Što je ispitivanje sigurnosti litijske baterije?

Što je ispitivanje sigurnosti litijske baterije?

Testiranje sigurnosnih performansi baterije

Test preko-pražnjenja

1) Svrha testiranja: Za provjeru performansi električne zlouporabe baterije s jednom ćelijom, simulirajte potencijalne sigurnosne rizike koji se mogu pojaviti kada je baterija prekomjerno-ispražnjena, procjenjujući na taj način ispunjava li uzorak zahtjeve dizajna.

2) Ispitna oprema: jedna ćelijaoprema za punjenje-pražnjenja baterije, komora za ispitivanje konstantne temperature, multimetar, itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja:

① Prethodno-tretirajte jednoćelijsku bateriju na sobnoj temperaturi, a zatim je potpuno napunite.

② Pražnjenje pri konstantnoj struji od 1/3I (vrsta energije) ili (vrsta snage) do napona prekida-pražnjenja jednoćelijske baterije, a zatim prisilno pražnjenje pri I struji 90 min.

4) Obrada podataka i kriteriji ocjenjivanja: Promatrajte pokazuje li uzorak vatru ili eksploziju tijekom ispitivanja i unutar razdoblja promatranja od 1 sata nakon ispitivanja.

Test preopterećenja

1) Svrha testa: Za provjeru performansi električne zlouporabe jednoćelijske baterije, simulirajte potencijalne sigurnosne rizike koji se mogu pojaviti kada se baterija prepuni, procjenjujući tako zadovoljava li uzorak zahtjeve dizajna.

2) Oprema za ispitivanje: oprema za punjenje jednoćelijske baterije-pražnjenje, komora za ispitivanje konstantne temperature, multimetar, itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja:

① Prethodno-tretirajte jednoćelijsku bateriju na sobnoj temperaturi, a zatim je potpuno napunite.

② Nastavite s punjenjem konstantnom strujom sve dok napon jednoćelijske baterije ne dosegne 1,1 puta veći od maksimalnog radnog napona ili dok napunjeni kapacitet jednoćelijske baterije ne dosegne 115% SOC.

4) Obrada podataka i kriteriji ocjenjivanja: Promatrajte pokazuje li uzorak vatru ili eksploziju tijekom ispitivanja i unutar razdoblja promatranja od 1 sata nakon ispitivanja.

Ispitivanje kratkog spoja

1) Svrha testa: Za provjeru performansi električne zlouporabe jednoćelijske baterije, simulirajte potencijalne sigurnosne rizike koji se mogu pojaviti kada dođe do vanjskog kratkog spoja na bateriji, procjenjujući tako zadovoljava li uzorak zahtjeve dizajna.

2) Oprema za ispitivanje: oprema za punjenje jednoćelijske baterije-pražnjenje, komora za ispitivanje konstantne temperature, multimetar, itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja:

① Prethodno-tretirajte jednoćelijsku bateriju na sobnoj temperaturi, a zatim je potpuno napunite.

② Kratko -spojite pozitivne i negativne priključke jednoćelijske baterije izvana na 10 minuta, s vanjskim otporom kruga manjim od 5 mΩ.

4) Obrada podataka i kriteriji ocjenjivanja: Promatrajte pokazuje li uzorak vatru ili eksploziju tijekom ispitivanja i unutar razdoblja promatranja od 1 sata nakon ispitivanja.

Crush test

1) Svrha ispitivanja: Za provjeru performansi jednoćelijske baterije u slučaju mehaničkog zlouporabe, simulirajte potencijalne sigurnosne rizike koji se mogu pojaviti kada se baterija zgnječi, čime se procjenjuje ispunjava li uzorak zahtjeve dizajna.

2)Oprema za testiranje: oprema za punjenje-pražnjenja jednoćelijske baterije, komora za ispitivanje konstantne temperature, stol za ispitivanje loma baterije, multimetar, itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja:

① Prethodno-tretirajte jednoćelijsku bateriju na sobnoj temperaturi, a zatim je potpuno napunite.

② Smjer prignječenja: Primijenite pritisak okomito na smjer ploče jednoćelijske baterije ili u smjeru gdje je najvjerojatnije prignječenje u rasporedu vozila.

a. Oblik ploče za drobljenje: polu-cilindar s radijusom od 75 mm, a duljina (L) polu-cilindra veća je od veličine zgnječene jednoćelijske baterije.

b. Brzina drobljenja: Ne veća od 2 mm/s.

c. Stupanj drobljenja: Zaustavite drobljenje kada napon dosegne 0 V ili deformacija dosegne 15%, ili sila drobljenja dosegne 100 kN ili 1000 puta težinu ispitnog objekta.

③ Držite 10 min.

4) Obrada podataka i kriteriji ocjenjivanja: Promatrajte pokazuje li uzorak vatru ili eksploziju tijekom ispitivanja i unutar razdoblja promatranja od 1 sata nakon ispitivanja.

Toplinsko ispitivanje

1) Svrha ispitivanja: Za provjeru učinka toplinskog odlaska najmanje jedinice baterije koju može nadzirati sustav upravljanja baterijom, provedite procjenu sigurnosti na glavnom izvoru opasnosti koji predstavlja opasnost za putnike u električnom vozilu i sustave vozila, procjenjujući na taj način ispunjava li uzorak zahtjeve dizajna.

2) Oprema za ispitivanje: oprema za punjenje jednoćelijske baterije-pražnjenje|pražnjenje, komora za ispitivanje konstantne temperature, uređaj za grijanje, sustav za mjerenje temperature, multimetar, itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja:

① Upotrijebite plosnati ili šipkasti uređaj za grijanje, čija površina mora biti prekrivena keramičkim, metalnim ili izolacijskim slojem. Zahtjevi za izbor snage uređaja za grijanje prikazani su u tablici 6-10. Dovršite montažu ispitnog objekta i uređaja za grijanje. Grijaći uređaj mora biti u izravnom kontaktu s jednoćelijskom baterijom, a veličina grijaćeg uređaja ne smije biti veća od grijane površine ispitnog objekta. Instalirajte monitore temperature, tako da senzor temperature na točki nadzora bude smješten na strani od provođenja topline, odnosno na suprotnoj strani od grijača. Interval uzorkovanja podataka o temperaturi mora biti manji od 1 s, sa zahtjevom točnosti od 2 stupnja, a položaj vrha senzora temperature mora biti manji od 1 mm.

Tablica 6-10 Zahtjevi za izbor uređaja za grijanje

② Prethodno-tretirajte jednoćelijsku bateriju na sobnoj temperaturi, a zatim je napunite do 100% SOC. Zatim nastavite puniti ispitni objekt strujom 1/1 12 minuta. Odmah uključiti uređaj za grijanje i kontinuirano zagrijavati ispitni objekt maksimalnom snagom. Kada dođe do toplinskog odlaska ili temperatura na točki praćenja dosegne 300 stupnjeva, prekinite grijanje i isključite uređaj za grijanje.

③ Uvjeti za određivanje dolazi li do toplinskog odlaska

a. Ispitni objekt doživljava pad napona, a pad prelazi 25% početnog napona.

b. Temperatura na točki nadzora doseže maksimalnu radnu temperaturu koju je odredio proizvođač baterije.

c. Brzina porasta temperature na točki praćenja dT/dt Veća ili jednaka 1 stupnju/s i traje dulje od 3 s. Utvrđuje se da je došlo do toplinskog bijega kada se pojave a i c ili b i c.

4) Obrada podataka i kriteriji ocjenjivanja: Promatrajte pokazuje li uzorak vatru ili eksploziju tijekom procesa zagrijavanja i unutar 1 h nakon završetka zagrijavanja.

Na-sustavnoj razini Power Battery Safety Performance Test

Simulirani pad

1) Svrha ispitivanja: simulirati utjecaj na baterijski paket/sustav tijekom sudara vozila, čime se procjenjuje može li strukturna čvrstoća uzorka zadovoljiti zahtjeve dizajna.

2) Oprema za testiranje: oprema za punjenje-pražnjenja sustava baterije, komora za ispitivanje konstantne temperature, stol za testiranje simuliranog sudara, ispitivač otpora izolacije itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja: Pozivajući se na položaj ugradnje ispitnog objekta u vozilo i zahtjeve GB/T 2423.43-2008, ispitni objekt mora biti vodoravno postavljen na saonice s učvršćenjem. U skladu s okruženjem uporabe ispitnog objekta i u kombinaciji s pulsom ubrzanja/usporenja vozila, ovaj puls mora zadovoljiti granične uvjete navedene u tablici 6-11 i slici 6-1 (smjer kretanja vozila je os x, a drugi vodoravni smjer okomit na smjer vožnje je os y, pri čemu je težina praznog vozila m). Kada predmet ispitivanja ima više smjerova ugradnje (x/y/z), za ispitivanje se odabire smjer ugradnje s većim ubrzanjem. Nakon ispitivanja, promatrajte 2 sata na ispitnoj temperaturi okoline.

Tablica 6-11 Parametri pulsa za simulirani test sudara

4) Obrada podataka i kriteriji ocjenjivanja:

① Zabilježite pokazuje li baterija/sustav curenje, puknuće, požar ili eksploziju tijekom ispitivanja i razdoblja promatranja;

② Zabilježite vrijednosti izolacijskog otpora prije i nakon ispitivanja.

Crush

1) Svrha ispitivanja: simulirati potencijalne sigurnosne rizike koji se mogu pojaviti kada se baterija/sustav zgnječi, čime se procjenjuje ispunjava li strukturna čvrstoća uzorka zahtjeve dizajna.

2) Oprema za ispitivanje: Oprema za punjenje-pražnjenja sustava baterije, komora za ispitivanje konstantne temperature, stol za ispitivanje lomom sustava baterija, ispitivač izolacijskog otpora itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja: Smjerovi gnječenja su x-smjer i y-smjer (smjer kretanja vozila je x-os, a drugi vodoravni smjer okomit na smjer kretanja je y-os). Brzina drobljenja ne smije biti veća od 2 mm/s. Zaustavite drobljenje i držite 10 minuta kada sila drobljenja dosegne 100 kN ili deformacija dosegne 30% ukupne dimenzije u smjeru drobljenja. Nakon ispitivanja, promatrajte 1 h na ispitnoj temperaturi okoline. Shematski dijagram oblika ploče za drobljenje prikazan je na slici 6-2. Može se odabrati jedan od sljedeće dvije vrste:

① Polu{0}}cilindar polumjera 75 mm, a duljina (L) polu-cilindra veća je od visine ispitnog objekta, ali ne prelazi 1 m, kao što je prikazano na slici 6-2a.

② Ukupne dimenzije od 600 mm × 600 mm ili manje, s tri polu-cilindra od kojih svaki ima radijus od 75 mm i razmaknuti 30 mm jedan od drugoga, kao što je prikazano na slici 6-2b.

Sigurnost uranjanja

1) Svrha testiranja: Testirati potencijalne sigurnosne rizike baterije/sustava u uvjetima ulaska vode i procijeniti ispunjava li zahtjeve dizajna.

2) Oprema za ispitivanje: oprema za punjenje-pražnjenja sustava baterije, komora za ispitivanje konstantne temperature, komora za ispitivanje uranjanja u morsku vodu, ispitivač izolacijskog otpora itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja: Predmet ispitivanja mora biti povezan s kabelskim snopovima, priključcima i drugim komponentama u skladu s metodom povezivanja vozila. Odaberite jednu od sljedeće dvije metode za testiranje:

① Stavite ispitni objekt u 3,5% (maseni udio) otopinu natrijevog klorida na 2 h u stvarnoj orijentaciji sklopa vozila, s dovoljnom dubinom vode da potpuno potopite ispitni objekt;

② Provedite test prema metodi i postupku opisanom u 14.2.7 GB/T 4208-2017. Predmet ispitivanja mora biti potpuno uronjen u vodu u stanju ugradnje koje je odredio proizvođač. Za ispitne objekte visine manje od 850 mm, najniža točka mora biti 1000 mm ispod površine vode; za ispitne objekte visine jednake ili veće od 850 mm, najviša točka mora biti 150 mm ispod površine vode. Trajanje testa je 30 min. Temperaturna razlika između vode i ispitivanog objekta ne smije biti veća od 5 stupnjeva. Nakon vađenja baterije iz vode, držite je nepomično i promatrajte 2 h na ispitnoj temperaturi okoline.

4) Obrada podataka i kriteriji ocjenjivanja: Za testove provedene prema metodi ①, zabilježite pokazuje li baterija/sustav vatru, eksploziju ili druge pojave tijekom testa i naknadnog razdoblja promatranja. Za testove provedene prema metodi ②, zabilježite vrijednost izolacijskog otpora baterije/sustava nakon testa, ispunjava li zahtjev IPX7 i je li došlo do curenja, puknuća kućišta, požara ili eksplozije.

Vanjska izloženost vatri

1) Svrha testiranja: Testirati potencijalne sigurnosne rizike baterije/sustava kada su izloženi vanjskoj vatri i procijeniti ispunjava li zahtjeve dizajna.

2) Oprema za ispitivanje: oprema za punjenje-pražnjenja sustava baterije, komora za ispitivanje konstantne temperature, ispitni stol za vanjsko izlaganje vatri, uređaj za ispitivanje izolacijskog otpora, anemometar itd.

3) Metoda i postupci ispitivanja: Temperatura okoline mora biti iznad 0 stupnjeva, a brzina vjetra ne smije prelaziti 2,5 km/h. Tijekom ispitivanja veličina ladice s benzinom mora premašivati ​​horizontalnu dimenziju projekcije ispitnog objekta za 20 cm, ali ne više od 50 cm, a visina ladice ne smije biti veća od 8 cm iznad površine benzina. Ispitni objekt mora biti postavljen u sredini. Razmak između razine tekućine benzina i dna ispitnog objekta postavlja se na 50 cm ili udaljenost od tla donje površine ispitnog objekta kada je vozilo neopterećeno. Voda se ubrizgava u donji sloj posude. Shematski dijagram vanjske izloženosti požaru prikazan je na slici 6-3.

Ispitivanje vanjske izloženosti požaru podijeljeno je u sljedeće 4 faze:

① Predgrijavanje: Zapalite benzin na mjestu udaljenom najmanje 3 m od ispitnog objekta. Nakon 60 s predgrijavanja, stavite posudu s benzinom ispod ispitnog objekta. Ako je posuda s benzinom prevelika za pomicanje, umjesto toga se mogu pomaknuti ispitni objekt i njegov nosač.

② Izravno izlaganje plamenu: Ispitni objekt je izravno izložen plamenu 70 s.

③ Neizravno izlaganje plamenu: pokrijte posudu s benzinom vatrootpornim -štitom. Ispitni objekt se u ovom stanju ispituje 60 s. Alternativno, po dogovoru obiju strana, nastavite s izravnim izlaganjem plamenu još 60 s. Vatrootporni štit je sastavljen od standardnih vatrostalnih opeka, a njegove dimenzije i tehnički podaci prikazani su na slici 6-4.

④ Uklanjanje od izvora vatre: Odmaknite posudu s benzinom ili ispitni objekt i promatrajte 2 h na ispitnoj temperaturi okoline ili dok temperatura vanjske površine ispitnog objekta ne padne ispod 45 stupnjeva.

4) Obrada podataka i kriteriji ocjenjivanja:

① Zabilježite pokazuje li baterija/sustav vatru, eksploziju ili druge pojave tijekom ispitivanja i razdoblja promatranja.

② Ako postoji plamen, zabilježite je li se ugasio unutar 2 minute nakon uklanjanja izvora vatre.

Toplinsko širenje

1) Svrha testiranja: Testirati sigurnosne rizike baterije/sustava kada se jedna baterijska ćelija podvrgne toplinskom bijegu i procijeniti ispunjava li zahtjeve dizajna.

2) Oprema za ispitivanje: oprema za punjenje-pražnjenja sustava baterije, komora za ispitivanje konstantne temperature, ispitna ploča za probijanje sustava baterije, uređaj za grijanje, sustav za mjerenje temperature, ispitivač izolacijskog otpora, anemometar itd.

3) Uvjeti ispitivanja: Ispitivanje se provodi u okruženju s temperaturom okoline iznad 0 stupnjeva, relativnom vlagom od 10 %–90 % i atmosferskim tlakom od 86–106 kPa. Prije početka testa podesite SOC testnog objekta. Za pakete baterija/sustave dizajnirane za vanjsko punjenje, SOC mora biti podešen na najmanje 95 % normalnog radnog raspona SOC-a koji navodi tvrtka. Za baterije/sustave dizajnirane za punjenje samo pomoću vlastitog energetskog uređaja vozila, SOC mora biti podešen na najmanje 90 % normalnog radnog raspona SOC-a koji je odredilo poduzeće. Prije početka ispitivanja svi ispitni uređaji moraju raditi normalno. Uzorak za ispitivanje mora se mijenjati što je manje moguće, a poduzeće mora dostaviti popis svih učinjenih izmjena. Ispitivanje se provodi u zatvorenom prostoru ili u okruženju s brzinom vjetra ne većom od 2,5 km/h.

4) Metoda i postupci ispitivanja: Objekt toplinskog okidača je jedna baterijska ćelija unutar ispitnog objekta. Odaberite jednu ćeliju koja se nalazi u samom središtu baterije/sustava ili je okružena drugim pojedinačnim ćelijama.

① Metoda prodiranja čavlom za aktiviranje toplinskog odlaska: igla za prodiranje mora biti izrađena od čelika promjera 3-8 mm; vrh igle mora biti stožast s kutom od 20 stupnjeva do 60 stupnjeva; brzina prodiranja mora biti 0,1–10 mm/s; položaj i smjer prodiranja moraju biti odabrani tako da izazovu toplinski odlazak u jednoj baterijskoj ćeliji (na primjer, okomito na smjer ploče elektrode).

② Metoda grijanja za pokretanje toplinskog odlaska: Koristite plosnati ili šipkasti uređaj za grijanje s površinom prekrivenom keramikom, metalom ili izolacijskim slojem. Za uređaj za grijanje u obliku- bloka istih dimenzija kao i baterija s jednom ćelijom, ovaj uređaj za grijanje može zamijeniti jednu od pojedinačnih ćelija i biti u izravnom kontaktu s površinom objekta okidača; za uređaj za grijanje s tankim-slojem, on mora cijelo vrijeme ostati pričvršćen za površinu objekta okidača; grijana površina uređaja za grijanje ne smije biti veća od površine jednoćelijske baterije; ogrjevna površina grijaćeg uređaja mora biti u izravnom dodiru s površinom jednoćelijske baterije, a položaj grijaćeg uređaja mora odgovarati položaju navedenog senzora temperature; nakon dovršetka ugradnje grijač se mora aktivirati unutar 24 h i zagrijavati objekt okidača maksimalnom snagom; odabir snage ogrjevnog uređaja prikazan je u tablici 6-12; prestati okidati kada dođe do toplinskog odlaska ili kada odgovarajući senzor temperature dosegne 300 stupnjeva.

Tablica 6-12 Odabir snage grijača

③ Preporučena shema rasporeda točaka nadzora: Napon ili temperatura će se nadzirati korištenjem izvornog kruga ili dodatnog ispitnog kruga. Interval uzorkovanja podataka o temperaturi mora biti manji od 1 s, sa zahtjevom točnosti od ±2 stupnja. Tijekom aktiviranja probijanja čavla, senzor temperature mora biti postavljen što bliže točki kratkog -spoja; također se može koristiti temperatura čavla (shematski dijagram položaja senzora temperature tijekom okidanja prodiranja čavla prikazan je na slici 6-5). Tijekom aktiviranja grijanja temperaturni osjetnik mora biti postavljen na stranu od provođenja topline, odnosno na suprotnu stranu grijača (vidi sliku 6-6).

5) Preporučeni kriteriji za određivanje pojave toplinskog odlaska:

① Ispitni objekt doživljava pad napona veći od 25 % početnog napona.

② Temperatura na točki nadzora doseže maksimalnu radnu temperaturu koju je naveo proizvođač baterije.

③ Stopa porasta temperature na točki praćenja dT/dt Veća ili jednaka 1 stupnju/s i traje više od 3 s. Utvrđeno je da je došlo do toplinskog bijega kada se pojave ① i ③ ili ② i ③.

Obrada podataka i kriteriji vrednovanja

1) Ako se preporučena metoda koristi kao metoda pokretanja toplinskog odlaska i ne dođe do toplinskog odlaska, kako bi se osiguralo da širenje topline neće ugroziti putnike u vozilu, mora se dokazati da do toplinskog odlaska neće doći korištenjem obje sljedeće preporučene metode.

2) Ako dođe do toplinskog odlaska, zabilježite vrijeme od kada se izda signal alarma od toplinskog odlaska do pojave požara ili eksplozije izvan ispitnog objekta (što god se dogodi prije); ovo vrijeme ne smije biti kraće od 5 min.