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Normes de sécurité pour le stockage de l'énergie dans les batteries lithium-ion - Partie 3

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Normes de sécurité pour le stockage de l'énergie dans les batteries lithium-ion - Partie 3

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2.1 Comparaison des exigences en matière 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 les enveloppes non métalliques, les enveloppes métalliques, les poignées de support de suspension murale, les câbles et les terminaux. À cet égard, les normes CEI et GB ne contiennent pas de spécifications détaillées, mais exigent seulement que l'enveloppe 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 l'enveloppe, tandis que les normes IEC et GB n'ont pas de spécifications de mise à la terre de protection pour le système de batterie, qui sont mises en œuvre conformément aux normes électriques pertinentes, ce qui peut facilement être négligé lors du processus d'inspection.

2.2 Comparaison des exigences de sécurité pour les batteries

La sécurité du corps de la batterie se réfère ici aux exigences de test directement liées à la batterie, telles que le test de surcharge et de décharge. La norme nationale spécifie les exigences et les méthodes d'essai de la batterie selon les trois niveaux d'unité de batterie, de module de batterie et de groupe de batteries (système). Les normes UL et IEC indiquent l'objet de chaque test. En termes de sécurité du corps de la batterie, la différence entre les trois normes n'est pas très grande. Dans certains endroits, les exigences des normes nationales sont même plus strictes. Par exemple, la résistance interne de la ligne en cas de court-circuit externe doit être inférieure à 5m Ω, et la température maximale lors du test de montée en température doit atteindre 130 ℃ et être maintenue pendant 30 minutes. Une différence importante réside dans le fait que la norme UL est plus stricte en ce qui concerne la qualification des tests. Elle exige non seulement qu'il n'y ait pas d'incendie, d'explosion et de fuite de liquide, mais aussi qu'il n'y ait pas d'accumulation de gaz toxique, de gaz combustible, de risque d'électrocution et de perte de contrôle de la protection après le test.

Les exigences de sécurité liées à la température diffèrent considérablement d'une norme à l'autre. Test de température limite de décharge de charge UL : dans les conditions de décharge de charge maximale, les conditions de travail doivent être maintenues dans les 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 des exigences relatives à l'utilisation abusive de la chaleur et exige une protection du système de gestion des bâtiments en cas de surchauffe de la charge et de la décharge. La norme GB est similaire à la CEI, mais la température d'essai est portée à 130 ℃.

Compte tenu de la réalité, les exigences de l'UL en matière de test de température limite de charge et de décharge de la batterie sont plus proches de l'application technique réelle. En outre, UL stipule également le test de charge déséquilibrée des modules de batterie, ce qui n'est pas spécifié par la CEI et la GB. En ce qui concerne le 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, le pôle positif ou négatif étant orienté vers le bas. Cette approche unique est facile à mettre en œuvre, mais la question de savoir si elle répond aux besoins du développement des produits reste à débattre. Les trois normes ont toutes des exigences en matière de 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 pour sélectionner le mécanisme approprié de protection contre les incendies et les explosions à l'aide 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 sur l'environnement

La norme UL spécifie des essais environnementaux tels que l'essai au brouillard salin, l'essai de résistance à l'humidité et l'essai d'incendie externe, tandis que la norme GB spécifie l'essai au brouillard salin, l'essai à haute température et à haute humidité. Il convient de noter que ces deux essais environnementaux sont déterminés en fonction de l'environnement d'application réel du produit, ce qui n'est pas un projet nécessaire. La norme IEC62619 ne contient aucune disposition relative aux essais environnementaux, ce qui peut s'expliquer par le fait qu'il s'agit d'une norme générale, tandis que la norme IEC62485-5 n'a pas encore été publiée. On ne sait pas s'il existe un contenu à cet égard. En ce qui concerne la compatibilité électromagnétique, la norme nationale précise les éléments d'essai 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" comprend des tests sur les BMS. L'une des normes de référence, IEC60730-1, appendice h, 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 l'essai de divers modes de contrôle (le BMS appartient à la catégorie des contrôleurs électroniques) et sur l'impact de l'inspection sur la sécurité de l'équipement contrôlé.

2.4 Comparaison des exigences du système

En ce qui concerne l'analyse de la sécurité des systèmes, les normes UL et CEI exigent toutes deux une évaluation de la sécurité fonctionnelle des logiciels de circuits électroniques. UL exige également une analyse des risques du système et fournit un rapport d'analyse de l'arbre des défaillances (FMEA), 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 un niveau de probabilité faible approprié. La norme GB n'apporte aucune précision à cet égard. En ce qui concerne la 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 ne contiennent 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 en Allemagne et à l'étranger sont analysées en détail, et les similitudes, les différences, les avantages et les 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 les progrès de la préparation sont relativement lents. Les spécifications de la norme UL sont complètes et détaillées, et la conformité des méthodes d'inspection et des équipements d'inspection doit être vérifiée lors de 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 y a de grandes différences dans la structure organisationnelle et plus 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 par batterie au lithium en Chine, les problèmes et suggestions suivants se posent.

(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 en matière 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 procéder à une évaluation globale en combinaison avec le système.

(2) Il n'existe pas de spécifications détaillées ou de lignes directrices claires concernant les exigences relatives au boîtier, à la mise à la terre de protection, aux terminaux et aux câbles, à la documentation et à d'autres composants clés.

(3) Il est suggéré de séparer les normes de sécurité des systèmes de stockage d'énergie des normes de performance fonctionnelle, de procéder à la certification appropriée conformément aux normes de sécurité et de prendre des dispositions obligatoires sur l'accès aux produits, ce qui est propice à une concurrence loyale et au développement des participants dans l'industrie chinoise du stockage d'énergie.