Paghahambing ng Mga Pamantayan sa Pagsubok para sa Mga Power Lithium Baterya sa Bahay at Ibang Bansa

Paghahambing ng Mga Pamantayan sa Pagsubok para sa Mga Power Lithium Baterya sa Bahay at Ibang Bansa

1、 Mga dayuhang pamantayan para sa mga power lithium-ion na baterya

Inililista ng Talahanayan 1 ang mga karaniwang ginagamit na pamantayan sa pagsubok para sa mga baterya ng lithium-ion sa ibang bansa. Pangunahing kasama sa mga karaniwang issuing body ang International Electrotechnical Commission (IEC), International Organization for Standardization (ISO), Underwriters' Laboratories (UL) ng United States, Society of Automotive Engineers (SAE) ng United States, at nauugnay na mga institusyon ng European Union.

1） Mga pamantayang pang-internasyonal

Ang mga pamantayan ng baterya ng power lithium-ion na inilabas ng IEC ay pangunahing kasama ang IEC 62660-1:2010 "Mga unit ng baterya ng lithium ion power para sa mga de-kuryenteng sasakyan sa kalsada - Bahagi 1: Pagsubok sa pagganap" at IEC 62660-2:2010 "Mga unit ng baterya ng Lithium ion power para sa electric mga sasakyan sa kalsada - Bahagi 2: Pagsubok sa pagiging maaasahan at pang-aabuso". UN 38 na inisyu ng United Nations Transport Commission Ang mga kinakailangan para sa pagsubok ng baterya ng lithium sa "Mga Rekomendasyon, Pamantayan at Manwal ng Pagsubok ng United Nations sa Transportasyon ng mga Mapanganib na Kalakal" ay naglalayon sa kaligtasan ng mga baterya sa panahon ng transportasyon.

Ang mga pamantayang binuo ng ISO sa larangan ng mga power lithium-ion na baterya ay kinabibilangan ng ISO 12405-1:2011 "Mga electric drive vehicles - Mga pamamaraan ng pagsubok para sa mga lithium-ion power battery pack at system - Part 1: High power applications" ISO 12405-2: 2012 "Mga electric drive vehicle - Lithium ion power battery pack at system testing procedures - Part 2: High energy applications" at ISO 12405-3:2014 "Electric drive vehicles - Lithium ion power battery pack and systems testing procedures - Part 3: Mga kinakailangan sa kaligtasan " ayon sa pagkakabanggit, tina-target ang mga high-power na baterya, mga high-energy na baterya, at mga kinakailangan sa pagganap sa kaligtasan, na may layuning bigyan ang mga manufacturer ng sasakyan ng mga opsyonal na item at pamamaraan sa pagsubok.

2） Mga Pamantayan sa Amerika

Pangunahing sinusuri ng UL 2580:2011 "Mga Baterya para sa Mga Sasakyang De-kuryente" ang pagiging maaasahan ng pag-abuso sa baterya at ang kakayahang protektahan ang mga tauhan kung sakaling magkaroon ng pinsalang dulot ng pang-aabuso. Ang pamantayang ito ay binago noong 2013.

Ang SAE ay may malawak at komprehensibong standard system sa industriya ng automotive. Ang SAE J2464: 2009 "Pagsusuri sa Kaligtasan at Pang-aabuso ng Rechargeable Energy Storage Systems para sa Mga Electric at Hybrid Electric Vehicles", na inilabas noong 2009, ay isang maagang batch ng mga manual sa pagsubok sa pag-abuso sa baterya ng sasakyan na inilapat sa North America at sa mundo. Malinaw nitong tinutukoy ang saklaw ng aplikasyon at ang data na kokolektahin para sa bawat test item, at nagbibigay din ng mga rekomendasyon para sa bilang ng mga sample na kinakailangan para sa test item.

Ang SAE J2929: 2011 "Mga Pamantayan sa Kaligtasan para sa Electric at Hybrid Battery System" ay isang pamantayang pangkaligtasan na iminungkahi ng SAE sa pagbubuod ng iba't ibang pamantayang nauugnay sa baterya ng kuryente na dati nang inilabas, kabilang ang dalawang bahagi: regular na pagsubok at abnormal na pagsubok na maaaring mangyari sa panahon ng pagpapatakbo ng electric vehicle.

SAE J2380: 2013 Ang "Vibration Testing of Electric Vehicle Batteries" ay isang klasikong pamantayan para sa vibration testing ng mga electric vehicle batteries. Batay sa mga nakolektang istatistikal na resulta ng vibration load spectrum ng aktwal na pagmamaneho ng sasakyan sa kalsada, ang paraan ng pagsubok ay higit na naaayon sa sitwasyon ng vibration ng aktwal na mga sasakyan at may mahalagang reference value.

3 Iba pang mga pamantayan ng organisasyon

Pangunahing responsable ang US Department of Energy (DOE) para sa pagbuo ng patakaran sa enerhiya, pamamahala sa industriya ng enerhiya, at pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiyang nauugnay sa enerhiya. Noong 2002, itinatag ng gobyerno ng US ang proyektong "Freedom CAR" at sunud-sunod na inilabas ang Freedom CAR power assisted hybrid electric vehicle battery testing manual at ang energy storage system abuse testing manual para sa mga electric at hybrid na sasakyan.

Ang German Automobile Industry Association (VDA) ay isang asosasyong nabuo sa Germany upang pag-isahin ang iba't ibang pamantayan para sa domestic automotive industry. Ang mga pamantayang inilabas ay ang VDA 2007 "Battery System Testing for Hybrid Electric Vehicles", na pangunahing nakatutok sa performance at reliability testing ng lithium-ion na mga sistema ng baterya para sa hybrid electric vehicles.

2、 Domestic standard para sa mga power lithium-ion na baterya

Noong 2001, ang Automotive Standardization Committee ay naglabas ng unang gabay na teknikal na dokumento para sa pagsubok ng baterya ng lithium-ion ng mga de-kuryenteng sasakyan sa China, GB/Z 18333 1: 2011 "Mga baterya ng lithium ion para sa mga de-kuryenteng sasakyan sa kalsada". Kapag binabalangkas ang pamantayang ito, ginawa ang sanggunian sa IEC 61960-2:2000 "Mga portable na baterya ng lithium at mga pack ng baterya - Bahagi 2: Mga pack ng baterya ng Lithium", na ginagamit para sa mga baterya ng lithium-ion at mga pack ng baterya sa mga portable na aparato. Kasama sa nilalaman ng pagsubok ang pagganap at kaligtasan, ngunit naaangkop lamang sa mga bateryang 21.6V at 14.4V.

Noong 2006, ang Ministry of Industry and Information Technology ay naglabas ng QC/T 743 "Lithium ion Power Batteries for Electric Vehicles", na malawakang ginagamit sa industriya at binago noong 2012. GB/Z 18333 1: 2001 at QC/T 743: Ang 2006 ay parehong mga pamantayan para sa indibidwal at mga antas ng module, na may makitid na hanay ng aplikasyon at nilalamang pagsubok na hindi na nakakatugon sa mga pangangailangan ng mabilis na umuunlad na industriya ng de-kuryenteng sasakyan.

Noong 2015, naglabas ang National Standardization Administration ng isang serye ng mga pamantayan, kabilang ang GB/T 31484-2015 "Mga Kinakailangan sa Ikot ng Buhay at Mga Paraan ng Pagsubok para sa Mga Power Baterya para sa Mga De-koryenteng Sasakyan", GB/T 31485-2015 "Mga Kinakailangan sa Kaligtasan at Mga Paraan ng Pagsubok para sa Mga Power Baterya para sa Mga Sasakyang De-kuryente", GB/T 31486-2015 "Mga Kinakailangan sa Pagganap ng Elektrisidad at Mga Paraan ng Pagsubok para sa Mga Power Baterya para sa Mga Sasakyang De-kuryente", at GB/T 31467 1-2015 "Mga pack at system ng baterya ng Lithium ion power para sa mga de-kuryenteng sasakyan - Bahagi 1: Mataas mga pamamaraan sa pagsubok ng power application, GB/T 31467 2-2015 "Lithium ion power battery pack at mga system para sa mga de-kuryenteng sasakyan - Bahagi 2: Mga pamamaraan sa pagsubok ng high energy application, GB/T 31467 3 "Mga Pamamaraan sa Pagsubok para sa Lithium Ion Power Battery System para sa mga Electric Vehicle - Bahagi 3: Mga Kinakailangan sa Kaligtasan at Mga Paraan ng Pagsubok.

GB/T 31485-2015 at GB/T 31486-2015 ayon sa pagkakabanggit ay tumutukoy sa kaligtasan at electrical performance testing ng mga indibidwal na unit/modules. Ang serye ng GB/T 31467-2015 ay tumutukoy sa seryeng ISO 12405 at angkop para sa pagsubok ng mga pack ng baterya o mga system ng baterya. Ang GB/T 31484-2015 ay isang testing standard na partikular na idinisenyo para sa cycle life, na may standard cycle life na ginagamit para sa mga indibidwal na unit at module, at operating cycle life na ginagamit para sa mga battery pack at system.

Economic Commission for Europe (ECE) R100 Ang "Uniform Provisions on the Approval of Vehicle in Respect of Special Requirements for Electric Vehicles" ay isang partikular na kinakailangan na binuo ng ECE para sa mga de-kuryenteng sasakyan, na nahahati sa dalawang bahagi: ang unang bahagi ay kumokontrol sa motor. proteksyon, rechargeable energy storage system, functional safety, at hydrogen emissions ng buong sasakyan, at ang pangalawang bahagi ay nagdaragdag ng mga partikular na kinakailangan para sa kaligtasan at pagiging maaasahan ng rechargeable energy storage system.

Noong 2016, ang Ministri ng Industriya at Teknolohiya ng Impormasyon ay naglabas ng "Safety Technical Conditions for Electric Bus", na komprehensibong isinasaalang-alang ang mga tauhan ng electric shock, proteksyon ng alikabok sa tubig, proteksyon sa sunog, kaligtasan sa pagsingil, kaligtasan ng banggaan, remote monitoring, at iba pang aspeto. Ganap nitong iginuhit ang umiiral na tradisyonal na mga pamantayang nauugnay sa bus at de-kuryenteng sasakyan at mga lokal na pamantayan tulad ng Shanghai at Beijing, at naglagay ng mas mataas na teknikal na mga kinakailangan para sa mga power batteries, at nagdagdag ng dalawang item sa pagsubok: thermal runaway at thermal runaway expansion, Opisyal itong ipinatupad noong Enero 1 , 2017.

3、 Pagsusuri ng mga domestic at internasyonal na pamantayan para sa mga power lithium-ion na baterya

Karamihan sa mga internasyonal na pamantayan para sa mga power lithium-ion na baterya ay inilabas noong 2010, na may maraming pagbabago at mga bagong pamantayan na sunod-sunod na ipinakilala. Ang GB/Z 18333 1: 2001 ay inilabas noong 2001, na nagpapahiwatig na ang mga pamantayan ng baterya ng lithium-ion ng China para sa mga de-kuryenteng sasakyan ay hindi nagsimula nang huli sa mundo, ngunit ang kanilang pag-unlad ay medyo mabagal. Mula nang ilabas ang pamantayang QC/T 743 noong 2006, walang karaniwang pag-update sa China sa loob ng mahabang panahon, at bago ang paglabas ng bagong pambansang pamantayan noong 2015, walang mga pamantayan para sa mga pack ng baterya o system. Ang mga pamantayan sa loob at dayuhan sa itaas ay naiiba sa mga tuntunin ng saklaw ng aplikasyon, nilalaman ng mga item sa pagsubok, kalubhaan ng mga item sa pagsubok, at pamantayan sa paghatol.

1） Saklaw ng aplikasyon

Ang IEC 62660 series, QC/T 743, GB/T 31486, at GB/T 31485 ay mga pagsubok para sa indibidwal at module na antas ng mga baterya, habang ang UL2580, SAE J2929, ISO12405, at GB/T 31467 series ay naaangkop para sa pagsubok ng baterya pack at mga sistema ng baterya. Bilang karagdagan sa IEC 62660, ang iba pang mga pamantayan sa ibang bansa ay karaniwang nagsasangkot ng pack ng baterya o pagsubok sa antas ng system, gaya ng SAE J2929 at ECE R100 2 kahit na binanggit ang pagsubok sa antas ng sasakyan. Ito ay nagpapahiwatig na ang pagbabalangkas ng mga dayuhang pamantayan ay higit na isinasaalang-alang ang aplikasyon ng mga baterya sa buong sasakyan, na higit na naaayon sa mga pangangailangan ng mga praktikal na aplikasyon.

2） Ang nilalaman ng item sa pagsubok

Sa pangkalahatan, ang lahat ng test item ay maaaring nahahati sa dalawang kategorya: electrical performance at safety reliability, habang ang safety reliability ay maaaring higit pang hatiin sa mechanical reliability, environmental reliability, abuse reliability, at electrical reliability.

Ginagaya ng mekanikal na pagiging maaasahan ang mekanikal na stress na nararanasan ng sasakyan habang nagmamaneho, tulad ng vibration na ginagaya ang bumpiness ng sasakyan sa ibabaw ng kalsada; Ginagaya ng pagiging maaasahan ng kapaligiran ang tibay ng mga sasakyan sa iba't ibang klima, tulad ng pagbibisikleta sa temperatura na ginagaya ang sitwasyon ng mga sasakyang pabalik-balik sa malamig at mainit na mga lugar na may malaking pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng araw at gabi; Pag-abuso sa pagiging maaasahan, tulad ng sunog, upang masuri ang kaligtasan ng mga baterya sa kaganapan ng hindi wastong paggamit; Pangunahing sinusuri ng pagiging maaasahan ng elektrikal, tulad ng mga item sa pagsubok ng proteksyon, kung ang sistema ng pamamahala ng baterya (BMS) ay maaaring gumanap ng isang proteksiyon na papel sa mga kritikal na oras.

Sa mga tuntunin ng mga cell ng baterya, ang IEC 62660 ay nahahati sa dalawang independiyenteng pamantayan, ang IEC 62660-1 at IEC 62660-2, na tumutugma sa pagsubok sa pagganap at pagiging maaasahan, ayon sa pagkakabanggit. Ang GB/T 31485 at GB/T 31486 ay nag-evolve mula sa QC/T 743, at ang vibration resistance ay inuri bilang isang performance test sa GB/T 31486, dahil sinusuri ng test item na ito ang epekto ng vibration ng baterya sa performance ng baterya. Kung ikukumpara sa IEC 62660-2, ang mga testing item ng GB/T 31485 ay mas mahigpit, tulad ng pagdaragdag ng acupuncture at seawater immersion.

Sa mga tuntunin ng pack ng baterya at pagsubok ng system ng baterya, parehong pagganap ng kuryente at pagiging maaasahan, sinasaklaw ng pamantayan ng US ang karamihan sa mga item sa pagsubok. Sa mga tuntunin ng pagsubok sa pagganap, ang DOE/ID-11069 ay may mas maraming mga item sa pagsubok kaysa sa iba pang mga pamantayan, tulad ng mga hybrid pulse power na katangian (HPPC), katatagan ng mga operating set point, buhay ng kalendaryo, pagganap ng reference, impedance spectrum, module control inspection testing, thermal load ng pamamahala, at pagsubok sa antas ng system na sinamahan ng pag-verify ng buhay.

Ang mga pamamaraan ng pagsusuri para sa mga resulta ng pagsubok sa pagganap ng kuryente ay detalyado sa apendiks ng pamantayan. Kabilang sa mga ito, ang pagsubok sa HPPC ay maaaring gamitin upang makita ang pinakamataas na lakas ng mga baterya ng kuryente, at ang pamamaraan ng pagsubok sa panloob na pagtutol ng DC na nagmula dito ay malawakang ginagamit sa pag-aaral ng mga katangian ng panloob na pagtutol ng baterya. Sa mga tuntunin ng pagiging maaasahan, ang UL2580 ay may higit pang mga item sa pagsubok kaysa sa iba pang mga pamantayan, tulad ng hindi balanseng pag-charge ng pack ng baterya, resistensya ng boltahe, pagkakabukod, pagsubok sa pagpapatuloy, at pagsubok sa fault ng system ng katatagan ng paglamig/pag-init. Kasama rin dito ang pangunahing pagsusuri sa kaligtasan para sa mga bahagi ng battery pack sa linya ng produksyon, at pinapalakas ang mga kinakailangan sa pagsusuri sa kaligtasan sa BMS, sistema ng paglamig, at disenyo ng circuit ng proteksyon. Ang SAE J2929 ay nagmumungkahi na magsagawa ng fault analysis sa iba't ibang bahagi ng sistema ng baterya at i-save ang nauugnay na dokumentasyon, kabilang ang mga hakbang sa pagpapahusay na madaling matukoy ang mga pagkakamali.

Kasama sa ISO 12405 na serye ng mga pamantayan ang parehong mga aspeto ng pagganap at kaligtasan ng mga baterya. Ang ISO 12405-1 ay isang pamantayan sa pagsubok ng pagganap ng baterya para sa mga high-power na application, habang ang ISO 12405-2 ay isang pamantayan sa pagsubok ng pagganap ng baterya para sa mga application na may mataas na enerhiya. Kasama sa una ang dalawa pang nilalaman: malamig na simula at mainit na simula. Pinagsasama ng GB/T 31467 series ang development status ng mga power batteries sa China at binago ito ayon sa nilalaman ng ISO 12405 series standard.

Iba sa iba pang mga pamantayan ay ang SAE J 2929 at ECE R100 Parehong kinasasangkutan ng mga kinakailangan para sa mataas na boltahe na proteksyon at kabilang sa kategoryang pangkaligtasan ng mga de-koryenteng sasakyan. Ang mga nauugnay na item sa pagsubok sa China ay nakalista sa GB/T 18384 at itinuturo ng GB/T 31467 3 na ang baterya pack at sistema ng baterya ay dapat matugunan ang mga kinakailangan ng GB/T 18384 bago magsagawa ng mga pagsubok sa kaligtasan 1 at GB/T 18384 3. May kaugnayan kinakailangan.

3) Kalubhaan

Para sa parehong item ng pagsubok, ang mga pamamaraan ng pagsubok at pamantayan ng paghatol na tinukoy sa iba't ibang mga pamantayan ay iba rin. Halimbawa, para sa state of charge (SOC) ng mga sample ng pagsubok, kinakailangan ng GB/T 31467 3 na ganap na ma-charge ang sample; Nangangailangan ang ISO 12405 ng power type na baterya na SOC na 50% at isang energy type na baterya na SOC na 100%; ECE R100 2. Atasan ang SOC ng baterya na higit sa 50%; UN38. 3 ay may iba't ibang mga kinakailangan para sa iba't ibang mga test item, at ang ilang mga test item ay nangangailangan din ng mga recycled na baterya.

Bilang karagdagan, kinakailangan din na ang mataas na simulation, thermal testing, vibration, impact, at external short circuit ay dapat masuri gamit ang parehong sample, na medyo mas mahigpit. Para sa pagsubok sa vibration, ang ISO 12405 ay nangangailangan ng mga sample na mag-vibrate sa iba't ibang temperatura sa paligid, na may inirerekomendang mataas at mababang temperatura na 75 ℃ at -40 ℃, ayon sa pagkakabanggit. Ang ibang mga pamantayan ay walang kinakailangang ito.

Para sa pagsubok sa sunog, GB/T 31467 Ang pang-eksperimentong paraan at mga setting ng parameter sa 3 ay pare-pareho sa ISO 12405 Ang pagkakaiba ay hindi makabuluhan, pareho sa mga ito ay preheated, direktang sinusunog, at hindi direktang sinusunog sa pamamagitan ng pag-aapoy ng gasolina, ngunit GB/T 31467 3 Kung mayroong apoy sa sample, dapat itong patayin sa loob ng 2 minuto. Ang ISO 12405 ay hindi nangangailangan ng oras para mapatay ang apoy. Ang pagsubok sa sunog sa SAE J2929 ay iba sa naunang dalawa. Ito ay nangangailangan ng sample na ilagay sa isang thermal radiation container, mabilis na pinainit sa 890 ℃ sa loob ng 90 segundo at pinananatili sa loob ng 10 minuto, at walang mga bahagi o substance ang dapat dumaan sa metal mesh na takip na inilagay sa labas ng test sample.

4、 Mga pagkukulang sa umiiral na mga pamantayan sa domestic

Bagama't ang pagbabalangkas at pagpapalabas ng mga kaugnay na pambansang pamantayan ay napunan ang puwang sa mga sistema ng kumbinasyon ng baterya ng power lithium-ion ng China at malawak na pinagtibay, may mga pagkukulang pa rin.

Sa mga tuntunin ng mga bagay na pansubok: Ang lahat ng mga pamantayan ay tumutukoy lamang sa pagsubok ng mga bagong baterya, at walang nauugnay na mga regulasyon o kinakailangan para sa mga ginamit na baterya. Ang mga baterya ay walang mga problema kapag umaalis sa pabrika, na hindi nangangahulugan na sila ay ligtas pa rin pagkatapos gamitin sa loob ng mahabang panahon. Samakatuwid, kinakailangan na magsagawa ng parehong pagsubok sa mga baterya na ginagamit para sa iba't ibang oras, na katumbas ng regular na pisikal na pagsusuri.

Sa mga tuntunin ng paghuhusga ng resulta: Ang kasalukuyang batayan ng paghatol ay medyo malawak at iisa, na may mga probisyon lamang para sa walang pagtagas, walang shell na pumutok, walang sunog, at walang pagsabog, walang quantifiable na sistema ng pagsusuri. Hinati ng European Commission for Automotive Research and Technology Development (EUCAR) ang antas ng pinsala ng mga baterya sa 8 antas, na may tiyak na kahalagahan ng reference.

Sa mga tuntunin ng mga item sa pagsubok: GB/T31467 3. May kakulangan ng nilalaman ng pagsubok para sa mga pack ng baterya at mga sistema ng baterya sa mga tuntunin ng pamamahala ng thermal at thermal runaway, at ang pagganap ng kaligtasan sa thermal ay mahalaga para sa mga baterya. Kung paano kontrolin ang thermal runaway ng mga indibidwal na baterya at maiwasan ang pagkalat ng thermal runaway ay may malaking kahalagahan, bilang ebidensya ng mandatoryong pagpapatupad ng "Safety Technical Conditions for Electric Bus". Bilang karagdagan, mula sa pananaw ng aplikasyon ng sasakyan, para sa hindi mapanirang pagsubok sa pagiging maaasahan, tulad ng pagiging maaasahan sa kapaligiran, kinakailangan upang magdagdag ng pagsusuri sa pagganap ng kuryente pagkatapos makumpleto ang pagsubok upang gayahin ang epekto ng pagganap ng sasakyan pagkatapos makaranas ng mga pagbabago sa kapaligiran.

Sa mga tuntunin ng mga pamamaraan ng pagsubok: Masyadong mahaba ang cycle life testing ng mga battery pack at mga system ng baterya, na nakakaapekto sa cycle ng pag-develop ng produkto at mahirap isagawa nang maayos. Kung paano bumuo ng isang makatwirang accelerated cycle life testing ay isang hamon.

5, Buod

Sa mga nagdaang taon, ang Tsina ay gumawa ng mahusay na pag-unlad sa pagbabalangkas at paggamit ng mga pamantayan para sa mga baterya ng power lithium-ion, ngunit mayroon pa ring tiyak na agwat kumpara sa mga dayuhang pamantayan. Bilang karagdagan sa mga pamantayan sa pagsubok, ang karaniwang sistema para sa mga baterya ng lithium-ion sa China ay unti-unti ding bumubuti sa iba pang mga aspeto. Noong Nobyembre 9, 2016, inilabas ng Ministri ng Industriya at Teknolohiya ng Impormasyon ang "Comprehensive Standardization Technical System para sa Lithium Ion Baterya", na itinuro na ang hinaharap na standard system ay kinabibilangan ng limang pangunahing bahagi: pangunahing pangkalahatang paggamit, mga materyales at mga bahagi, disenyo at pagmamanupaktura mga proseso, kagamitan sa pagmamanupaktura at pagsubok, at mga produktong baterya. Kabilang sa mga ito, ang mga pamantayan sa kaligtasan ay napakahalaga. Sa pag-update at pagpapaunlad ng mga produktong power battery, kailangan din ng mga testing standards na pagbutihin ang mga kaukulang teknolohiya sa pagsubok, Higit pa rito, pinahuhusay nito ang antas ng kaligtasan ng mga power batteries.