от 20 mph върху павирана равна повърхност, когато се захранва единствено от електрическия мотор.

Модификация на примерите за LEV: Премахва се електрически мотоциклет и се добавят безпилотни летателни апарати (UAV).

• Добавяне на дефиниция на персонално устройство за електронна мобилност: Потребителско устройство за мобилност, предназначено за един ездач с акумулаторно електрическо задвижване, което балансира и задвижва ездача и което може да бъде снабдено с дръжка за хващане по време на каране. Това устройство може или не може да се самобалансира.
• Добавяне на дефиниции за първична защита от свръхток, първична защита за безопасност, активни защитни устройства и пасивни защитни устройства.
• Добавяне на дефиниция на натриево-йонни клетки: Клетки, които са подобни по конструкция на литиево-йонните клетки, с изключение на това, че използват натрий като транспортен йон с положителен електрод, състоящ се от натриево съединение, и въглероден или подобен тип анод с воден или неводен и със сол на натриево съединение, разтворена в електролита. (Примери за клетки с натриеви йони са пруски сини клетки или оксидни клетки със слой от преходен метал)

Промени в структурните изисквания

Устойчивост на метални части на корозия

1. Обшивките на модула за съхранение на умствена електрическа енергия (EESA) трябва да са устойчиви на корозия. Счита се, че металните кутии, изработени от следните материали, отговарят на изискванията за устойчивост на корозия:

Мед, алуминий или неръждаема стомана; и

б) Бронз или месинг, всеки от които съдържа най-малко 80% мед.

2. Добавяне на изисквания за устойчивост на корозия за корпуси от черни метали:

Корпусите от черни метали за вътрешно приложение трябва да бъдат защитени срещу корозия чрез емайлиране, боядисване, поцинковане или други еквивалентни средства. Корпусите от черни метали за външно приложение трябва да отговарят на 600-часовия тест със солен спрей в CSA C22.2 № 94.2 / UL 50E. Могат да бъдат приети допълнителни методи за постигане на защита от корозия съгласно CSA C22.2 № 94.2 / UL 50E.

Нива на изолация и защитно заземяване

Съответствието на системата за защитно заземяване може да бъде оценено според новия интелигентен тестов елемент от този стандарт – тест за непрекъснатост на заземяването.

Анализ на безопасността

1.Добавяне на примери за анализ на безопасността. Анализът на безопасността на системата трябва да докаже, че следните условия не са опасни. Следните условия се вземат предвид като минимум, но не се ограничават до:

а) Пренапрежение и ниско напрежение на акумулаторната клетка;

б) Прегряване и понижение на батерията; и

c) Свръхток на батерията при условия на зареждане и разреждане.

2. Модификация на изискванията за защитно устройство за безопасност (хардуер):

a) Изискванията за Farilure-Mode and Effect Analysis (FMEA) в UL 991;

b) Защитата срещу вътрешни повреди за осигуряване на изискванията за функционална безопасност в UL 60730-1 или CSA E60730-1 (клауза H.27.1.2); или

c) Защитата срещу повреди за осигуряване на изисквания за функционална безопасност (изисквания от клас B) в CSA C22.2 No.0.8 (раздел 5.5) за определяне на съответствието и идентифициране на тестове, необходими за проверка на толерантността към единични грешки.

3. Модификация на изискванията за защита на безопасността (софтуер):

а) UL 1998;

b) Изисквания за софтуерен клас B на CSA C22.2 No.0.8; или

c) Изискванията за софтуер, използващ контроли (изисквания за софтуерен клас B) в UL 60730-1 (клауза H.11.12) или CSA E60730-1.

4.Добавяне на изисквания на BMS за защита на клетките.

Ако се разчита за поддържане на клетките в рамките на техните определени експлоатационни граници, системата за управление на батерията (BMS) трябва да поддържа клетките в границите на определеното напрежение и ток на клетката, за да се предпази от презареждане и преразреждане. BMS също трябва да поддържа клетките в определените температурни граници, като осигурява защита от прегряване и работа при ниска температура. Когато се преразглеждат вериги за безопасност, за да се определи дали границите на зоната на работа на клетката се поддържат, допустимите отклонения на защитната верига/компонента трябва да се вземат предвид при оценката. Компоненти като предпазители, прекъсвачи или други устройства и части, определени за необходими за планираната работа на акумулаторната система, които трябва да бъдат предоставени в LEV за крайна употреба, трябва да бъдат идентифицирани в инструкциите за монтаж.

Добавяне на изисквания за защитна верига.

Ако определени работни граници са превишени, защитната верига трябва да ограничи или изключи зареждането или разреждането, за да предотврати излизане извън работните граници. Когато възникне опасен сценарий, системата трябва да продължи да осигурява функцията за безопасност или да премине към безопасно състояние (SS) или състояние с адресиран риск (RA). Ако функцията за безопасност е била повредена, системата трябва да остане в безопасно състояние или състояние с адресиран риск, докато функцията за безопасност бъде възстановена и системата бъде счетена за приемлива за работа.

Добавяне на изисквания за EMC.

Солидните вериги и софтуерните контроли, на които се разчита като основна защита на безопасността, трябва да бъдат оценени и тествани, за да се провери електромагнитната устойчивост в съответствие с Тестовете за електромагнитна устойчивост на UL 1973, ако не са тествани като част от оценката на стандарта за функционална безопасност.

клетка

1.Добавяне на изисквания за клетки с натриеви йони. Натриево-йонните клетки трябва да отговарят на изискванията за натриево-йонни клетки на UL/ULC 2580 (идентични с изискванията за производителност и маркировка за вторични литиеви клетки в UL/ULC 2580), включително съответствие с всички тестове за ефективност на клетките.

2. Добавяне на изисквания за преназначени клетки. Батериите и батерийните системи, използващи клетки и батерии с повторно предназначение, трябва да гарантират, че частите с повторно предназначение са преминали през приемлив процес за повторно предназначение в съответствие с UL 1974.

Тестване на промените

Тест за презареждане

• Добавяне на изискване по време на изпитването да се измерва напрежението на клетките.
• Добавяне на изискването, че ако BMS намали тока на зареждане до по-нисък клапан близо до края на фазата на зареждане, образецът трябва да се зарежда непрекъснато с намаления ток на зареждане, докато се появят крайните резултати.
• Заличаване на изискването, че ако защитното устройство във веригата се задейства, изпитването трябва да се повтаря за най-малко 10 минути при 90% от точката на задействане на защитното устройство или при определен процент от точката на задействане, който позволява зареждане.
• Добавяне на изискване, че в резултат на теста за презареждане максималното напрежение на зареждане, измерено върху клетките, не трябва да надвишава техния нормален работен диапазон.

високоскоростно зареждане

• Добавяне на тест за високоскоростно зареждане (същите изисквания за изпитване като UL 1973);
• Закъснението на BMS също се взема предвид в резултата от теста: Токът на презареждане може да надвиши максималния ток на зареждане за кратко време (в рамките на няколко секунди), което е в рамките на времето на забавяне на откриването на BMS.

Късо съединение

• Елиминира изискването, че ако защитно устройство във веригата работи, тестът се повтаря при 90% от точката на задействане на защитното устройство или при някакъв процент от точката на задействане, който позволява зареждане за най-малко 10 минути.

OпретоварванеПодосвобождаване от отговорностТпрогноза

• Добавяне на тест за претоварване при разреждане (изискванията за теста са същите като UL 1973)

Свръхразряд

• Добавяне на изискването напрежението на клетките да се измерва по време на изпитването.
• Добавяне на изискването, че в резултат на изпитването за преразреждане минималното разрядно напрежение, измерено върху клетките, не трябва да надвишава нормалния им работен диапазон.

Температурен тест (повишаване на температурата)

• Добавяне на изискването, че ако максималните параметри на зареждане варират в зависимост от температурата, съответствието между параметрите на зареждане и температурата трябва да бъде ясно посочено в инструкциите за зареждане и DUT трябва да се зарежда при най-строгите параметри на зареждане.
• Промяна на изискването за предварително условие. След това циклите на зареждане и разреждане се повтарят за минимум общо 2 пълни цикъла на зареждане и разреждане, докато последователните цикли на зареждане и разреждане не продължат да повишават максималната температура на клетката с повече от 2 °C。(необходими са 5 цикъла на зареждане и разреждане в старата версия)
• Добавяне на изискването устройствата за термична защита и защита от свръхток да не работят.

Тест за непрекъснатост на заземяването

Добавяне на тест за непрекъснатост на заземяването (изискванията за теста са същите като UL 2580)

Тест за толерантност на дизайна на отказ на единична клетка

Вторичните литиеви батерии, които имат номинална енергия, по-голяма от 1kWh, трябва да бъдат подложени на тест за толерантност на дизайна на отказ на една клетка от UL/ULC 2580).

Резюмеy

Новата версия на UL 2271 отменя електрическите мотоциклети в продуктовата гама (електрическите мотоциклети ще бъдат включени в обхвата на UL 2580) и добавя дронове; с развитието на натриево-йонните батерии все повече LEV ги използват като захранване. Изискванията за натриево-йонни клетки са добавени в новата версия на стандарта. По отношение на тестването, детайлите на теста също са подобрени и е обърнато повече внимание на безопасността на клетката. Добавен е термичен разгон за големи батерии.

Преди това град Ню Йорк беше постановил, че батериите за електрически велосипеди, електрически скутери и леки електрически превозни средства (LEV) трябва да отговарят на UL 2271. Това преразглеждане на стандарта е също така за цялостен контрол на безопасността на батериите на електрически велосипеди и друго оборудване. Ако компаниите искат да навлязат успешно на северноамериканския пазар, те трябва своевременно да разберат и изпълнят изискванията на новите стандарти.