Apakah ujian keselamatan bateri litium?

Apakah ujian keselamatan bateri litium?

1)Tujuan ujian: Untuk mengesahkan prestasi penyalahgunaan elektrik bateri sel tunggal, simulasi potensi risiko keselamatan yang mungkin berlaku apabila bateri habis-dinyahcas, dengan itu menilai sama ada sampel memenuhi keperluan reka bentuk.

2) Peralatan ujian: Sel tunggalcas bateri-peralatan nyahcas, ruang ujian suhu malar, multimeter, dsb.

3) Kaedah dan prosedur ujian:

① Pra-rawat bateri sel tunggal pada suhu bilik dan kemudian cas sepenuhnya.

② Nyahcas pada arus malar 1/3I(jenis tenaga) atau (jenis kuasa) ke voltan pemotongan-nyahcas bateri sel tunggal, dan kemudian nyahcas secara paksa pada arus I selama 90 minit.

4) Kriteria pemprosesan dan penilaian data: Perhatikan sama ada sampel mempamerkan kebakaran atau letupan semasa ujian dan dalam tempoh pemerhatian 1 jam selepas ujian.

1)Tujuan ujian: Untuk mengesahkan prestasi penyalahgunaan elektrik bateri sel tunggal, simulasi potensi risiko keselamatan yang mungkin berlaku apabila bateri dicas berlebihan, dengan itu menilai sama ada sampel memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Peralatan nyahcas-bateri sel tunggal, ruang ujian suhu malar, meter berbilang, dsb.

3) Kaedah dan prosedur ujian:

① Pra-rawat bateri sel tunggal pada suhu bilik dan kemudian cas sepenuhnya.

② Teruskan pengecasan arus malar sehingga voltan bateri sel tunggal mencapai 1.1 kali voltan kerja maksimumnya, atau kapasiti pengecasan bateri sel tunggal mencapai 115% SOC.

4) Kriteria pemprosesan dan penilaian data: Perhatikan sama ada sampel mempamerkan kebakaran atau letupan semasa ujian dan dalam tempoh pemerhatian 1 jam selepas ujian.

1)Tujuan ujian: Untuk mengesahkan prestasi penyalahgunaan elektrik bateri sel tunggal, simulasi potensi risiko keselamatan yang mungkin berlaku apabila litar pintas luaran berlaku pada bateri, dengan itu menilai sama ada sampel memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Peralatan nyahcas-bateri sel tunggal, ruang ujian suhu malar, meter berbilang, dsb.

3) Kaedah dan prosedur ujian:

① Pra-rawat bateri sel tunggal pada suhu bilik dan kemudian cas sepenuhnya.

② Litar pintas-terminal positif dan negatif bateri sel tunggal secara luaran selama 10 minit, dengan rintangan litar luaran kurang daripada 5 mΩ.

4) Kriteria pemprosesan dan penilaian data: Perhatikan sama ada sampel mempamerkan kebakaran atau letupan semasa ujian dan dalam tempoh pemerhatian 1 jam selepas ujian.

1) Tujuan ujian: Untuk mengesahkan prestasi penyalahgunaan mekanikal bateri sel tunggal, simulasi potensi risiko keselamatan yang mungkin berlaku apabila bateri dihancurkan, dengan itu menilai sama ada sampel memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Peralatan nyahcas bateri sel tunggal-, ruang ujian suhu malar, bangku ujian penghancur bateri kuasa, meter berbilang, dsb.

3) Kaedah dan prosedur ujian:

① Pra-rawat bateri sel tunggal pada suhu bilik dan kemudian cas sepenuhnya.

② Arah penghancuran: Gunakan tekanan berserenjang dengan arah plat bateri sel tunggal, atau ke arah yang paling mungkin dihancurkan dalam susun atur kenderaan.

a. Bentuk plat penghancur: Separa-silinder dengan jejari 75 mm dan panjang (L) separa-silinder adalah lebih besar daripada saiz bateri sel tunggal yang dihancurkan.

b. Kelajuan penghancuran: Tidak lebih daripada 2 mm/s.

c. Tahap penghancuran: Hentikan penghancuran apabila voltan mencapai 0 V atau ubah bentuk mencapai 15%, atau daya penghancuran mencapai 100 kN atau 1000 kali berat objek ujian.

③ Tahan selama 10 minit.

4) Kriteria pemprosesan dan penilaian data: Perhatikan sama ada sampel mempamerkan kebakaran atau letupan semasa ujian dan dalam tempoh pemerhatian 1 jam selepas ujian.

1)Tujuan ujian: Untuk mengesahkan prestasi larian haba bagi unit bateri terkecil yang boleh dipantau oleh sistem pengurusan bateri, jalankan penilaian keselamatan pada sumber bahaya teras yang mendatangkan bahaya kepada penghuni kenderaan elektrik dan sistem kenderaan, dengan itu menilai sama ada sampel memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Pengecasan bateri sel tunggal-peralatan nyahcas, ruang ujian suhu malar, peranti pemanasan, sistem pemerolehan suhu, meter berbilang, dsb.

3) Kaedah dan prosedur ujian:

① Gunakan peranti pemanas rata atau -rod, dan permukaannya hendaklah ditutup dengan lapisan seramik, logam atau penebat. Keperluan pemilihan kuasa untuk peranti pemanasan ditunjukkan dalam Jadual 6-10. Lengkapkan pemasangan objek ujian dan peranti pemanasan. Peranti pemanas hendaklah bersentuhan langsung dengan bateri sel tunggal, dan saiz peranti pemanas tidak boleh lebih besar daripada permukaan yang dipanaskan objek ujian. Pasang pemantau suhu, dengan penderia suhu pada titik pemantauan diletakkan pada sisi yang jauh dari pengaliran haba, iaitu, pada bahagian bertentangan peranti pemanasan. Selang pensampelan data suhu hendaklah kurang daripada 1 saat, dengan keperluan ketepatan 2 darjah, dan kedudukan hujung penderia suhu hendaklah kurang daripada 1 mm.

Jadual 6-10 Keperluan pemilihan peranti pemanas

Uji tenaga objek E/Wh	Kuasa maksimum peranti pemanas/W
E<100	30-300
100 Kurang daripada atau sama dengan E<400	300-1000
400 Kurang daripada atau sama dengan E<800	300-2000
E Lebih besar daripada atau sama dengan 800	>600

② Pra-rawat bateri sel tunggal pada suhu bilik dan kemudian caskannya kepada 100% SOC. Kemudian teruskan mengecas objek ujian dengan arus 1/1 selama 12 min. Segera mulakan peranti pemanasan dan panaskan objek ujian secara berterusan pada kuasa maksimumnya. Apabila pelarian haba berlaku atau suhu di titik pemantauan mencapai 300 darjah, hentikan pemanasan dan matikan peranti pemanasan.

③ Syarat untuk menentukan sama ada pelarian haba berlaku

a. Objek ujian mengalami penurunan voltan, dan penurunan melebihi 25% daripada voltan awal.

b. Suhu di titik pemantauan mencapai suhu operasi maksimum yang ditentukan oleh pengeluar bateri.

c. Kadar kenaikan suhu pada titik pemantauan dT/dt Lebih daripada atau sama dengan 1 darjah / s dan bertahan selama lebih daripada 3 s. Larian haba ditentukan telah berlaku apabila a dan c atau b dan c berlaku.

4) Kriteria pemprosesan dan penilaian data: Perhatikan sama ada sampel mempamerkan kebakaran atau letupan semasa proses pemanasan dan dalam masa 1 jam selepas pemanasan selesai.

1)Tujuan ujian: Untuk mensimulasikan kesan pada pek/sistem bateri semasa perlanggaran kenderaan, dengan itu menilai sama ada kekuatan struktur sampel boleh memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Peralatan nyahcas-sistem bateri, ruang ujian suhu malar, bangku ujian ranap simulasi, penguji rintangan penebat, dsb.

3)Kaedah dan prosedur ujian: Merujuk kepada kedudukan pemasangan objek ujian dalam kenderaan dan keperluan GB/T 2423.43-2008, objek ujian hendaklah dipasang secara mendatar pada kereta luncur dengan lekapan. Mengikut persekitaran penggunaan objek ujian dan dalam kombinasi dengan nadi pecutan/nyahpecutan kenderaan, nadi ini hendaklah memenuhi syarat sempadan yang dinyatakan dalam Jadual 6-11 dan Rajah 6-1 (arah perjalanan kenderaan ialah paksi-x, dan arah mendatar lain yang berserenjang dengan arah perjalanan ialah paksi-y, dengan berat kerb kenderaan). Apabila objek ujian mempunyai berbilang arah pemasangan (x/y/z), arah pemasangan dengan pecutan yang lebih besar hendaklah dipilih untuk ujian. Selepas ujian, amati selama 2 jam pada suhu persekitaran ujian.

Figure 6-1 Schematic of Simulated Crash Test Acceleration Pulse

Jadual 6-11 Parameter nadi untuk ujian ranap simulasi

Ujian	Lebar nadi /ms	m Kurang daripada atau sama dengan 3.5 t		3.5 t < m Kurang daripada atau sama dengan 7.5 t		m > 7.5 t
		x-pecutan arah/g	y-pecutan arah/g	x-pecutan arah/g	y-pecutan arah/g	x-pecutan arah/g	y-pecutan arah/g
A	20	20	8	10	5	6.6	5
B	50	20	8	10	5	6.6	5
C	65	20	8	10	5	6.6	5
D	100	0	0	0	0	0	0
E	0	10	4.5	5	2.5	4	2.5
F	50	28	15	17	10	12	10
G	80	28	15	17	10	12	10
H	120	0	0	0	0	0	0

4) Kriteria pemprosesan dan penilaian data:

① Rekod sama ada pek/sistem bateri mempamerkan kebocoran, pecah, kebakaran atau letupan semasa ujian dan tempoh pemerhatian;

② Catatkan nilai rintangan penebat sebelum dan selepas ujian.

1)Tujuan ujian: Untuk mensimulasikan potensi risiko keselamatan yang mungkin berlaku apabila pek/sistem bateri dihancurkan, dengan itu menilai sama ada kekuatan struktur sampel memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Peralatan nyahcas-sistem bateri, ruang ujian suhu malar, bangku ujian penghancur sistem bateri, penguji rintangan penebat, dsb.

3)Kaedah dan prosedur ujian: Arah penghancuran ialah arah x-dan arah y-(arah perjalanan kenderaan ialah paksi x-dan arah mendatar lain yang berserenjang dengan arah perjalanan ialah paksi{-y). Kelajuan penghancuran tidak boleh melebihi 2 mm/s. Hentikan penghancuran dan tahan selama 10 minit apabila daya penghancuran mencapai 100 kN atau ubah bentuk mencapai 30% daripada dimensi keseluruhan dalam arah penghancuran. Selepas ujian, perhatikan selama 1 jam pada suhu ambien ujian. Gambarajah skematik bentuk plat penghancur ditunjukkan dalam Rajah 6-2. Salah satu daripada dua jenis berikut boleh dipilih:

① Separa-silinder dengan jejari 75 mm, dan panjang (L) separa-silinder adalah lebih besar daripada ketinggian objek ujian tetapi tidak melebihi 1 m, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6-2a.

② Dimensi keseluruhan 600 mm × 600 mm atau lebih kecil, dengan tiga separa-silinder setiap satu mempunyai jejari 75 mm dan jarak 30 mm di antara satu sama lain, seperti ditunjukkan dalam Rajah 6-2b.

Figure 6-2 Schematic Diagram of Extruded Plate Forms

1)Tujuan ujian: Untuk menguji potensi risiko keselamatan pek/sistem bateri di bawah keadaan kemasukan air dan menilai sama ada ia memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Peralatan pengecasan sistem bateri-, ruang ujian suhu malar, ruang ujian rendaman air laut, penguji rintangan penebat, dsb.

3) Kaedah dan prosedur ujian: Objek ujian hendaklah disambungkan dengan abah-abah pendawaian, penyambung dan komponen lain mengikut kaedah sambungan kenderaan. Pilih salah satu daripada dua kaedah berikut untuk ujian:

① Letakkan objek ujian dalam larutan natrium klorida 3.5% (pecahan jisim) selama 2 jam dalam orientasi pemasangan kenderaan sebenar, dengan kedalaman air mencukupi untuk menenggelamkan objek ujian sepenuhnya;

② Jalankan ujian mengikut kaedah dan prosedur yang diterangkan dalam 14.2.7 GB/T 4208-2017. Objek ujian hendaklah direndam sepenuhnya dalam air dalam keadaan pemasangan yang ditentukan oleh pengilang. Bagi objek ujian dengan ketinggian kurang daripada 850 mm, titik terendah hendaklah 1000 mm di bawah permukaan air; untuk objek ujian dengan ketinggian sama atau lebih daripada 850 mm, titik tertinggi hendaklah 150 mm di bawah permukaan air. Tempoh ujian ialah 30 minit. Perbezaan suhu antara air dan objek ujian tidak boleh melebihi 5 darjah . Selepas mengeluarkan pek bateri daripada air, pastikan ia tidak bergerak dan amati selama 2 jam pada suhu ambien ujian.

4) Kriteria pemprosesan dan penilaian data: Untuk ujian yang dijalankan mengikut kaedah ①, rekod sama ada pek/sistem bateri mempamerkan kebakaran, letupan atau fenomena lain semasa ujian dan tempoh pemerhatian seterusnya. Untuk ujian yang dijalankan mengikut kaedah ②, rekod nilai rintangan penebat pek/sistem bateri selepas ujian, sama ada ia memenuhi keperluan IPX7, dan sama ada terdapat kebocoran, pecah cangkerang, kebakaran atau letupan.

1)Tujuan ujian: Untuk menguji potensi risiko keselamatan pek/sistem bateri apabila terdedah kepada kebakaran luaran dan menilai sama ada ia memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Peralatan nyahcas-sistem bateri, ruang ujian suhu malar, bangku ujian pendedahan kebakaran luaran, penguji rintangan penebat, anemometer, dsb.

3) Kaedah dan prosedur ujian: Suhu ambien hendaklah melebihi 0 darjah dan kelajuan angin tidak melebihi 2.5 km/j. Semasa ujian, saiz dulang petrol hendaklah melebihi dimensi unjuran mendatar objek ujian sebanyak 20 cm tetapi tidak lebih daripada 50 cm, dan ketinggian dulang tidak boleh melebihi 8 cm di atas permukaan petrol. Objek ujian hendaklah diletakkan secara berpusat. Jarak antara paras cecair petrol dan bahagian bawah objek ujian hendaklah ditetapkan kepada 50 cm atau jarak kelegaan tanah permukaan bawah objek ujian apabila kenderaan dipunggah. Air hendaklah disuntik ke dalam lapisan bawah dulang. Gambar rajah skema pendedahan kebakaran luaran ditunjukkan dalam Rajah 6-3.

Figure 6-3 External Fire Test Schematic

Ujian pendedahan kebakaran luaran dibahagikan kepada 4 peringkat berikut:

① Prapemanasan: Nyalakan petrol di lokasi sekurang-kurangnya 3 m dari objek ujian. Selepas 60 s pemanasan awal, letakkan dulang petrol di bawah objek ujian. Jika dulang petrol terlalu besar untuk dialihkan, objek ujian dan sokongannya boleh dialihkan.

② Pendedahan api langsung: Objek ujian terdedah terus kepada nyalaan selama 70 saat.

③ Pendedahan api tidak langsung: Tutup dulang petrol dengan-perisai tahan api. Objek ujian diuji dalam keadaan ini selama 60 s. Sebagai alternatif, atas persetujuan kedua-dua pihak, teruskan pendedahan terus kepada nyalaan selama 60 saat lagi. Perisai tahan api-dipasang daripada bata refraktori standard dan dimensi serta data teknikalnya ditunjukkan dalam Rajah 6-4.

$Figure 6-4 Dimensions and Technical Data of Refractory Partition Plate$

④ Pembuangan dari punca api: Alihkan dulang petrol atau objek ujian, dan amati selama 2 jam pada suhu persekitaran ujian atau sehingga suhu permukaan luar objek ujian turun di bawah 45 darjah .

4) Kriteria pemprosesan dan penilaian data:

① Rekod sama ada pek/sistem bateri mempamerkan kebakaran, letupan atau fenomena lain semasa ujian dan tempoh pemerhatian.

② Jika terdapat nyalaan, rekod sama ada ia padam dalam masa 2 minit selepas punca api dialihkan.

1)Tujuan ujian: Untuk menguji risiko keselamatan pek/sistem bateri apabila sel bateri tunggal mengalami pelarian haba dan menilai sama ada ia memenuhi keperluan reka bentuk.

2)Peralatan ujian: Peralatan pengecasan sistem bateri-, ruang ujian suhu malar, bangku ujian penembusan sistem bateri, peranti pemanasan, sistem pemerolehan suhu, penguji rintangan penebat, anemometer, dsb.

3) Keadaan ujian: Ujian hendaklah dijalankan dalam persekitaran dengan suhu ambien melebihi 0 darjah , kelembapan relatif 10 %–90 %, dan tekanan atmosfera 86–106 kPa. Sebelum ujian bermula, laraskan SOC objek ujian. Untuk pek/sistem bateri yang direka untuk pengecasan luaran, SOC hendaklah dilaraskan kepada tidak kurang daripada 95% daripada julat pengendalian SOC biasa yang ditentukan oleh perusahaan. Untuk pek/sistem bateri yang direka untuk dicas hanya oleh peranti tenaga kenderaan sendiri, SOC hendaklah dilaraskan kepada tidak kurang daripada 90 % daripada julat pengendalian SOC biasa yang ditentukan oleh perusahaan. Sebelum ujian bermula, semua peranti ujian hendaklah beroperasi secara normal. Sampel ujian hendaklah diubah suai sesedikit mungkin, dan perusahaan hendaklah mengemukakan senarai sebarang pengubahsuaian yang dibuat. Ujian hendaklah dijalankan di dalam atau dalam persekitaran dengan kelajuan angin tidak melebihi 2.5 km/j.

4) Kaedah dan prosedur ujian: Objek pencetus pelarian haba ialah sel bateri tunggal dalam objek ujian. Pilih sel tunggal yang terletak di bahagian tengah pek/sistem bateri atau dikelilingi oleh sel tunggal lain.

① Kaedah penembusan paku untuk mencetuskan pelarian haba: Jarum penembusan hendaklah diperbuat daripada keluli dengan diameter 3–8 mm; hujung jarum hendaklah berbentuk kon dengan sudut 20 darjah –60 darjah; kelajuan penembusan hendaklah 0.1–10 mm/s; kedudukan dan arah penembusan hendaklah dipilih untuk mencetuskan pelarian haba dalam sel bateri tunggal (contohnya, berserenjang dengan arah plat elektrod).

② Kaedah pemanasan untuk mencetuskan pelarian haba: Gunakan peranti pemanasan rata atau -rod dengan permukaannya ditutup dengan lapisan seramik, logam atau penebat. Untuk peranti pemanas berbentuk blok-dengan dimensi yang sama seperti bateri sel tunggal, peranti pemanas ini mungkin menggantikan salah satu sel tunggal dan bersentuhan langsung dengan permukaan objek pencetus; untuk peranti pemanasan filem-nipis, ia hendaklah kekal melekat pada permukaan objek pencetus pada setiap masa; kawasan dipanaskan peranti pemanas tidak boleh lebih besar daripada luas permukaan bateri sel tunggal; permukaan pemanasan peranti pemanasan hendaklah bersentuhan langsung dengan permukaan bateri sel tunggal, dan kedudukan peranti pemanasan hendaklah sepadan dengan kedudukan sensor suhu yang ditentukan; selepas pemasangan selesai, peranti pemanasan hendaklah diaktifkan dalam masa 24 jam dan memanaskan objek pencetus pada kuasa maksimumnya; pemilihan kuasa peranti pemanasan ditunjukkan dalam Jadual 6-12; berhenti mencetuskan apabila pelarian haba berlaku atau sensor suhu yang sepadan mencapai 300 darjah .

Jadual 6-12 Pemilihan kuasa peranti pemanasan

Uji tenaga objek E/Wh	Kuasa maksimum peranti pemanas/W
E<100	30-300
100 Kurang daripada atau sama dengan E<400	300-1000
400 Kurang daripada atau sama dengan E<800	300-2000
E Lebih besar daripada atau sama dengan 800	>600

③ Skim susunan titik pemantauan yang disyorkan: Voltan atau suhu hendaklah dipantau menggunakan litar asal atau litar ujian tambahan. Selang pensampelan data suhu hendaklah kurang daripada 1 saat, dengan keperluan ketepatan ±2 darjah . Semasa mencetuskan penembusan kuku, penderia suhu hendaklah diletakkan sedekat mungkin dengan titik litar-pintas; suhu kuku juga boleh digunakan (gambar rajah skema kedudukan susunan sensor suhu semasa pencetus penembusan paku ditunjukkan dalam Rajah 6-5). Semasa mencetuskan pemanasan, penderia suhu hendaklah diletakkan pada sisi yang jauh dari pengaliran haba, iaitu, pada bahagian bertentangan peranti pemanasan (lihat Rajah 6-6).

Figure 6-5 Schematic of Temperature Sensor Placement During Acupuncture Triggering

5) Kriteria yang disyorkan untuk menentukan kejadian pelarian haba:

① Objek ujian mengalami penurunan voltan melebihi 25 % daripada voltan awal.

② Suhu di titik pemantauan mencapai suhu operasi maksimum yang ditentukan oleh pengeluar bateri.

③ Kadar kenaikan suhu pada titik pemantauan dT/dt Lebih besar daripada atau sama dengan 1 darjah/s dan bertahan selama lebih daripada 3 saat. Larian haba ditentukan telah berlaku apabila ① dan ③ atau ② dan ③ berlaku.

1) Jika kaedah yang disyorkan digunakan sebagai kaedah pencetus larian haba dan tiada larian haba berlaku, untuk memastikan perambatan haba tidak akan membahayakan penumpang kenderaan, ia mesti dibuktikan bahawa larian haba tidak akan berlaku menggunakan kedua-dua kaedah yang disyorkan berikut.

2) Jika pelarian haba berlaku, rekod masa dari apabila isyarat penggera lari haba dikeluarkan sehingga kebakaran atau letupan berlaku di luar objek ujian (yang mana berlaku dahulu); masa ini hendaklah tidak kurang daripada 5 minit.

Figure 6-6 Schematic Diagram of Heating Trigger Temperature Sensor Placement