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Normes de sécurité pour les accumulateurs d'énergie à batterie au lithium-ion - Partie 3

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Normes de sécurité pour les accumulateurs d'énergie à batterie au lithium-ion - Partie 3

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2.1 Comparaison des exigences de sécurité structurelle

La norme UL1973 propose des exigences plus détaillées et plus spécifiques pour l'enveloppe du produit. Par exemple, il existe des exigences spécifiques pour la coque non métallique, la coque métallique, la poignée du support mural, le câble et le terminal. Dans ces aspects, les normes CEI et GB n'ont pas d'exigences de spécification détaillées, mais exigent seulement que la coque ne soit pas brisée lors des expériences pertinentes, ce qui entraînerait une exposition des matériaux internes ou une fuite de liquide. La norme UL réglemente également la mise à la terre de protection fiable de la coque, tandis que la CEI et la GB n'ont pas de spécifications de mise à la terre de protection pour le système de batterie, qui sont mises en œuvre selon les normes électriques pertinentes, ce qui est facile à négliger dans le processus d'inspection.

2.2 Comparaison des exigences de sécurité pour les batteries

La sécurité du corps de la batterie fait ici référence aux exigences de test directement liées à la batterie, comme le test de surcharge et de décharge. La norme nationale spécifie les exigences de test de la batterie et les méthodes de test en fonction des trois niveaux d'unité de batterie, de module de batterie et de groupe de batteries (système). Les normes UL et IEC indiquent l'objet du test pour chaque test. En termes de sécurité du corps de la batterie, la différence entre les trois n'est pas trop grande. Dans certains endroits, les exigences des normes nationales sont encore plus strictes. Par exemple, la résistance interne de la ligne avec court-circuit externe doit être inférieure à 5m Ω, et la température maximale dans le test d'élévation de température doit atteindre 130 ℃ et la maintenir pendant 30min. Une différence importante est que la norme UL est plus stricte dans le jugement de la qualification du test. Elle exige non seulement qu'il n'y ait pas d'incendie, d'explosion et de fuite de liquide, mais stipule également qu'il ne doit pas y avoir d'accumulation de gaz toxique, de gaz combustible, de risque de choc électrique exposé et de perte de contrôle de protection après le test.

Les exigences de sécurité liées à la température diffèrent grandement d'une norme à l'autre. Test de température limite de décharge de charge d'UL : dans les conditions de décharge de charge maximale, il doit être maintenu dans les conditions de travail limites spécifiées. Les principaux dispositifs de sécurité sensibles à la température doivent être maintenus dans leur plage de température nominale. Dans le même temps, la température de la surface accessible ne doit pas dépasser la limite de sécurité. La CEI présente les exigences sous l'angle de l'abus de chaleur et exige une protection du BMS contre les surchauffes de charge et de décharge. La norme GB est similaire à la CEI, mais la température de test est augmentée à 130 ℃.

Compte tenu de la réalité, les exigences de test de température limite de charge et de décharge des batteries d'UL sont plus proches de l'application technique réelle. En outre, UL stipule également le test de charge non équilibrée des modules de batterie, qui n'est pas spécifié dans la CEI et la GB. En termes de test de chute, UL et IEC effectuent un test de classement en fonction du poids de l'objet testé, tandis que la norme GB adopte uniformément la méthode de test de chute libre d'une hauteur de 1,2 m sur la surface en ciment avec le pôle positif ou négatif tourné vers le bas. Cette approche uniforme est facile à mettre en œuvre, mais la question de savoir si elle répond aux besoins du développement de produits reste à débattre. Les trois normes ont toutes des exigences concernant la diffusion de l'emballement thermique, parmi lesquelles la norme CEI peut choisir l'essai de court-circuit dans le noyau comme essai alternatif.

En outre, aux États-Unis, la norme ul9540a est utilisée pour évaluer les caractéristiques de l'emballement thermique du système de stockage d'énergie par batterie et sélectionner le mécanisme approprié de protection contre les incendies et les explosions par le biais de données d'essai, ce qui constitue la norme de certaines méthodes d'essai. L'objectif est d'aider le fournisseur à clarifier les exigences d'isolation entre le système et le mur, la capacité de chauffage du système, les parties combustibles, le type de gaz généré par la combustion et la sélection des extincteurs. La CEI et la GB n'ont pas formulé de normes similaires.

2.3 Comparaison des exigences en matière d'impact environnemental

La norme UL spécifie des tests environnementaux tels que le test de brouillard salin, le test de résistance à l'humidité et le test de feu externe, tandis que la norme GB spécifie le test de brouillard salin, le test de haute température et de haute humidité. Il convient de noter que ces deux tests environnementaux sont déterminés en fonction de l'environnement d'application réel du produit, ce qui ne constitue pas un projet nécessaire. La norme IEC62619 ne contient aucune disposition sur les tests environnementaux, ce qui peut être dû au fait qu'il s'agit d'une norme générale, tandis que la norme IEC62485-5 n'a pas été publiée. On ignore s'il existe un contenu à cet égard. En termes de compatibilité électromagnétique, la norme nationale spécifie les éléments de test et les niveaux requis dans la spécification technique BMS GB / T34131. Dans les normes UL et CEI, "l'analyse de la sécurité fonctionnelle doit être effectuée pour les systèmes de contrôle qui jouent un rôle clé dans la sécurité et dépendent de l'électricité, du circuit et du logiciel", ce qui inclut les tests sur les BMS. L'annexe h de l'une des normes de référence CEI60730-1 comprend des éléments et des méthodes d'essai de compatibilité électromagnétique. Le nombre d'éléments est supérieur à celui de la norme nationale. La méthode d'essai met l'accent sur le test de divers modes de contrôleur (le BMS appartient à la catégorie des contrôleurs électroniques), l'impact de l'inspection sur la sécurité des équipements contrôlés.

2.4 Comparaison des exigences du système

En termes d'analyse de la sécurité du système, tant UL que la CEI exigent une évaluation de la sécurité fonctionnelle du logiciel du circuit électronique. UL exige également une analyse des risques du système et fournit une AMDE ou un rapport d'analyse par arbre de défaillance, ce qui permet d'étudier les différents risques du système, tels que le risque de choc électrique, le risque d'incendie, le risque mécanique, etc. et de contrôler le risque à une faible probabilité appropriée. La norme GB ne spécifie rien à cet égard. En termes de sécurité des composants du système, la norme UL indique les spécifications standard à respecter pour les composants clés, tandis que les normes CEI et GB n'ont pas d'exigences directes.

3.Conclusion

Dans cet article, les caractéristiques des normes de sécurité des batteries lithium-ion dans les principaux systèmes de stockage d'énergie dans le pays et à l'étranger sont analysées en détail, et les similitudes, différences, avantages et inconvénients des normes de sécurité pertinentes sont résumés et comparés. D'une manière générale, le système de normes de la CEI est relativement parfait, mais la progression de la préparation est relativement lente. Les spécifications de la norme UL sont complètes et détaillées, et la conformité des méthodes et des équipements d'inspection doit être vérifiée pendant la mise en œuvre. Les normes nationales sont guidées par les normes nationales. Les normes de divers groupes industriels sont préparées en combinaison avec les normes nationales et les normes CEI. Il existe de grandes différences dans la structure organisationnelle et davantage de difficultés dans la mise en œuvre. Par conséquent, la fabrication de systèmes de stockage d'énergie sur le marché national est principalement mise en œuvre en référence aux normes nationales. Pour le système de stockage d'énergie à batterie au lithium de la Chine, il y a les problèmes ou suggestions suivants.

(1) L'évaluation de la sécurité au niveau du système en GB n'est pas parfaite, ce qui se traduit principalement par l'absence d'exigences d'identification et d'évaluation des risques du système, l'absence d'évaluation de la sécurité fonctionnelle du BMS et l'incapacité du BMS à effectuer une évaluation globale en combinaison avec le système.

(2) Il y a un manque de spécifications détaillées ou de directives claires sur les exigences relatives au boîtier, à la mise à la terre de protection, aux bornes et aux câbles, à la documentation et aux autres composants clés.

(3) Il est suggéré de séparer les normes relatives à la sécurité des systèmes de stockage de l'énergie des normes de performance fonctionnelle, de procéder à la certification correspondante selon les normes de sécurité et de prévoir des dispositions obligatoires sur l'accès aux produits, ce qui est propice à la concurrence loyale et au développement des participants dans l'industrie du stockage de l'énergie en Chine.