Izdanje standarda ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, koje se odnosi na testiranje sigurnosti baterije za laka električna vozila (LEV), objavljeno je u rujnu 2023. kako bi zamijenilo stari standard verzije iz 2018. Ova nova verzija standarda ima promjene u definicijama , strukturni zahtjevi i zahtjevi za ispitivanje.

Promjene u definicijama

• Dodatak definicije sustava upravljanja baterijom (BMS): Kontrolni krug baterije s aktivnim zaštitnim uređajima koji nadzire i održava ćelije unutar njihovog određenog radnog područja: i koji sprječava prenapunjenost, prekomjernu struju, previsoku temperaturu, prenisku temperaturu i prekomjerno pražnjenje ćelija.
• Dodatak definiciji električnog motocikla: Električno motorno vozilo koje ima sjedalo ili sjedalo za vozača i koje je dizajnirano za kretanje na najviše tri kotača u kontaktu s podlogom, ali isključujući traktor. Električni motocikl namijenjen je za korištenje na javnim prometnicama uključujući i autoceste.
• Dodatak definiciji električnog romobila: Uređaj težak manje od sto funti koji:

a) Ima upravljač, podnicu ili sjedalo na koje rukovatelj može stajati ili sjediti i električni motor;

b) Može se pokretati električnim motorom i/ili ljudskom snagom; i

c) Ima maksimalnu brzinu ne veću od 20 mph na asfaltiranoj ravnoj površini kada se pokreće isključivo električnim motorom.

Modifikacija LEV primjera: Električni motocikl se uklanja i dodaju se bespilotne letjelice (UAV).

• Dodatak definicije osobnog uređaja za e-mobilnost: Potrošački uređaj za mobilnost namijenjen jednom vozaču s punjivim električnim pogonom koji uravnotežuje i pokreće vozača, a koji može imati ručku za hvatanje tijekom vožnje. Ovaj devid može, ali i ne mora biti samobalansirajući.
• Dodavanje definicija primarne prekostrujne zaštite, primarne sigurnosne zaštite, aktivnih zaštitnih uređaja i pasivnih zaštitnih uređaja.
• Dodatak definicije natrijevih ionskih ćelija: Ćelije koje su po konstrukciji slične litijevim ionskim ćelijama osim što koriste natrij kao prijenosni ion s pozitivnom elektrodom koja se sastoji od natrijeva spoja i ugljika ili slične anode s vodenim ili nevodenim i sa soli natrijevog spoja otopljenom u elektrolitu. (Primjeri natrijevih ionskih ćelija su pruskoplave ćelije ili oksidne ćelije slojevitih prijelaznih metala)

Promjene u strukturnim zahtjevima

Otpornost metalnih dijelova na koroziju

1. Kućišta sklopa za pohranu mentalne električne energije (EESA) moraju biti otporna na koroziju. Smatra se da metalna kućišta izrađena od sljedećih materijala ispunjavaju zahtjeve otpornosti na koroziju:

Bakar, aluminij ili nehrđajući čelik; i

b) Bronca ili mjed, od kojih svaka sadrži najmanje 80% bakra.

2. Dodatak zahtjevima za otpornost na koroziju za kućišta od željeza:

Kućišta od željeza za unutarnju primjenu moraju biti zaštićena od korozije emajliranjem, bojanjem, pocinčavanjem ili drugim ekvivalentnim sredstvima. Kućišta od željeza za vanjsku primjenu moraju biti u skladu sa 600-satnim testom slanog spreja prema CSA C22.2 br. 94.2 / UL 50E. Mogu se prihvatiti dodatne metode za postizanje zaštite od korozije prema CSA C22.2 br. 94.2 / UL 50E.

Razine izolacije i zaštitno uzemljenje

Usklađenost zaštitnog sustava uzemljenja može se ocijeniti prema novom inteligentnom ispitnom predmetu ove norme – testu kontinuiteta uzemljenja.

Sigurnosna analiza

1.Dodavanje primjera sigurnosne analize. Analiza sigurnosti sustava mora dokazati da sljedeći uvjeti nisu opasni. Sljedeći uvjeti bit će uzeti u obzir kao minimum, ali nisu ograničeni na:

a) Prenapon i podnapon baterije;

b) Previsoka i preniska temperatura baterije; i

c) Prekomjerna struja baterije tijekom uvjeta punjenja i pražnjenja.

2. Modifikacija zahtjeva sigurnosnog zaštitnog uređaja (hardvera):

a) Zahtjevi za Farilure-Mode and Effect Analysis (FMEA) u UL 991;

b) Zaštita od unutarnjih grešaka kako bi se osigurali zahtjevi funkcionalne sigurnosti u UL 60730-1 ili CSA E60730-1 (klauzula H.27.1.2); ili

c) Zaštita od grešaka kako bi se osigurali zahtjevi funkcionalne sigurnosti (zahtjevi klase B) u CSA C22.2 br. 0.8 (odjeljak 5.5) za određivanje usklađenosti i identificiranje testova potrebnih za provjeru tolerancije pojedinačnih grešaka.

3. Modifikacija sigurnosnih zaštitnih zahtjeva (softvera):

a) UL 1998；

b) Zahtjevi klase B softvera CSA C22.2 No.0.8; ili

c) Zahtjevi softvera koji koriste Contrils (zahtjevi softverske klase B) u UL 60730-1 (klauzula H.11.12) ili CSA E60730-1.

4.Dodavanje zahtjeva BMS-a za zaštitu stanica.

Ako se računa na njega za održavanje ćelija unutar njihovih navedenih radnih granica, sustav upravljanja baterijom (BMS) će održavati ćelije unutar navedenih ograničenja napona i struje ćelija radi zaštite od prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja. BMS će također održavati ćelije unutar navedenih temperaturnih granica pružajući zaštitu od pregrijavanja i rada na niskim temperaturama. Pri pregledu sigurnosnih krugova kako bi se utvrdilo održavaju li se ograničenja područja rada ćelije, u ocjeni će se uzeti u obzir tolerancije zaštitnog kruga/komponente. Komponente kao što su osigurači, prekidači strujnog kruga ili drugi uređaji i dijelovi za koje se utvrdi da su nužni za namjeravani rad baterijskog sustava, a koji se moraju osigurati u LEV-u za krajnju upotrebu, bit će identificirani u uputama za instalaciju.

Dodavanje zahtjeva za zaštitni krug.

Ako su navedena radna ograničenja prekoračena, zaštitni krug mora ograničiti ili isključiti punjenje ili pražnjenje kako bi se spriječilo odstupanje od radnih granica. Kada dođe do opasnog scenarija, sustav će nastaviti pružati sigurnosnu funkciju ili prijeći u sigurno stanje (SS) ili stanje usmjereno na rizik (RA). Ako je sigurnosna funkcija oštećena, sustav će ostati u sigurnom stanju ili stanju s adresom rizika sve dok se sigurnosna funkcija ponovno ne uspostavi i dok se sustav ne smatra prihvatljivim za rad.

Dodavanje EMC zahtjeva.

Krugovi u čvrstom stanju i softverske kontrole, na koje se oslanja kao na primarnu sigurnosnu zaštitu, moraju se procijeniti i ispitati kako bi se potvrdila elektromagnetska otpornost u skladu s Testovima elektromagnetske otpornosti UL 1973 ako nisu ispitani kao dio standardne procjene funkcionalne sigurnosti.

Ćelija

1.Dodavanje zahtjeva za natrijeve ionske ćelije. Natrijeve ionske ćelije moraju biti u skladu sa zahtjevima za natrijeve ionske ćelije prema UL/ULC 2580 (identično zahtjevima za performanse i označavanje za sekundarne litijeve ćelije u UL/ULC 2580), uključujući usklađenost sa svim testovima performansi za ćelije.

2.Dodavanje zahtjeva za prenamijenjene ćelije. Baterije i baterijski sustavi koji koriste prenamijenjene ćelije i baterije moraju osigurati da su prenamijenjeni dijelovi prošli kroz prihvatljiv postupak za prenamjenu u skladu s UL 1974.

Testiranje promjena

Test preopterećenja

• Dodatak zahtjeva da se tijekom ispitivanja mjeri napon ćelija.
• Dodatak zahtjeva da se, ako BMS smanji struju punjenja na niži ventil pri kraju faze punjenja, uzorak kontinuirano puni smanjenom strujom punjenja dok se ne postignu konačni rezultati.
• Brisanje zahtjeva da se, ako se zaštitni uređaj u strujnom krugu aktivira, ispitivanje ponavlja najmanje 10 minuta na 90 % točke uključivanja zaštitnog uređaja ili na određenom postotku točke uključivanja koji omogućuje punjenje.
• Dodatak zahtjeva da u rezultatu ispitivanja prekomjernog punjenja maksimalni napon punjenja izmjeren na ćelijama ne smije prijeći njihovo normalno radno područje.

visoka stopa punjenja

• Dodavanje testa visoke brzine punjenja (isti zahtjevi za ispitivanje kao UL 1973);
• Odgoda BMS-a također se uzima u obzir u rezultatu testa: Struja prekomjernog punjenja može premašiti maksimalnu struju punjenja za kratko vrijeme (unutar nekoliko sekundi) što je unutar vremena odgode otkrivanja BMS-a.

Kratki spoj

• Uklanja zahtjev da se, ako zaštitni uređaj u strujnom krugu radi, ispitivanje ponavlja na 90% točke okidanja zaštitnog uređaja ili na nekom postotku točke okidanja koji omogućuje punjenje najmanje 10 minuta.

OpreopterećenjePodpražnjenjeTprocjena

• Dodavanje testa preopterećenja pri pražnjenju (zahtjevi ispitivanja isti su kao UL 1973)

Pretjerano pražnjenje

• Dodatak zahtjeva da se napon ćelija mjeri tijekom ispitivanja.
• Dodatak zahtjeva da kao rezultat ispitivanja prekomjernog pražnjenja minimalni napon pražnjenja izmjeren na ćelijama ne smije prijeći njihov normalni radni raspon.

Test temperature (porast temperature)

• Dodatak zahtjeva da ako maksimalni parametri punjenja variraju s temperaturom, podudarnost između parametara punjenja i temperature mora biti jasno navedena u uputama za punjenje, a DUT će se puniti prema najstrožim parametrima punjenja.
• Promijenite zahtjev preduvjeta. Ciklusi punjenja i pražnjenja se zatim ponavljaju za najmanje ukupno 2 potpuna ciklusa punjenja i pražnjenja, sve dok uzastopni ciklusi punjenja i pražnjenja ne nastave povećavati maksimalnu temperaturu ćelije za više od 2 °C。(potrebno je 5 ciklusa punjenja i pražnjenja u staroj verziji)
• Dodatak zahtjeva da uređaji za toplinsku zaštitu i prekostrujnu zaštitu ne smiju raditi.

Test kontinuiteta uzemljenja

Dodatak testa kontinuiteta uzemljenja (zahtjevi ispitivanja isti su kao UL 2580)

Test tolerancije dizajna kvara jedne ćelije

Sekundarne litijeve baterije koje imaju nazivnu energiju veću od 1 kWh moraju biti podvrgnute ispitivanju tolerancije dizajna kvara jedne ćelije prema UL/ULC 2580).

Sažetaky

Nova verzija UL 2271 ukida električne motocikle u proizvodnom asortimanu (električni motocikli bit će uključeni u opseg UL 2580) i dodaje dronove; s razvojem natrij-ionskih baterija, sve ih više LEV-ova koristi kao napajanje. Zahtjevi za natrij-ionske ćelije dodani su u novu verziju standarda. Što se tiče testiranja, detalji testa su također poboljšani i više pažnje je posvećeno sigurnosti ćelija. Dodan je toplinski odvod za velike baterije.

Prethodno je grad New York odredio da baterije za električne bicikle, električne skutere i laka električna vozila (LEV) moraju biti u skladu s UL 2271. Ova standardna revizija također ima za cilj sveobuhvatnu kontrolu sigurnosti baterija električnih bicikala i druge opreme. Žele li tvrtke uspješno ući na sjevernoameričko tržište, moraju na vrijeme razumjeti i ispuniti zahtjeve novih standarda.