Standard ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023 izdanje, koji se primjenjuje na testiranje sigurnosti baterija za laka električna vozila (LEV), objavljen je u septembru 2023. kako bi zamijenio stari standard verzije iz 2018. Ova nova verzija standarda ima promjene u definicijama , strukturni zahtjevi i zahtjevi za ispitivanje.

Promjene u definicijama

• Dodatak definicije sistema za upravljanje baterijom (BMS): Kontrolni krug baterije sa aktivnim zaštitnim uređajima koji nadgleda i održava ćelije unutar njihovog specificiranog operativnog regiona: i koji sprečava prenapunjenje, prekomernu struju, previsoku temperaturu, podtemperaturu i uslove prepražnjenja ćelija.
• Dodatak definiciji električnog motocikla: Električno motorno vozilo koje ima sjedište ili sedlo za korištenje vozača i dizajnirano da putuje na najviše tri točka u kontaktu s podlogom, ali isključujući traktor. Električni motocikl je namijenjen upotrebi na javnim cestama uključujući i autoputeve.
• Dodatak definiciji električnog skutera: Uređaj težine manje od sto funti koji:

a) Ima upravljač, podnu dasku ili sjedište na koje rukovalac može stajati ili sjediti i električni motor;

b) Može se pokretati električnim motorom i/ili ljudskom snagom; i

c) Ima maksimalnu brzinu ne veću od 20 mph na popločanoj ravnoj površini kada se pokreće isključivo električnim motorom.

Modifikacija primjera LEV-a: električni motocikl je uklonjen i dodane su bespilotne letjelice (UAV).

• Dodatak definiciji ličnog e-mobilnog uređaja: Device za mobilnost potrošača namijenjeno jednom vozaču s punjivim električnim pogonom koji balansira i pokreće vozača, i koji može imati ručku za hvatanje tokom vožnje. Ovaj razdjelnik može, ali i ne mora biti samouravnotežujući.
• Dodatak definicija primarne prekostrujne zaštite, primarne sigurnosne zaštite, aktivnih zaštitnih uređaja i pasivnih zaštitnih uređaja.
• Dodatak natrijevih ionskih ćelija definicija: Ćelije koje su slične po konstrukciji litij-ionskim ćelijama osim što koriste natrij kao transportni ion s pozitivnom elektrodom koja se sastoji od natrijevog spoja i ugljika ili sličnog tipa anode s vodenim ili nevodenim i sa solju jedinjenja natrijuma otopljenom u elektrolitu. (Primjeri ćelija natrijevih jona su ćelije pruske plave ili slojevite oksidne ćelije prelaznog metala)

Promjene u zahtjevima strukture

Otpornost metalnih dijelova na koroziju

1. Kućišta sklopa za skladištenje mentalne električne energije (EESA) moraju biti otporna na koroziju. Smatra se da metalna kućišta napravljena od sljedećih materijala ispunjavaju zahtjeve otpornosti na koroziju:

Bakar, aluminij ili nehrđajući čelik; i

b) Bronza ili mesing, od kojih svaki sadrži najmanje 80% bakra.

2. Dodatak zahtjeva za otpornost na koroziju za kućišta od željeza:

Kućišta od željeza za unutrašnju primjenu moraju biti zaštićena od korozije emajliranjem, farbanjem, pocinčavanjem ili drugim ekvivalentnim sredstvima. Kućišta od željeza za vanjsku primjenu moraju biti u skladu sa 600-satnim testom slanog spreja u CSA C22.2 br. 94.2 / UL 50E. Mogu se prihvatiti dodatne metode za postizanje zaštite od korozije prema CSA C22.2 br. 94.2 / UL 50E.

Nivoi izolacije i zaštitno uzemljenje

Usklađenost sistema zaštitnog uzemljenja može se ocijeniti prema novom inteligentnom testu ovog standarda – testu kontinuiteta uzemljenja.

Sigurnosna analiza

1.Dodavanje primjera sigurnosne analize. Sigurnosna analiza sistema mora dokazati da sljedeći uvjeti nisu opasni. Sljedeći uvjeti će se uzeti u obzir kao minimum, ali nisu ograničeni na:

a) Prenapon i podnapon baterije baterije;

b) Previsoka i niska temperatura baterije; i

c) Prekomjerna struja baterije zbog uslova punjenja i pražnjenja.

2.Modifikacija zahtjeva sigurnosnog zaštitnog uređaja (hardvera):

a) Zahtjevi Farilure-Mode and Effect Analysis (FMEA) u UL 991;

b) Zaštita od unutrašnjih kvarova za osiguranje funkcionalnih sigurnosnih zahtjeva u UL 60730-1 ili CSA E60730-1 (klauzula H.27.1.2); ili

c) Zaštita od kvarova kako bi se osigurali zahtjevi funkcionalne sigurnosti (zahtjevi klase B) u CSA C22.2 br.0.8 (odjeljak 5.5) za određivanje usklađenosti i identifikaciju testova potrebnih za verifikaciju tolerancije pojedinačne greške.

3. Modifikacija sigurnosne zaštite u pogledu (softverskih) zahtjeva:

a) UL 1998;

b) Zahtjevi za klasu B softvera CSA C22.2 br.0.8; ili

c) Zahtjevi softvera za upravljanje korištenjem (zahtjevi softverske klase B) u UL 60730-1 (klauzula H.11.12) ili CSA E60730-1.

4.Dodavanje BMS zahtjeva za zaštitu ćelija.

Ako se na njega oslanjaju za održavanje ćelija unutar njihovih specificiranih radnih granica, sistem upravljanja baterijama (BMS) će održavati ćelije unutar specificiranih ograničenja napona i struje ćelije kako bi se zaštitio od prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja. BMS će također održavati ćelije unutar specificiranih temperaturnih granica pružajući zaštitu od pregrijavanja i rada pod temperaturom. Prilikom pregleda sigurnosnih kola kako bi se utvrdilo da su ograničenja operativnog područja ćelije zadržana, tolerancije zaštitnog kola/komponente će se uzeti u obzir u evaluaciji. Komponente kao što su osigurači, prekidači ili drugi uređaji i dijelovi za koje se utvrdi da su potrebni za predviđeni rad baterijskog sistema koji se moraju obezbijediti u LEV krajnjoj upotrebi, moraju biti identificirani u uputama za instalaciju.

Dodatak zahtjeva za zaštitnim krugovima.

Ako su propisane radne granice prekoračene, zaštitni krug će ograničiti ili isključiti punjenje ili pražnjenje kako bi se spriječila odstupanja izvan radnih granica. Kada dođe do opasnog scenarija, sistem će nastaviti da pruža sigurnosnu funkciju ili će prijeći u sigurno stanje (SS) ili stanje adresiranog na rizik (RA). Ako je sigurnosna funkcija oštećena, sistem će ostati u sigurnom stanju ili stanju adresiranog rizika sve dok se sigurnosna funkcija ne vrati i dok se sistem ne smatra prihvatljivim za rad.

Dodavanje EMC zahtjeva.

Kola u čvrstom stanju i softverske kontrole, na koje se oslanjamo kao na primarnu sigurnosnu zaštitu, moraju se procijeniti i testirati da bi se potvrdila elektromagnetna imunost u skladu sa Testovima elektromagnetne imunosti iz UL 1973, ako nisu testirani kao dio evaluacije standarda funkcionalne sigurnosti.

Cell

1.Dodavanje zahtjeva za ćelije natrijum jona. Ćelije sa jonima natrijuma moraju biti u skladu sa zahtjevima UL/ULC 2580 za ćelije sa jonima natrijuma (identične zahtjevima za performanse i označavanje za sekundarne litijumske ćelije u UL/ULC 2580), uključujući usklađenost sa svim testovima performansi ćelija.

2.Dodavanje zahtjeva za prenamijenjene ćelije. Baterije i sistemi baterija koji koriste prenamijenjene ćelije i baterije moraju osigurati da su prenamijenjeni dijelovi prošli kroz prihvatljiv proces za prenamjenu u skladu sa UL 1974.

Testiranje promjena

Overcharge Test

• Dodatak zahtjeva da se tokom ispitivanja mjeri napon ćelija.
• Dodatak zahtjeva da ako BMS smanji struju punjenja na niži ventil blizu kraja faze punjenja, uzorak se stalno puni smanjenom strujom punjenja sve dok se ne postignu konačni rezultati.
• Brisanje zahtjeva da se, ako se zaštitni uređaj u strujnom krugu aktivira, ispitivanje ponavlja najmanje 10 minuta na 90% tačke okidanja zaštitnog uređaja ili na određenom postotku tačke isključenja koja omogućava punjenje.
• Dodatak zahtjeva da kao rezultat testa prekomjernog punjenja, maksimalni napon punjenja izmjeren na ćelijama ne prelazi njihov normalan radni region.

visoka brzina punjenja

• Dodatak testa punjenja visoke stope (isti zahtjevi testa kao UL 1973);
• BMS kašnjenje se također uzima u obzir u rezultatu testa: Struja prekomjernog punjenja može premašiti maksimalnu struju punjenja za kratko vrijeme (unutar nekoliko sekundi) što je unutar vremena kašnjenja BMS detekcije.

Kratki spoj

• Eliminira zahtjev da se, ako zaštitni uređaj u strujnom kolu radi, test ponovi na 90% tačke isključenja zaštitnog uređaja ili na nekom procentu tačke isključenja koja omogućava punjenje najmanje 10 min.

OverloadIspodPražnjenjeTest

• Dodatak testa preopterećenja pod pražnjenjem (zahtjevi za ispitivanje su isti kao UL 1973)

Prekomjerno pražnjenje

• Dodatak zahtjeva da se napon ćelija mjeri tokom ispitivanja.
• Dodatak zahtjeva da kao rezultat testa prekomjernog pražnjenja, minimalni napon pražnjenja izmjeren na ćelijama ne prelazi njihov normalni radni opseg.

Test temperature (porast temperature)

• Dodatak zahtjeva da, ako se maksimalni parametri punjenja razlikuju s temperaturom, korespondencija između parametara punjenja i temperature mora biti jasno navedena u uputama za punjenje i DUT će se puniti prema najstrožim parametrima punjenja.
• Promijenite zahtjev preduvjeta. Ciklusi punjenja i pražnjenja se zatim ponavljaju za najmanje ukupno 2 kompletna ciklusa punjenja i pražnjenja, sve dok uzastopni ciklusi punjenja i pražnjenja ne nastave da povećavaju maksimalnu temperaturu ćelije za više od 2 °C。(potrebno je 5 ciklusa punjenja i pražnjenja u staroj verziji)
• Dodatak zahtjeva da uređaji za termičku zaštitu i zaštitu od prekomjerne struje ne smiju raditi.

Test kontinuiteta uzemljenja

Dodatak testa kontinuiteta uzemljenja (zahtjevi za ispitivanje su isti kao UL 2580)

Test tolerancije dizajna kvara jedne ćelije

Sekundarne litijumske baterije koje imaju nazivnu energiju veću od 1kWh moraju biti podvrgnute testu tolerancije dizajna kvara jedne ćelije prema UL/ULC 2580).

Rezimey

Nova verzija UL 2271 poništava električne motocikle u asortimanu proizvoda (električni motocikli će biti uključeni u opseg UL 2580) i dodaje dronove; s razvojem natrijum-jonskih baterija, sve više i više LEV-ova ih koristi kao napajanje. Zahtjevi za natrijum-jonske ćelije dodani su u novu verziju standarda. Što se tiče testiranja, detalji testiranja su također poboljšani i više pažnje je posvećeno sigurnosti ćelije. Dodan je termalni odjek za velike baterije.

Ranije je New York City odredio da baterije za električne bicikle, električne skutere i laka električna vozila (LEV) moraju biti u skladu sa UL 2271. Ova standardna revizija je također za sveobuhvatnu kontrolu sigurnosti baterija električnih bicikala i druge opreme. Ako kompanije žele uspješno ući na tržište Sjeverne Amerike, moraju na vrijeme razumjeti i ispuniti zahtjeve novih standarda.