{{{sourceTextContent.title}}}

Normes d'essai de sécurité pour les batteries Li-ion de puissance - Partie 2

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Normes d'essai de sécurité pour les batteries Li-ion de puissance - Partie 2

{{{sourceTextContent.description}}}

1.5 Pénétration des ongles

Le test de pénétration des clous évalue la sécurité de la batterie en faisant pénétrer l'aiguille d'acier à travers l'échantillon à une certaine vitesse. L'aiguille en acier traverse la batterie, endommageant l'intégrité de l'électrode et du diaphragme, ce qui provoque un court-circuit dans la batterie et une production continue de chaleur. Le niveau de gravité du test de pénétration des clous est relativement élevé, et seules trois des normes présentées dans cet article incluent ce test. En fonction des différences entre les échantillons testés, les paramètres d'essai (profondeur de l'aiguille, diamètre de l'aiguille en acier, vitesse de l'aiguille, etc. SAEJ2464 200 et GB/T31485-2015 exigent tous deux que l'aiguille en acier reste dans l'échantillon pendant 1 heure après avoir pénétré dans l'échantillon, mais FreedomCAR ne le précise pas.

1.6 Renversement

L'essai de renversement simule le renversement et le retournement que le véhicule peut subir lors d'un accident, également appelé rotation dans certaines normes (UL2580-2013, SAEJ2929 2013). La norme SAEJ2929 2013 ne spécifie pas séparément l'élément d'essai de renversement, qui est inclus dans l'élément d'essai d'extrusion, et l'essai de renversement est requis après l'essai d'extrusion.

L'essai de retournement des cinq normes susmentionnées peut être grossièrement divisé en trois catégories : SAE J2464 2009, FreedomCAR et GB/T 31467.3-2015 exigent toutes que l'échantillon soit tourné à une vitesse de 360 °/min (6 °/s) pendant un cycle, puis par incréments de 90 °, chaque position étant maintenue pendant 60 minutes et tournée pendant un cycle. La différence est que les normes SAEJ2464 2009 et FreedomCAR ne précisent pas l'axe de rotation, et que la norme GB/T31467.3-2015 spécifie que l'échantillon doit tourner dans les deux directions de l'axe x et de l'axe v. La norme SAE J2929 2013 exige que l'échantillon pivote de 90° en 1~3 minutes, puis qu'il soit maintenu pendant 5 minutes et qu'il tourne pendant un cycle. La norme UL 2580 2013 exige que l'échantillon tourne à une vitesse de 90/15s pendant un cycle, et qu'il tourne dans deux ou trois directions. En particulier, il est souligné que l'essai n'est pas réalisé pour les batteries plomb-acide riches en liquide.

1.7 Chute

L'épreuve de chute simule la situation dans laquelle la batterie d'alimentation glisse accidentellement du véhicule ou tombe d'un endroit élevé. Le test exige que l'échantillon tombe librement sur le sol depuis la hauteur spécifiée et dans une certaine direction.

À l'exception de FreedomCAR, qui exige de tomber sur la surface cylindrique de la barre d'acier cylindrique, les autres normes exigent de tomber sur un sol en béton ou une surface dure. En ce qui concerne la hauteur de chute, les normes SAE J2464 2009, GB/T31485-2015 et GB/T 31467.3-2015 spécifient une hauteur de chute fixe comprise entre 1 et 2 m. Les normes SAE J2929 2013 et UL 2580 2013 précisent que la hauteur de chute doit se situer à au moins 1 m de la hauteur de chute la plus probable. FreedomCAR exige que la hauteur de chute ne dépasse pas 10 m. La hauteur spécifique doit être déterminée en fonction des conditions d'abus fiables lors de la fabrication, de l'assemblage et de l'utilisation normale de la batterie. La norme UL2580 2013 stipule que l'échantillon doit tomber au moins une fois. Lorsqu'il n'est lâché qu'une seule fois, il ne peut pas être lâché horizontalement. L'échantillon doit être incliné de 10° pour que le bord entre en contact avec le sol. Lorsque le nombre de chutes est supérieur à un, il doit y avoir au moins une chute non horizontale. Le nombre de chutes n'est pas spécifié dans d'autres normes.

2.Sécurité environnementale

2.1 Cycle de choc thermique

L'essai de cyclage par choc thermique porte des noms différents selon les normes, tels que cyclage en température (IEC 62660-2 (3), GB/T 31485-2015), choc thermique (GB/T 31467.3-2015), choc thermique (SAE J2929 2013), cyclage thermique (UL 2580 2013). L'objectif de ce test est de vérifier la capacité de la batterie à résister à des changements soudains et rapides de la température ambiante. Il s'agit de l'essai le plus largement utilisé. Toutes les normes et spécifications mentionnées dans le présent document incluent cet élément. Ce test exige que l'échantillon soit rapidement converti entre deux températures extrêmes et conservé pendant un certain temps, et qu'il soit soumis à un cycle de 5 fois ou plus. Il convient de noter que le dispositif de contrôle thermique ou de refroidissement concerné doit être fermé avant l'essai. À l'exception de la CEI 62660-2:2010, qui exige une température minimale de - 20 ℃ pour l'essai lorsque l'échantillon fonctionne, d'autres normes et spécifications exigent une température minimale de - 40 ℃, tandis que les exigences relatives à la température maximale sont différentes, allant de + 60 ℃ à + 85 ℃.

Le temps de conversion de la température spécifie indirectement le taux de changement de température. Le temps de conversion de la température de la norme IEC 62660-2 (3) et de la norme GB/T 31485-2015 est plus long, à savoir plus de 2 heures, alors que le temps spécifié dans d'autres normes est inférieur à 30 minutes. Le nombre de cycles est généralement de 5 ou 30. D'une manière générale, il existe de nombreux cycles avec une longue durée de conversion de la température, à l'exception de la norme GB/T 31485-2015. Il convient de noter que la norme SAE J2929 2013 fait référence à la norme UN38.3 et à la norme SAE J2464 2009, qui stipulent que les paramètres des deux normes peuvent être sélectionnés. UL 2580 2013 a cité la partie non fonctionnelle des échantillons SAE J2464 2009 et IEC 62660-2:2010, et a sélectionné les normes citées en fonction du type d'échantillon.

2.2 Stabilité thermique

Le test de stabilité thermique est également connu sous le nom de test d'endurance à haute température (IEC 62660-2 (3)), test de chauffage (UL2580 2013, GB/T 31485-2015), qui est utilisé pour évaluer la stabilité de la batterie à haute température.

Les spécifications de la norme décrites dans cet article comprennent 6 éléments qui incluent le test d'emballement thermique, qui peuvent être divisés en 2 catégories en fonction du processus de test.

La première catégorie est IEC 6260-2:2010, IEC 62660-3:2016, UL 2580 2013, GB/T 31485-2015, dans laquelle UL2580 2013 fait directement référence à IEC 62660-2:2010. Cette catégorie de normes exige que la température soit directement chauffée à la température spécifiée à une vitesse de 5 ℃/min, et que le chauffage soit arrêté après 30 min ou 120 min ;

Le deuxième type est SAE J2464 2009 et FreedomCAR, qui exigent un chauffage par étapes de 5 ℃ et un maintien à chaque température pendant un certain temps jusqu'à ce que la température spécifiée soit atteinte ou que l'échantillon ait un accident grave, puis, à partir de la dernière étape de température, un chauffage par étapes de 2 ℃ et un maintien à chaque température pendant au moins 1 heure jusqu'à ce que l'échantillon ait un emballement thermique, de manière à déterminer la température d'emballement thermique. Le premier type d'essai d'emballement thermique est plus axé sur l'évaluation de la stabilité de la batterie à haute température, tandis que le second type d'essai est plus axé sur l'estimation de la température d'emballement thermique de la batterie.

2.3 Feu

L'essai d'incendie évalue les performances de sécurité de la batterie en cas d'incendie en exposant l'échantillon de batterie au feu ou par simulation. Les noms de ces essais sont différents. Dans le présent document, l'exposition au feu externe (GB/T 31467.3-2015), l'exposition au feu (Iso 12405-3:2014), le risque de température élevée (SAE J2464 2009), l'exposition à un incendie de véhicule simulé (SAE J2929 2013), l'exposition au feu externe (UL2580 2013), l'exposition au feu interne (UL 2580 2013). Les essais tels que le projectile (UL2580 2013), la résistance au feu (ECER100-02 2013) et l'incendie de carburant simulé (Freedom CAR) sont tous classés dans une seule catégorie, qui est collectivement désignée sous le nom d'essai d'inflammabilité.

Le processus d'essai des normes ISO 12405-3:2014, ECE R100-02 2013 et GB/T31467.3-2015 est similaire. Le combustible est placé dans un récipient en forme de plaque, enflammé et préchauffé pendant 60 secondes, puis la plaque est placée sous l'échantillon pour l'exposer directement à la flamme pendant 70 secondes. Couvrez ensuite la plaque et maintenez-la pendant 60 secondes pour terminer le test. Le processus de test des normes SAE J2464 2009 et FreedomCAR est similaire. Au lieu d'utiliser une flamme nue pour le test, l'échantillon est placé dans un cuivre métallique cylindrique, chauffé à 890 ℃ en 90 secondes, maintenu pendant 10 minutes, ou d'autres conditions empêchent le test de se poursuivre. La norme SAE J2929 2013 ne spécifie pas le processus d'essai, mais l'organisation responsable précise les détails et fournit les normes SAE J2464, ECE R34, SAE J2579, KoreanMUSS 18-3, FMVSS 304 et d'autres normes à titre de référence. La norme UL2580 2013 comporte trois éléments d'essai au feu.

Pour le test de combustion externe, l'échantillon est chauffé à 590 ℃ à l'aide d'une flamme nue, puis conservé pendant 20 minutes. Le test de combustion interne vérifie l'impact sur l'ensemble de la pile de batteries après l'emballement thermique d'une seule batterie. Il peut favoriser l'emballement thermique de la pile unique en position centrale en 10 minutes par chauffage, acupuncture et autres moyens. Observer l'état de la pile. Ce test ne s'applique qu'aux batteries lithium-ion. L'éjection de la combustion est citée dans la norme UL 1642-2012, de sorte que l'échantillon est directement exposé au feu ouvert jusqu'à ce qu'il prenne feu ou qu'il explose.