Mi a lítium akkumulátor biztonsági tesztelése?

Mi a lítium akkumulátor biztonsági tesztelése?

Az akkumulátor biztonsági teljesítményének tesztelése

Túl-kisülési teszt

1) A teszt célja: Az egycellás akkumulátor elektromos visszaélésekkel szembeni teljesítményének ellenőrzése érdekében szimulálja az akkumulátor túlzott lemerülése esetén fellépő potenciális biztonsági kockázatokat, és így értékelje ki, hogy a minta megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Vizsgáló berendezés: Egycellásakkumulátortöltő-kisütő berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, multiméter stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások:

① Elő{0}}kezelje az egycellás akkumulátort szobahőmérsékleten, majd töltse fel teljesen.

② Kisütés 1/3I (energiatípus) vagy (teljesítménytípus) állandó árammal az egycellás akkumulátor kisülési lekapcsolási-feszültségére, majd erőltetett kisütés I áramerősséggel 90 percig.

4) Adatfeldolgozási és értékelési kritériumok: Figyelje meg, hogy a minta tüzet vagy robbanást mutat-e a vizsgálat során és a vizsgálatot követő 1 órás megfigyelési időszakban.

Túltöltési teszt

1) A vizsgálat célja: Az egycellás akkumulátor elektromos visszaélésekkel szembeni teljesítményének ellenőrzése, szimulálja az akkumulátor túltöltésekor fellépő potenciális biztonsági kockázatokat, ezáltal értékelve, hogy a minta megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztberendezés: egycellás akkumulátortöltő-kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, multiméter stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások:

① Elő{0}}kezelje az egycellás akkumulátort szobahőmérsékleten, majd töltse fel teljesen.

② Folytassa az állandó áramú töltést, amíg az egycellás akkumulátor feszültsége el nem éri a maximális üzemi feszültség 1,1-szeresét, vagy az egycellás akkumulátor töltöttsége el nem éri a SOC 115%-át.

4) Adatfeldolgozási és értékelési kritériumok: Figyelje meg, hogy a minta tüzet vagy robbanást mutat-e a vizsgálat során és a vizsgálatot követő 1 órás megfigyelési időszakban.

Rövidzárlati teszt

1) A teszt célja: Az egycellás akkumulátor elektromos visszaélési teljesítményének ellenőrzése, szimulálja azokat a potenciális biztonsági kockázatokat, amelyek akkor fordulhatnak elő, ha külső rövidzárlat történik az akkumulátorral, ezáltal értékelve, hogy a minta megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztberendezés: egycellás akkumulátortöltő-kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, multiméter stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások:

① Elő{0}}kezelje az egycellás akkumulátort szobahőmérsékleten, majd töltse fel teljesen.

② Zárja rövidre{0}} az egycellás akkumulátor pozitív és negatív pólusait külsőleg 10 percig úgy, hogy a külső áramkör ellenállása 5 mΩ-nál kisebb legyen.

4) Adatfeldolgozási és értékelési kritériumok: Figyelje meg, hogy a minta tüzet vagy robbanást mutat-e a vizsgálat során és a vizsgálatot követő 1 órás megfigyelési időszakban.

Crush Test

1) A vizsgálat célja: Az egycellás akkumulátor mechanikai visszaélésekkel szembeni teljesítményének ellenőrzése, szimulálja az akkumulátor összetörésekor fellépő potenciális biztonsági kockázatokat, ezáltal értékelve, hogy a minta megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztfelszerelés: egycellás akkumulátortöltő-kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, erősáramú akkumulátor betörési tesztpad, multiméter stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások:

① Elő{0}}kezelje az egycellás akkumulátort szobahőmérsékleten, majd töltse fel teljesen.

② Zúzás iránya: Alkalmazza a nyomást az egycellás akkumulátor lemezirányára merőlegesen, vagy abban az irányban, ahol a legvalószínűbb az összenyomódás a jármű elrendezésében.

a. Zúzólemez forma: 75 mm sugarú fél{1}}henger, és a félhenger hossza (L) nagyobb, mint a zúzott egycellás akkumulátor mérete.

b. Zúzási sebesség: Legfeljebb 2 mm/s.

c. Zúzás mértéke: Ha a feszültség eléri a 0 V-ot vagy az alakváltozás eléri a 15%-ot, vagy a nyomóerő eléri a 100 kN-t vagy a vizsgált tárgy tömegének 1000-szeresét, akkor a zúzást le kell állítani.

③ Tartsa 10 percig.

4) Adatfeldolgozási és értékelési kritériumok: Figyelje meg, hogy a minta tüzet vagy robbanást mutat-e a vizsgálat során és a vizsgálatot követő 1 órás megfigyelési időszakban.

Thermal Runaway Test

1) A vizsgálat célja: Az akkumulátorvezérlő rendszer által felügyelhető legkisebb akkumulátoregység hőkifutási teljesítményének ellenőrzése, biztonsági értékelés elvégzése az elektromos járművek utasait és rendszereit veszélyeztető fő veszélyforráson, ezáltal értékelve, hogy a minta megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztberendezés: egycellás akkumulátortöltő-kisütés|kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, fűtőberendezés, hőmérsékletmérő rendszer, multiméter stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások:

① Használjon lapos vagy rúd{0}}alakú fűtőberendezést, amelynek felületét kerámia, fém vagy szigetelőréteg borítja. A fűtőberendezés teljesítményválasztási követelményeit a 6-10. táblázat tartalmazza. Fejezze be a vizsgálati tárgy és a fűtőberendezés összeszerelését. A fűtőberendezésnek közvetlenül érintkeznie kell az egycellás akkumulátorral, és a fűtőberendezés mérete nem lehet nagyobb, mint a vizsgált tárgy fűtött felülete. Szerelje be a hőmérséklet-figyelőket úgy, hogy a hőmérséklet-érzékelő a felügyeleti ponton a hővezetéstől távolabbi oldalon legyen, azaz a fűtőberendezés ellenkező oldalán. A hőmérsékleti adatok mintavételi intervallumának 1 s-nál rövidebbnek kell lennie, 2 fokos pontossági követelmény mellett, és a hőmérséklet-érzékelő hegyének helyzete 1 mm-nél kisebb.

6-10. táblázat A fűtőberendezés kiválasztásának követelményei

② Elő{0}}kezelje az egycellás akkumulátort szobahőmérsékleten, majd töltse fel 100%-os SOC-ra. Ezután folytassa a vizsgálandó tárgy töltését 1/1 árammal 12 percig. Azonnal indítsa el a fűtőberendezést, és folyamatosan melegítse a vizsgálandó tárgyat maximális teljesítményen. Ha hőkifutás lép fel, vagy a hőmérséklet a megfigyelési ponton eléri a 300 fokot, állítsa le a fűtést és kapcsolja ki a fűtőberendezést.

③ Feltételek annak meghatározásához, hogy előfordul-e termikus kifutás

a. A vizsgált objektum feszültségesést tapasztal, és ez meghaladja a kezdeti feszültség 25%-át.

b. A megfigyelési pont hőmérséklete eléri az akkumulátor gyártója által megadott maximális üzemi hőmérsékletet.

c. A hőmérséklet-emelkedés sebessége a megfigyelési ponton dT/dt nagyobb vagy egyenlő, mint 1 fok /s, és több mint 3 másodpercig tart. A termikus kifutás akkor következett be, amikor a és c vagy b és c előfordul.

4) Adatfeldolgozási és értékelési kritériumok: Figyelje meg, hogy a minta nem mutat-e tüzet vagy robbanást a melegítési folyamat során és a melegítés befejezése után 1 órán belül.

Rendszer-szintű akkumulátor-biztonsági teljesítményteszt

Szimulált összeomlás

1) A vizsgálat célja: Az akkumulátorcsomagra/rendszerre gyakorolt ​​hatás szimulálása a jármű ütközése során, ezáltal értékelve, hogy a minta szerkezeti szilárdsága megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztberendezés: Akkumulátorrendszer-töltő{1}}kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, szimulált ütközési tesztpad, szigetelési ellenállásmérő stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások: Tekintettel a vizsgálati tárgy járműbe történő beépítési helyzetére és a GB/T 2423.43-2008 előírásaira, a vizsgálati tárgyat vízszintesen kell felszerelni egy rögzítéssel ellátott szánra. A vizsgálati objektum használati környezetének megfelelően és a jármű gyorsulási/lassulási impulzusával együtt ennek az impulzusnak meg kell felelnie a 6-11. táblázatban és a 6-1. ábrában meghatározott peremfeltételeknek (a jármű haladási iránya az x tengely, a másik, a haladási irányra merőleges vízszintes irány pedig a jármű y tengelye, a jármű y tengelye m). Ha a vizsgálati objektumnak több beépítési iránya van (x/y/z), a nagyobb gyorsulású beépítési irányt kell kiválasztani a vizsgálathoz. A vizsgálat után 2 órán keresztül figyelje a vizsgálati környezeti hőmérsékleten.

6-11. táblázat Impulzusparaméterek szimulált ütközési teszthez

4) Adatfeldolgozási és értékelési kritériumok:

① Jegyezze fel, hogy az akkumulátorcsomag/rendszer szivárgást, szakadást, tüzet vagy robbanást mutat-e a teszt és a megfigyelési időszak alatt;

② Jegyezze fel a szigetelési ellenállás értékeit a vizsgálat előtt és után.

Crush

1) A vizsgálat célja: Az akkumulátorcsomag/rendszer összenyomásakor fellépő potenciális biztonsági kockázatok szimulálása, ezáltal értékelve, hogy a minta szerkezeti szilárdsága megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztfelszerelés: Akkumulátorrendszer-töltő{1}}kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, akkumulátor-rendszer összetörési tesztpad, szigetelési ellenállás-mérő stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások: A zúzás irányai az x-irány és az y-irány (a jármű haladási iránya az x-tengely, a másik, a haladási irányra merőleges vízszintes irány pedig az y-tengely). A zúzás sebessége nem haladhatja meg a 2 mm/s értéket. Hagyja abba a zúzást és tartsa 10 percig, ha a nyomóerő eléri a 100 kN-t, vagy a deformáció eléri a zúzás irányú összméretének 30%-át. A vizsgálat után 1 órán keresztül figyelje a vizsgálati környezeti hőmérsékleten. A zúzólemez forma sematikus diagramja a 6-2. ábrán látható. A következő két típus egyike választható:

① Egy 75 mm-es sugarú fél{0}}félhenger, amelynek hossza (L) nagyobb, mint a vizsgált tárgy magassága, de nem haladja meg az 1 m-t, amint az a 6-2a ábrán látható.

② Teljes mérete 600 mm × 600 mm vagy kisebb, három fél-hengerrel, amelyek sugara 75 mm, és egymástól 30 mm távolságra vannak egymástól, a 6-2b. ábra szerint.

Merülésbiztonság

1) A teszt célja: Az akkumulátorcsomag/rendszer lehetséges biztonsági kockázatainak tesztelése víz behatolása mellett, és annak értékelése, hogy megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztberendezés: Akkumulátorrendszer-töltő{1}}kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, tengervíz-merítési tesztkamra, szigetelési ellenállás-vizsgáló stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások: A vizsgálati objektumot kábelkötegekkel, csatlakozókkal és egyéb alkatrészekkel kell csatlakoztatni a jármű csatlakoztatási módszerének megfelelően. Válasszon egyet a következő két tesztelési módszer közül:

① Helyezze a vizsgálandó tárgyat 3,5%-os (tömegfrakció) nátrium-klorid-oldatba 2 órára a járműszerelvény tényleges helyzetében, és a vízmélység elegendő ahhoz, hogy a vizsgálandó tárgyat teljesen elmerítse;

② Végezze el a tesztet a GB/T 4208-2017 14.2.7. pontjában leírt módszer és eljárás szerint. A vizsgálati tárgyat teljesen vízbe kell meríteni a gyártó által meghatározott beépítési állapotban. A 850 mm-nél kisebb magasságú vizsgálati tárgyak esetében a legalacsonyabb pontnak 1000 mm-rel a vízfelszín alatt kell lennie; a 850 mm-es vagy annál nagyobb magasságú vizsgálati tárgyak esetében a legmagasabb pontnak 150 mm-rel a vízfelszín alatt kell lennie. A teszt időtartama 30 perc. A víz és a vizsgálandó tárgy közötti hőmérsékletkülönbség nem haladhatja meg az 5 fokot. Miután eltávolította az akkumulátort a vízből, tartsa mozdulatlanul, és figyelje 2 órán keresztül a tesztkörnyezeti hőmérsékleten.

4) Adatfeldolgozási és -értékelési kritériumok: A ① módszer szerint végzett vizsgálatoknál rögzítse, hogy az akkumulátorcsomag/rendszer nem mutat-e tüzet, robbanást vagy egyéb jelenséget a teszt és az azt követő megfigyelési időszak alatt. A ② módszer szerint végzett vizsgálatoknál jegyezze fel az akkumulátorcsomag/rendszer szigetelési ellenállásának értékét a vizsgálat után, hogy megfelel-e az IPX7 követelménynek, és van-e szivárgás, héjszakadás, tűz vagy robbanás.

Külső tűzveszély

1) A teszt célja: Az akkumulátorcsomag/rendszer lehetséges biztonsági kockázatainak tesztelése külső tűznek kitéve, és annak értékelése, hogy megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztfelszerelés: Akkumulátorrendszer-töltő{1}}kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű vizsgálókamra, külső tűzveszélyességi tesztpad, szigetelési ellenállás-mérő, szélmérő stb.

3) Vizsgálati módszer és eljárások: A környezeti hőmérséklet 0 fok felett legyen, és a szél sebessége nem haladhatja meg a 2,5 km/h-t. A vizsgálat során a benzintálca mérete 20 cm-rel, de legfeljebb 50 cm-rel haladhatja meg a vizsgált tárgy vízszintes vetületi méretét, és a tálca magassága nem haladhatja meg a 8 cm-t a benzin felülete felett. A vizsgálandó tárgyat középen kell elhelyezni. A benzinfolyadék szintje és a vizsgálati tárgy alja közötti távolságot 50 cm-re kell beállítani, vagy a vizsgálati tárgy alsó felületének szabad magasságát, amikor a jármű nincs terhelve. Vizet kell befecskendezni a tálca alsó rétegébe. A külső tűznek való kitettség sematikus diagramja a 6-3. ábrán látható.

A külső tűz expozíciós vizsgálata a következő 4 szakaszra oszlik:

① Előmelegítés: Gyújtsa be a benzint legalább 3 m távolságra a vizsgálandó tárgytól. 60 másodperces előmelegítés után helyezze a benzintálcát a vizsgálandó tárgy alá. Ha a benzintálca túl nagy ahhoz, hogy el lehessen mozgatni, akkor a teszt tárgyat és annak tartóját lehet mozgatni.

② Közvetlen lángexpozíció: A vizsgálandó tárgyat 70 másodpercig közvetlenül a lángnak teszik ki.

③ Közvetett lángnak való kitettség: Fedje le a benzintálcát tűzálló-pajzsgal. A tesztobjektumot ebben az állapotban 60 másodpercig tesztelik. Alternatív megoldásként a felek megállapodása alapján folytassa a közvetlen láng hatását további 60 másodpercig. A tűzálló pajzsot szabványos tűzálló téglákból állítják össze, méreteit és műszaki adatait a 6-4. ábra mutatja.

④ Eltávolítás a tűzforrásból: Távolítsa el a benzintálcát vagy a vizsgálandó tárgyat, és figyelje 2 órán keresztül a vizsgált környezeti hőmérsékleten, vagy amíg a vizsgálandó tárgy külső felületének hőmérséklete 45 fok alá nem csökken.

4) Adatfeldolgozási és értékelési kritériumok:

① Jegyezze fel, hogy az akkumulátorcsomag/rendszer nem mutat-e tüzet, robbanást vagy egyéb jelenséget a teszt és a megfigyelési időszak alatt.

② Ha láng van, jegyezze fel, hogy a tűzforrás eltávolítása után 2 percen belül kialszik-e.

Thermal Runaway Propagation

1) A teszt célja: Az akkumulátorcsomag/rendszer biztonsági kockázatainak tesztelése, amikor egyetlen akkumulátorcella hőkiürítésen megy keresztül, és annak értékelése, hogy megfelel-e a tervezési követelményeknek.

2) Tesztfelszerelés: Akkumulátorrendszer-töltő{1}}kisütési berendezés, állandó hőmérsékletű tesztkamra, akkumulátor-rendszer behatolási tesztpad, fűtőberendezés, hőmérsékletmérő rendszer, szigetelési ellenállás-mérő, szélmérő stb.

3) Vizsgálati feltételek: A vizsgálatot 0 °C feletti környezeti hőmérsékletű, 10 %–90 % relatív páratartalmú és 86–106 kPa légköri nyomású környezetben kell elvégezni. A teszt megkezdése előtt állítsa be a tesztobjektum SOC értékét. A külső töltésre tervezett akkumulátorcsomagok/rendszerek esetében az SOC-t a vállalat által meghatározott normál SOC működési tartomány legalább 95 %-ára kell beállítani. Azon akkumulátorok/rendszerek esetében, amelyeket kizárólag a jármű saját energiaeszközével való feltöltésre terveztek, az SOC-t a vállalkozás által meghatározott normál SOC működési tartomány legalább 90 %-ára kell beállítani. A vizsgálat megkezdése előtt minden vizsgálóeszköznek megfelelően kell működnie. A vizsgálati mintát a lehető legkisebb mértékben kell módosítani, és a vállalkozásnak listát kell benyújtania az elvégzett módosításokról. A vizsgálatot zárt térben vagy 2,5 km/h-nál nem nagyobb szélsebességű környezetben kell elvégezni.

4) Vizsgálati módszer és eljárások: A hőkioldó trigger objektum egyetlen akkumulátorcella a teszt objektumon belül. Válasszon ki egy cellát, amely az akkumulátorcsomag/rendszer közepén található, vagy más egycellákkal körülvéve.

① Szög behatolási módszer a hőkiürítés kiváltására: A behatoló tűnek 3–8 mm átmérőjű acélból kell készülnie; a tű hegyének kúposnak kell lennie, 20°–60° szöggel; a behatolási sebesség 0,1–10 mm/s; a behatolási helyzetet és irányt úgy kell megválasztani, hogy az egyetlen akkumulátorcellában hőkiürítést váltson ki (például merőlegesen az elektródalemez irányára).

② Fűtési módszer a hőkiürítés kiváltására: Használjon lapos vagy rúd{0}}formájú fűtőberendezést, amelynek felületét kerámia, fém vagy szigetelőréteg borítja. Az egycellás akkumulátoréval azonos méretű blokk{2}}alakú fűtőberendezés esetén ez a fűtőberendezés helyettesítheti az egycellák egyikét, és közvetlenül érintkezhet a kioldó tárgy felületével; vékonyfilmes fűtőberendezés esetén annak mindig a kioldó tárgy felületéhez kell rögzítve maradnia; a fűtőberendezés fűtött területe nem lehet nagyobb, mint az egycellás akkumulátor felülete; a fűtőberendezés fűtőfelülete közvetlenül érintkezzen az egycellás akkumulátor felületével, és a fűtőberendezés helyzetének meg kell egyeznie a megadott hőmérséklet-érzékelő helyzetével; a telepítés befejezése után a fűtőberendezést 24 órán belül működésbe kell hozni, és a kioldó tárgyat a maximális teljesítménnyel kell felmelegíteni; a fűtőberendezés teljesítményválasztását a 6-12. táblázat mutatja; állítsa le a kioldást, ha hőkifutás lép fel, vagy a megfelelő hőmérséklet-érzékelő eléri a 300 fokot.

6-12. táblázat A fűtőberendezés teljesítményének kiválasztása

③ A megfigyelési pontok javasolt elrendezési sémája: A feszültséget vagy a hőmérsékletet az eredeti áramkörrel vagy egy további tesztáramkörrel kell felügyelni. A hőmérsékleti adatok mintavételi intervallumának 1 s-nál rövidebbnek kell lennie, a pontossági követelmény ±2 fok. A szögbehatolás kioldásakor a hőmérséklet-érzékelőt a lehető legközelebb kell elhelyezni a rövidzárlati ponthoz; a szög hőmérséklete is használható (a 6-5. ábrán látható a hőmérséklet-érzékelő elrendezésének sematikus diagramja a szög behatolása közben). A fűtés kioldásakor a hőmérséklet-érzékelőt a hővezetéstől távol eső oldalra, azaz a fűtőberendezés ellenkező oldalára kell elhelyezni (lásd 6-6. ábra).

5) Javasolt kritériumok a hőkifutási előfordulás meghatározásához:

① A vizsgált objektum a kezdeti feszültség 25%-át meghaladó feszültségesést tapasztal.

② A megfigyelési pont hőmérséklete eléri az akkumulátor gyártója által megadott maximális üzemi hőmérsékletet.

③ A hőmérséklet-emelkedés sebessége a megfigyelési ponton dT/dt nagyobb vagy egyenlő, mint 1 fok /s és több mint 3 másodpercig tart. A termikus kifutás akkor következett be, amikor a ① és ③ vagy a ② és ③ előfordulnak.

Adatfeldolgozási és értékelési kritériumok

1) Ha az ajánlott módszert használják termikus kifutó kiváltási módszerként, és nem fordul elő termikus kifutás, annak biztosítása érdekében, hogy a hőterjedés ne veszélyeztesse a járműben ülőket, igazolni kell, hogy a hőkifutás nem következik be mindkét alábbi ajánlott módszerrel.

2) Ha hőkifutás történik, jegyezze fel az időt a hőkifutási riasztás kibocsátásától a vizsgálati objektumon kívüli tűz vagy robbanásig (amelyik előbb következik be); ez az idő nem lehet kevesebb 5 percnél.