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#Actualités du secteur
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Norme d'essai pour les batteries lithium-ion de puissance
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Norme d'essai pour les batteries lithium-ion de puissance
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Les normes des produits de la batterie, en particulier les normes de sécurité, ne sont pas seulement une base importante pour restreindre la qualité, mais aussi un moyen important pour normaliser l'ordre du marché et promouvoir le progrès technologique. Ce document présente, résume et analyse les normes communes existantes, et discute brièvement des problèmes existant dans ces systèmes de normes.
Normes communes pour les batteries lithium-ion
normes internationales
Parmi les normes importantes sur les batteries lithium-ion publiées par la CEI, citons la CEI62660-1:2010 "Batterie lithium-ion monomère pour véhicules routiers électriques - Partie 1 : épreuve de fonctionnement" et la CEI62660-2:2010 "Batterie lithium-ion monomère pour véhicules routiers électriques - Partie 2 : épreuve de fiabilité et d'abus". UN 38.3 "Recommandations, normes et manuel d'épreuves des Nations Unies sur le transport des marchandises dangereuses" publié par le Comité des transports des Nations Unies, les exigences pour l'épreuve des batteries lithium-ion visent à assurer la sécurité des batteries pendant le transport.
Les normes de l'ISO relatives aux batteries lithium-ion de puissance comprennent l'ISO12405-1:2011 Véhicules à propulsion électrique - Méthodes d'essai pour les blocs et systèmes de batteries lithium-ion de puissance - Partie 1 : applications de haute puissance, l'ISO12405-2:2012 Véhicules à propulsion électrique - Méthodes d'essai pour les blocs et systèmes de batteries lithium-ion de puissance - Partie 2 : applications de haute énergie, et l'ISO12405-3 :2014 Véhicules à propulsion électrique - Procédures d'essai pour les blocs et systèmes de batteries au lithium-ion - Partie 3 : Exigences de sécurité, qui visent respectivement les batteries de haute puissance, les batteries de haute énergie et les exigences de performance de sécurité, afin de fournir des éléments d'essai et des méthodes d'essai optionnels pour l'ensemble de l'usine de véhicules.
Norme américaine
UL2580:2011 batterie pour véhicules électriques évalue principalement la fiabilité de la batterie en cas d'abus et la capacité à protéger le personnel en cas d'abus. La norme a été révisée en 2013.
La SAE dispose d'un système de normes énorme et parfait dans le domaine de l'automobile. SAEJ2464:2009 safety and abuse test of rechargeable energy storage system of electric and hybrid electric vehicles publié en 2009 Il s'agit d'un lot précoce de manuels de tests d'abus de batteries de véhicules appliqués en Amérique du Nord et dans le monde, qui indique clairement le champ d'application de chaque élément de test et les données à collecter, et donne également des suggestions sur le nombre d'échantillons requis pour le projet de test.
La norme SAEJ2929:2011 Safety Standard for Electric and Hybrid Lithium Battery System, publiée en 2011, est une norme de sécurité proposée par la SAE qui résume les diverses normes relatives aux batteries au lithium publiées auparavant. Elle comprend deux parties : les tests de routine et les tests anormaux qui peuvent se produire pendant la conduite des véhicules électriques.
SAEJ2380:2013 test de vibration de la batterie de véhicule électrique est une norme classique pour le test de vibration de la batterie de véhicule électrique. Basée sur les résultats statistiques de la collecte de spectre de charge de vibration du véhicule réel conduisant sur la route, la méthode d'essai est plus conforme à la situation de vibration du véhicule réel et a une valeur de référence importante.
autres normes d'organisations
Le ministère américain de l'énergie (DOE) est principalement responsable de la formulation de la politique énergétique, de la gestion de l'industrie énergétique et de la recherche et du développement des technologies liées à l'énergie. En 2002, le gouvernement américain a lancé le projet "FreedomCAR" et a publié successivement le manuel d'essai de la batterie des véhicules électriques hybrides à assistance électrique FreedomCAR et le manuel d'essai des systèmes de stockage d'énergie pour les véhicules électriques et hybrides.
L'association allemande de l'industrie automobile (VDA) est principalement responsable des diverses normes de l'industrie automobile allemande, dont la norme VDA2007 relative aux tests des systèmes de batterie pour les véhicules électriques hybrides, qui vise principalement à tester les performances et la fiabilité des systèmes de batterie lithium-ion pour les véhicules électriques hybrides.
Commission économique pour l'Europe (CEE) R100.2 Prescriptions uniformes relatives à l'homologation des véhicules en ce qui concerne les exigences particulières pour les véhicules électriques Il s'agit des exigences particulières formulées par la CEE pour les véhicules électriques, qui sont divisées en deux parties : la première partie normalise la protection du moteur, le système de stockage de l'énergie rechargeable, la sécurité fonctionnelle et l'émission d'hydrogène de l'ensemble du véhicule, et la seconde partie est constituée des nouvelles exigences particulières pour la sécurité et la fiabilité du système de stockage de l'énergie rechargeable.
Analyse standard de la batterie lithium-ion de puissance
Champ d'application
La série IEC62660 est destinée aux tests des unités et modules de batteries, tandis que les séries UL2580, SAEJ2929 et ISO12405 sont applicables aux tests des packs de batteries et des systèmes de batteries. En plus de la norme IEC62660, d'autres normes concernent essentiellement les tests de packs de batteries ou de systèmes. SAEJ2929 et ECER100.2 mentionnent même des tests au niveau du véhicule. Cela montre que la formulation des normes internationales tient davantage compte de l'application des batteries dans l'ensemble du véhicule, ce qui est plus conforme aux besoins des applications pratiques.
Contenu des éléments d'essai
Dans l'ensemble, tous les éléments du test peuvent être divisés en deux catégories : les performances électriques et la fiabilité de la sécurité. La fiabilité de la sécurité peut être divisée en fiabilité mécanique, fiabilité environnementale, fiabilité des abus et fiabilité électrique.
La fiabilité mécanique, qui simule le stress mécanique du véhicule pendant la conduite, comme les vibrations, et simule les chocs du véhicule sur la route ; la fiabilité environnementale, qui simule la tolérance du véhicule dans différents climats. Par exemple, le cycle de température simule la situation du véhicule lorsque la différence de température entre le jour et la nuit est importante ou lorsqu'il fait des allers-retours entre des zones froides et des zones chaudes ; la fiabilité en cas d'abus, comme le feu, pour étudier la sécurité de la batterie en cas de mauvaise utilisation ; pour la fiabilité électrique, comme les éléments de test de protection, il est important d'étudier si le système de gestion de la batterie (BMS) peut jouer un rôle de protection à un moment critique.
En ce qui concerne les éléments de batterie, la norme CEI62660 est divisée en deux normes indépendantes, CEI62660-1 et CEI62660-2, correspondant respectivement aux essais de performance et de fiabilité.
En ce qui concerne les tests de packs de batteries et de systèmes de batteries, les normes américaines couvrent la plupart des éléments de test en termes de performance électrique et de fiabilité. En termes de test de performance, DOE / id-11069 a plus d'éléments de test que les autres normes, tels que la caractéristique de puissance d'impulsion hybride (HPPC), la stabilité du point de consigne de fonctionnement, la durée de vie calendaire, la performance de référence, le spectre d'impédance, le test d'inspection de contrôle du module, la charge de gestion thermique et le test au niveau du système combiné à la vérification de la durée de vie.
La méthode d'analyse des résultats des tests de performance électrique est présentée en détail dans l'annexe de la norme. Parmi eux, le test HPPC peut être utilisé pour détecter la puissance de crête de la batterie au lithium. La méthode d'essai de résistance interne CC dérivée a été largement utilisée pour étudier les caractéristiques de résistance interne de la batterie. En termes de fiabilité, la norme UL2580 comporte plus d'éléments de test que les autres normes : charge déséquilibrée du pack de batteries, tension de tenue, isolation, test de continuité et test de défaut du système de stabilité de refroidissement/chauffage. Elle inclut également le test de sécurité de base pour les pièces du bloc-batterie sur la ligne de production. En termes de conception du BMS, du système de refroidissement et du circuit de protection, les exigences de l'examen de sécurité sont renforcées. La norme SAEJ2929 propose d'effectuer une analyse des défauts sur chaque partie du système de batterie et de sauvegarder les documents pertinents, y compris les mesures d'amélioration qui permettent d'identifier facilement les défauts.
Les normes de la série ISO12405 portent à la fois sur les performances et la sécurité des batteries. La norme ISO12405-1 est une norme d'essai de performance des batteries pour les applications haute puissance, et la norme ISO12405-2 est une norme d'essai de performance des batteries pour les applications haute énergie. La première comprend le démarrage à froid et le démarrage à chaud.
Contrairement aux autres normes, SAEJ2929 et ECER100.2 impliquent toutes deux des exigences de protection contre la haute tension et appartiennent à la catégorie de sécurité des véhicules électriques.
Gravité
Par exemple, en ce qui concerne l'état de charge (SOC) de l'échantillon d'essai, la norme ISO12405 exige que le SOC de la batterie d'alimentation soit de 50 % et celui de la batterie d'énergie de 100 % ; la norme ECER100.2 exige que le SOC de la batterie soit supérieur à 50 % ; la norme UN38.3 comporte différentes exigences pour différents éléments d'essai, et certains éléments d'essai nécessitent des batteries recyclées.
En outre, la simulation haute, le test thermique, les vibrations, les impacts et les courts-circuits externes doivent être testés avec le même échantillon, ce qui est plus strict. Pour le test de vibration, la norme ISO12405 exige que les échantillons vibrent à différentes températures ambiantes. La température élevée et la température basse recommandées sont respectivement de 75 ℃ et - 40 ℃.
Quant à l'essai au feu, la méthode expérimentale et le paramétrage de la norme ISO12405.3 sont le préchauffage, le feu direct et le feu indirect par allumage du combustible. Il n'y a pas de temps pour que la flamme s'éteigne. L'essai au feu de la norme SAEJ2929 est différent du précédent. Il exige que l'échantillon soit placé dans un récipient à rayonnement thermique, que la température soit rapidement portée à 890 ℃ dans les 90s et qu'elle soit maintenue pendant 10min, Et aucun composant ou substance ne doit passer à travers la maille métallique placée à l'extérieur de l'échantillon testé.