Que é a proba de seguridade da batería de litio?

Que é a proba de seguridade da batería de litio?

Proba de rendemento de seguridade da batería

Proba de máis-descarga

1)Finalidade da proba: para verificar o rendemento do uso inadecuado eléctrico da batería dunha soa célula, simula os posibles riscos de seguridade que poden ocorrer cando a batería está demasiado-descargada, avaliando así se a mostra cumpre os requisitos de deseño.

2) Equipos de proba: célula únicacarga{0}}equipo de descarga da batería, cámara de proba de temperatura constante, multímetro, etc.

3) Método e procedementos de proba:

① Pre-trata a batería dunha célula a temperatura ambiente e despois cárguea completamente.

② Descargue a unha corrente constante de 1/3I (tipo de enerxía) ou (tipo de enerxía) ata a tensión de corte-de descarga da batería dunha célula e, a continuación, descargue á forza a corrente I durante 90 min.

4) Criterios de tratamento e avaliación de datos: Observe se a mostra presenta incendio ou explosión durante a proba e dentro do período de observación de 1 hora despois da proba.

Proba de sobrecarga

1)Finalidade da proba: para verificar o rendemento de abuso eléctrico da batería única, simular os posibles riscos de seguridade que poden ocorrer cando se sobrecarga a batería, avaliando así se a mostra cumpre os requisitos de deseño.

2)Equipos de proba: equipos de carga-de batería única, cámara de proba de temperatura constante, multímetro, etc.

3) Método e procedementos de proba:

① Pre-trata a batería dunha célula a temperatura ambiente e despois cárguea completamente.

② Continúe a carga de corrente constante ata que a tensión da batería dunha célula alcance 1,1 veces a súa tensión máxima de traballo, ou a capacidade de carga da batería dunha célula acade o 115% SOC.

4) Criterios de tratamento e avaliación de datos: Observe se a mostra presenta incendio ou explosión durante a proba e dentro do período de observación de 1 hora despois da proba.

Proba de curtocircuíto

1)Finalidade da proba: para verificar o rendemento de abuso eléctrico da batería única, simular os posibles riscos de seguridade que poden ocorrer cando se produce un curtocircuíto externo na batería, avaliando así se a mostra cumpre os requisitos de deseño.

2)Equipos de proba: equipos de carga-de batería única, cámara de proba de temperatura constante, multímetro, etc.

3) Método e procedementos de proba:

① Pre-trata a batería dunha célula a temperatura ambiente e despois cárguea completamente.

② Curto-os terminais positivo e negativo da batería dunha célula externamente durante 10 min, coa resistencia do circuíto externo inferior a 5 mΩ.

4) Criterios de tratamento e avaliación de datos: Observe se a mostra presenta incendio ou explosión durante a proba e dentro do período de observación de 1 hora despois da proba.

Crush Test

1) Finalidade da proba: para verificar o rendemento de abuso mecánico da batería dunha célula, simular os posibles riscos de seguridade que poden ocorrer cando se esmaga a batería, avaliando así se a mostra cumpre os requisitos de deseño.

2)Equipo de proba: equipos de carga de batería única-de descarga, cámara de proba de temperatura constante, banco de proba de aplastamento da batería de potencia, multímetro, etc.

3) Método e procedementos de proba:

① Pre-trata a batería dunha célula a temperatura ambiente e despois cárguea completamente.

② Dirección de trituración: aplique presión perpendicular á dirección da placa da batería dunha célula, ou na dirección máis probable de ser esmagada no deseño do vehículo.

a. Forma de placa trituradora: un semi-cilindro cun raio de 75 mm e a lonxitude (L) do semi-cilindro é maior que o tamaño da batería dunha célula triturada.

b. Velocidade de trituración: Non superior a 2 mm/s.

c. Grao de trituración: deixa de triturar cando a tensión chega a 0 V ou a deformación alcanza o 15% ou a forza de trituración alcanza os 100 kN ou 1000 veces o peso do obxecto de proba.

③ Manteña durante 10 min.

4) Criterios de tratamento e avaliación de datos: Observe se a mostra presenta incendio ou explosión durante a proba e dentro do período de observación de 1 hora despois da proba.

Proba de fuga térmica

1)Obxecto da proba: verificar o rendemento térmico de embalaxe da unidade de batería máis pequena que pode ser supervisada polo sistema de xestión da batería, realizar unha avaliación de seguridade sobre a fonte de perigo principal que supón un perigo para os ocupantes dos vehículos eléctricos e os sistemas do vehículo, avaliando así se a mostra cumpre os requisitos de deseño.

2)Equipo de proba: equipo de carga de batería única-descarga|descarga, cámara de proba de temperatura constante, dispositivo de calefacción, sistema de adquisición de temperatura, multímetro, etc.

3) Método e procedementos de proba:

① Use un dispositivo de calefacción plano ou con forma de -varilla, e a súa superficie estará cuberta con cerámica, metal ou capa illante. Os requisitos de selección de enerxía para o dispositivo de calefacción móstranse na Táboa 6-10. Completa a montaxe do obxecto de proba e do dispositivo de calefacción. O dispositivo de calefacción debe estar en contacto directo coa batería dunha célula e o tamaño do dispositivo de calefacción non debe ser maior que a superficie quentada do obxecto de proba. Instale monitores de temperatura, co sensor de temperatura no punto de vixilancia situado no lado afastado da condución da calor, é dicir, no lado oposto do dispositivo de calefacción. O intervalo de mostraxe dos datos de temperatura será inferior a 1 s, cun requisito de precisión de 2 graos, e a posición da punta do sensor de temperatura será inferior a 1 mm.

Táboa 6-10 Requisitos de selección do dispositivo de calefacción

②-Trata previamente a batería dunha célula a temperatura ambiente e cárguea ao 100 % de SOC. A continuación, continúe cargando o obxecto de proba con 1/1 de corrente durante 12 min. Iniciar inmediatamente o dispositivo de calefacción e quentar continuamente o obxecto de proba á súa máxima potencia. Cando se produza unha fuga térmica ou a temperatura no punto de vixilancia alcance os 300 graos, deixe de quentar e apague o dispositivo de calefacción.

③ Condicións para determinar se se produce unha fuga térmica

a. O obxecto de proba experimenta unha caída de tensión e a caída supera o 25% da tensión inicial.

b. A temperatura no punto de control alcanza a temperatura de funcionamento máxima especificada polo fabricante da batería.

c. A taxa de aumento da temperatura no punto de vixilancia dT/dt Maior ou igual a 1 grao/s e dura máis de 3 s. Determínase que se produciu unha fuga térmica cando se producen a e c ou b e c.

4) Criterios de tratamento e avaliación de datos: Observe se a mostra presenta incendio ou explosión durante o proceso de quecemento e dentro dunha hora despois de que se complete o quecemento.

Proba de rendemento de seguridade da batería de enerxía a nivel{0}}sistema

Crash simulado

1) Finalidade da proba: simular o impacto sobre a batería/sistema durante unha colisión de vehículos, avaliando así se a resistencia estrutural da mostra pode cumprir os requisitos de deseño.

2)Equipos de proba: equipos de carga do sistema de batería-descarga, cámara de proba de temperatura constante, banco de proba de choque simulado, probador de resistencia de illamento, etc.

3) Método e procedementos de proba: en referencia á posición de instalación do obxecto de proba no vehículo e aos requisitos da norma GB/T 2423.43-2008, o obxecto de proba debe montarse horizontalmente nun trineo cun accesorio. Segundo o entorno de uso do obxecto de proba e en combinación co pulso de aceleración/desaceleración do vehículo, este pulso cumprirá as condicións límite especificadas na Táboa 6{6}}11 e na Figura 6-1 (a dirección de desprazamento do vehículo é o eixe x e a outra dirección horizontal perpendicular á dirección de desprazamento é o eixe y, sendo o peso en vacío do vehículo m). Cando o obxecto de proba teña varias direccións de instalación (x/y/z), seleccionarase para a proba a dirección de instalación con maior aceleración. Despois da proba, observe durante 2 horas a temperatura ambiente da proba.

Táboa 6-11 Parámetros de pulso para a proba de choque simulada

4) Criterios de tratamento e avaliación de datos:

① Rexistra se a batería/sistema presenta fugas, roturas, incendios ou explosións durante a proba e o período de observación;

② Anote os valores de resistencia de illamento antes e despois da proba.

Esmagar

1) Finalidade da proba: simular os posibles riscos de seguridade que poden ocorrer cando se esmaga a batería/sistema, avaliando así se a resistencia estrutural da mostra cumpre os requisitos de deseño.

2)Equipos de proba: equipos de carga-de descarga do sistema de batería, cámara de proba de temperatura constante, banco de proba de esmagamento do sistema de batería, probador de resistencia de illamento, etc.

3) Método e procedementos de proba: as direccións de trituración son a dirección x-e dirección y- (a dirección de desprazamento do vehículo é o eixe x-, e a outra dirección horizontal perpendicular á dirección de desprazamento é o eixe y-). A velocidade de trituración non será superior a 2 mm/s. Deixa de triturar e manteña durante 10 min cando a forza de trituración alcance os 100 kN ou a deformación alcance o 30% da dimensión total na dirección de trituración. Despois da proba, observa durante 1 h á temperatura ambiente da proba. O diagrama esquemático da forma da placa de esmagamento móstrase na Figura 6-2. Pódese seleccionar un dos dous tipos seguintes:

① Un semi-cilindro cun raio de 75 mm e a lonxitude (L) do semi-cilindro é maior que a altura do obxecto de proba pero non excede 1 m, como se mostra na figura 6-2a.

② Dimensións xerais de 600 mm × 600 mm ou menos, con tres semi-cilindros cun radio de 75 mm cada un e separados 30 mm, como se mostra na figura 6-2b.

Seguridade de inmersión

1) Finalidade da proba: probar os posibles riscos de seguridade da batería/sistema en condicións de entrada de auga e avaliar se cumpre os requisitos de deseño.

2)Equipo de proba: equipos de carga-de descarga do sistema de batería, cámara de proba de temperatura constante, cámara de proba de inmersión en auga de mar, probador de resistencia de illamento, etc.

3) Método e procedementos de proba: o obxecto de proba debe conectarse con mazos de cables, conectores e outros compoñentes segundo o método de conexión do vehículo. Seleccione un dos dous métodos seguintes para a proba:

① Coloque o obxecto de proba nunha solución de cloruro sódico ao 3,5% (fracción de masa) durante 2 h na orientación real do conxunto do vehículo, cunha profundidade de auga suficiente para mergullar completamente o obxecto de proba;

② Realice a proba segundo o método e procedemento descritos en 14.2.7 de GB/T 4208-2017. O obxecto de proba estará totalmente inmerso en auga no estado de instalación especificado polo fabricante. Para os obxectos de proba cunha altura inferior a 850 mm, o punto máis baixo estará a 1000 mm por debaixo da superficie da auga; para obxectos de proba cunha altura igual ou superior a 850 mm, o punto máis alto estará a 150 mm por debaixo da superficie da auga. A duración da proba é de 30 min. A diferenza de temperatura entre a auga e o obxecto de proba non debe superar os 5 graos. Despois de retirar o paquete de baterías da auga, manténo parado e observa durante 2 h a temperatura ambiente de proba.

4) Criterios de procesamento e avaliación de datos: para as probas realizadas segundo o método ①, rexistre se a batería/sistema presenta incendios, explosións ou outros fenómenos durante a proba e o período de observación posterior. Para as probas realizadas segundo o método ②, rexistre o valor de resistencia de illamento da batería/sistema despois da proba, se cumpre o requisito IPX7 e se hai fugas, rotura de casca, incendio ou explosión.

Exposición ao lume externo

1) Finalidade da proba: probar os posibles riscos de seguridade da batería/sistema cando se expón a lumes externos e avaliar se cumpre os requisitos de deseño.

2)Equipos de proba: equipos de carga do sistema de batería-de descarga, cámara de proba de temperatura constante, banco de probas de exposición ao lume externo, probador de resistencia de illamento, anemómetro, etc.

3) Método e procedementos de proba: a temperatura ambiente será superior a 0 graos e a velocidade do vento non superará os 2,5 km/h. Durante a proba, o tamaño da bandexa de gasolina debe superar a dimensión de proxección horizontal do obxecto de proba en 20 cm, pero non máis de 50 cm, e a altura da bandexa non debe exceder de 8 cm por riba da superficie da gasolina. O obxecto de proba colocarase no centro. A distancia entre o nivel do líquido da gasolina e a parte inferior do obxecto de proba establecerase en 50 cm ou a distancia ao chan da superficie inferior do obxecto de proba cando o vehículo estea descargado. Inxectarase auga na capa inferior da bandexa. O diagrama esquemático da exposición ao lume externo móstrase na Figura 6-3.

A proba de exposición ao lume externo divídese nas seguintes catro etapas:

① Prequecemento: encender a gasolina nun lugar a polo menos 3 m de distancia do obxecto de proba. Despois de 60 s de prequecemento, coloque a bandexa de gasolina debaixo do obxecto de proba. Se a bandexa de gasolina é demasiado grande para ser movida, o obxecto de proba e o seu soporte poden moverse no seu lugar.

② Exposición directa á chama: o obxecto da proba está directamente exposto á chama durante 70 s.

③ Exposición indirecta á chama: cubra a bandexa de gasolina cun escudo resistente ao lume-. O obxecto de proba é probado neste estado durante 60 s. Alternativamente, previo acordo entre ambas as partes, continuar a exposición directa á chama durante outros 60 s. O escudo -resistente ao lume está montado a partir de ladrillos refractarios estándar, e as súas dimensións e datos técnicos móstranse na figura 6-4.

④ Eliminación da fonte de lume: afasta a bandexa de gasolina ou o obxecto de proba e observa durante 2 h á temperatura ambiente da proba ou ata que a temperatura da superficie externa do obxecto de proba caia por debaixo dos 45 graos.

4) Criterios de tratamento e avaliación de datos:

① Anote se a batería/sistema presenta incendios, explosións ou outros fenómenos durante a proba e o período de observación.

② Se hai unha chama, rexistre se se apaga dentro dos 2 minutos posteriores á eliminación da fonte de lume.

Propagación por fuga térmica

1) Finalidade da proba: probar os riscos de seguridade do paquete/sistema de baterías cando unha soa célula de batería sofre fuga térmica e avaliar se cumpre os requisitos de deseño.

2)Equipo de proba: equipos de carga-dispositivos de descarga do sistema de batería, cámara de proba de temperatura constante, banco de proba de penetración do sistema de batería, dispositivo de calefacción, sistema de adquisición de temperatura, probador de resistencia de illamento, anemómetro, etc.

3) Condicións da proba: a proba realizarase nun ambiente cunha temperatura ambiente superior a 0 graos, unha humidade relativa do 10 %–90 % e unha presión atmosférica de 86–106 kPa. Antes de comezar a proba, axuste o SOC do obxecto da proba. Para paquetes de baterías/sistemas deseñados para carga externa, o SOC axustarase a non menos do 95 % do intervalo de funcionamento normal SOC especificado pola empresa. Para paquetes/sistemas de batería deseñados para ser cargados só polo dispositivo de enerxía do propio vehículo, o SOC axustarase a non menos do 90 % do intervalo de funcionamento normal SOC especificado pola empresa. Antes de comezar a proba, todos os dispositivos de proba funcionarán normalmente. A mostra de proba deberá modificarse o menos posible e a empresa presentará unha lista de todas as modificacións realizadas. A proba realizarase en interiores ou nun ambiente cunha velocidade do vento non superior a 2,5 km/h.

4) Método e procedementos de proba: o obxecto disparador de fuga térmica é unha única célula de batería dentro do obxecto de proba. Seleccione unha única cela situada no centro da batería/sistema ou rodeada por outras células individuais.

① Método de penetración do prego para activar a fuga térmica: a agulla de penetración será de aceiro cun diámetro de 3-8 mm; a punta da agulla será cónica cun ángulo de 20 graos -60 graos; a velocidade de penetración será de 0,1–10 mm/s; a posición e dirección de penetración elixiranse para desencadear a fuga térmica na célula única da batería (por exemplo, perpendicular á dirección da placa do electrodo).

② Método de calefacción para activar a fuga térmica: utiliza un dispositivo de calefacción plano ou en forma de -varilla coa superficie cuberta por cerámica, metal ou capa illante. Para un dispositivo de calefacción en forma de bloque-que teña as mesmas dimensións que a batería dunha célula, este dispositivo de calefacción pode substituír unha das células individuais e estar en contacto directo coa superficie do obxecto disparador; para un dispositivo de calefacción de película delgada-, permanecerá unido á superficie do obxecto disparador en todo momento; a área de calefacción do dispositivo de calefacción non debe ser maior que a superficie da batería dun só célula; a superficie de calefacción do dispositivo de calefacción debe estar en contacto directo coa superficie da batería única e a posición do dispositivo de calefacción debe corresponder á posición do sensor de temperatura especificado; unha vez finalizada a instalación, o dispositivo de calefacción activarase nun prazo de 24 horas e quentará o obxecto disparador á súa máxima potencia; a selección de potencia do dispositivo de calefacción móstrase na táboa 6-12; deixar de activarse cando se produza unha fuga térmica ou o sensor de temperatura correspondente alcance os 300 graos.

Táboa 6-12 Selección de potencia do dispositivo de calefacción

③ Esquema de disposición do punto de vixilancia recomendado: monitorizarase a tensión ou a temperatura mediante o circuíto orixinal ou un circuíto de proba adicional. O intervalo de mostraxe dos datos de temperatura será inferior a 1 s, cun requisito de precisión de ±2 graos. Durante a activación da penetración do prego, o sensor de temperatura colocarase o máis preto posible do punto de curto-circuíto; tamén se pode utilizar a temperatura do prego (na figura 6-5 móstrase un diagrama esquemático das posicións de disposición dos sensores de temperatura durante a activación da penetración do prego). Durante a activación do quecemento, o sensor de temperatura debe colocarse no lado afastado da condución da calor, é dicir, no lado oposto do dispositivo de calefacción (consulte a Figura 6-6).

5) Criterios recomendados para determinar a aparición de fugas térmicas:

① O obxecto de proba experimenta unha caída de tensión superior ao 25 ​​% da tensión inicial.

② A temperatura no punto de control alcanza a temperatura de funcionamento máxima especificada polo fabricante da batería.

③ A taxa de aumento da temperatura no punto de vixilancia dT/dt Maior ou igual a 1 grao/s e dura máis de 3 s. Determínase que se produciu unha fuga térmica cando se producen ① e ③ ou ② e ③.

Criterios de tratamento e avaliación de datos

1) Se se utiliza o método recomendado como método de activación da fuga térmica e non se produce ningún escape térmico, para garantir que a propagación térmica non poña en perigo os ocupantes do vehículo, débese demostrar que non se producirá a fuga térmica utilizando os dous métodos recomendados a continuación.

2) Se se produce unha fuga térmica, rexistre o tempo desde que se emite o sinal de alarma de fuga térmica ata que se produce un incendio ou unha explosión fóra do obxecto de proba (o que se produza primeiro); este tempo non será inferior a 5 min.