Гост по литий ионным аккумуляторами

ГОСТ Р МЭК 62619-2020 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений

Текст ГОСТ Р МЭК 62619-2020 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

АККУМУЛЯТОРЫ

И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ, СОДЕРЖАЩИЕ ЩЕЛОЧНОЙ ИЛИ ДРУГИЕ НЕКИСЛОТНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ

Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений

(IEC 62619:2017, IDT)

ЯКММ*Ж Стшдцлшфоя* 20»

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока «РУСБАТ» (Ассоциация «РУСБАТ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта. указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 «Аккумуляторы и батареи»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 13 марта 2020 г. No 120-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62619:2017 «Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений» (IEC 62619:2017 «Secondary cells and batteries containing alkaline or other пол-acid electrolytes — Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных между* народных стандартов, документов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 Некоторые положения настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав. Международная электротехническая комиссия (МЭК) не несет ответственности за идентификацию подобных патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N9 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок—в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ. оформление. 2020

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Допуски измерения параметров

5 Общие вопросы безопасности

5.1 Общие положения

5.2 Провода и изоляция

5.4 Управление температурой, напряжением, током

5.5 Выводные контакты батарейного блока и/или батарейной системы

5.6 Монтаж батарейных систем из аккумуляторов, модулей или батарейных блоков

5.6.1 Общие положения

5.6.2 Конструкция батарейной системы

5.7 Рабочая эона литиевых аккумуляторов и батарейных систем, требуемая для их безопасного

5.8 План качества

6 Условия типовых испытаний

6.1 Общие положения

6.2 Виды испытаний

7 Методы испытаний и требования

7.1 Процедуры заряда для испытания

7.2 Разумно предсказуемое неправильное использование

7.2.1 Испытание на внешнее короткое замыкание (аккумулятор или блок аккумуляторов)

7.2.2 Испытание на динамический удар (аккумулятор ипи блок аккумуляторов)

7.2.3 Испытание на падение (аккумулятор, блок аккумуляторов или батарейная система)

7.2.4 Испытание на термическое воздействие (аккумулятор или блок аккумуляторов)

7.2.5 Испытание на перезаряд (аккумулятор или блок аккумуляторов)

7.2.6 Испытание на принудительный разряд (аккумулятор или блок аккумуляторов)

7.3 Внутреннее короткое замыкание — оценка конструкции

7.3.1 Общие положения

7.3.2 Испытание на внутреннее короткое замыкание (аккумулятор)

7.3.3 Испытание на распространения возгорания (батарейная система)

8 Безопасность батарейной системы (с учетом функциональной безопасности)

8.1 Общие требования

8.2 Система контроля и управления батареей (или блок контроля и управления батареей)

8.2.1 Требования к СКУ

8.2.2 Управление напряжением при перезаряде (батарейная система)

8.2.3 Управление током при перезаряде (батарейная система)

8.2.4 Контроль перегрева (батарейная система)

9 Информация по технике безопасности

10 Маркировка и обозначение

Приложение А (обязательное) Рабочая зона безопасного использования аккумуляторов

Приложение В (справочное) Процедура испытания на распространение возгорания (см. 7.3.3)

Приложение С (справочное) Упаковка

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов и документа национальным стандартам

ГОСТ Р МЭК 62619—2020

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АККУМУЛЯТОРЫ И АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ, СОДЕРЖАЩИЕ ЩЕЛОЧНОЙ ИЛИ ДРУГИЕ НЕКИСЛОТНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ

Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений

Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes. Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications

Дата введения — 2020—08—01

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет требования и методы испытаний для безопасной эксплуатации литиевых аккумуляторов и батарей, используемых в промышленных применениях, включая стационарные.

При наличии стандарта МЭК. определяющего условия испытаний и требования к аккумуляторам, используемым в специальных целях, которые противоречат настоящему стандарту, приоритет имеет имеющийся стандарт МЭК (например, серия стандартов [1]. касающаяся дорожных транспортных средств).

Ниже приведены некоторые примеры применений, использующих аккумуляторы и батареи в рамках настоящего стандарта:

• стационарные применения: телекоммуникации, бесперебойные источники питания (UPS), система накопления электрической энергии, переключение сетей общего назначения, аварийное энергопитание и подобные приложения:

• движущиеся применения: вилочный погрузчик, гольф-кар. автоматически управляемые автомобили, железнодорожные и морские транспортные средства, за исключением дорожных.

Поскольку настоящий стандарт охватывает батареи для различных промышленных применений, он включает только те требования, которые являются общими и минимальными для этих применений.

Электрическая безопасность включена только в рамках анализа рисков, предусмотренного в разделе 8. В отношении деталей решения проблем электрической безопасности необходимо учитывать требования стандарта конечного использования.

Настоящий стандарт распространяется на аккумуляторы и аккумуляторные батареи. Если батарея разделена на меньшие части, последняя может быть испытана как представитель батареи. Изготовитель может добавить в испытуемый образец функции, присутствующие в конечной батарее. Изготовитель четко заявляет испытуемый образец.

2 Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты и документ. Для датированных ссылок следует использовать только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных ссылок — последнее издание, включая все поправки к нему:

IEC 62133:2012 1) , Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes — Safety requirements for portable sealed secondary cells, and for batteries made from them, for use in portable applications (Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной и другие некислотные

1 > Заменен на МЭК 62133-1:2017 и МЭК 62133-2:2017.

электролиты. Требования безопасности для портативных герметичных аккумуляторов и батарей из них для портативных применений)

IЕС 62620:2014. Secondary ceils and batteries containing alkaline or other поп-acid electrolytes — Sec* ondary lithium cells and batteries for use in industrial applications (Аккумуляторы и аккумуляторные бата* реи. содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и батареи литиевые для промышленных применений)

ISO/IEC Guide 51. Safety aspects — Guidelines for their inclusion in standards (Аспекты безопасности. Руководящие указания по включению их в стандарты)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по Руководству ИСО/МЭК 51, а также следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по еле* дующим адресам:

— Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/;

— Платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на http://www.iso.org/obp.

3.1 безопасность (safety): Отсутствие неприемлемого риска.

3.2 риск (risk): Сочетание вероятности возникновения ущерба и тяжести этого ущерба.

3.3 вред (harm): Физический ущерб здоровью, имуществу или окружающей среде.

3.4 опасность (hazard): Потенциальный источник вреда.

3.5 использование по назначению (intended use): Использование продукта, процесса или услу* ги в соответствии со спецификациями, инструкциями и информацией, предоставленной поставщиком.

3.6 разумно предсказуемое неправильное использование (reasonably foreseeable misuse): Использование продукта, процесса или услуги таким образом, который не предусмотрен поставщиком, но который может быть результатом легко предсказуемого поведения человека.

3.7 литиевые аккумуляторы (аккумуляторы) (secondary lithium cell, cell): Вторичный элемент, в котором электрическая энергия возникает вследствие реакций внедрения/извлечения ионов лития или реакций окисления и восстановления лития на отрицательном и положительном электродах.

Примечание — Аккумулятор содержит электролит, состоящий из соли лития и органического растворителя. з жидкой, загущенной или твердой форме, и металлический корпус или оболочку из ламинированной пленки. Он не готов к использованию в приложении, поскольку еще не оснащен внешним корпусом, выводными разъемами и электронным устройством управления.

3.8 блок аккумуляторов (cell block): Группа аккумуляторов, соединенных в параллельную кон* фигурацию, содержащая или не содержащая защитные устройства (например, предохранители или РТС 11 ) и устройства сбора данных.

Примечание — Блок аккумуляторов не готов к использованию в приложении, поскольку еще не оснащен внешним корпусом, выводными разъемами и электронным устройством управления.

3.9 модуль (module): Группа аккумуляторов, соединенных друг с другом в последовательной и/или параллельной конфигурации, содержащая или не содержащая защитные устройства (например, предохранители или РТС) и устройства сбора данных.

3.10 батарейный блок (battery pack): Накопитель энергии, который состоит из одного или не* скольких электрически соединенных аккумуляторов или модулей.

1 Блок имеет устройство сбора данных, которое предоставляет информацию (например, о напряжении) в батарейную систему.

2 Блок может иметь защитный корпус и быть снабжен соединительными выводами или другим соединительным устройством.

3.11 батарейная система (батарея) (battery system, battery): Система, состоящая из одного или нескольких аккумуляторов, модулей или батарейных блоков.

РТС — многоразово срабатывающий самовосстанавливающийся предохранитель на превышение тока и температуры.

1 Батарейная система имеет систему контроля и управления для отключения в случае перезаряда, превышения тока, переразряда и перегрева.

2 Отключение в случае переразряда не является обязательным, если есть соглашение между изготовителем аккумулятора и потребителем.

3 Батарейная система может иметь устройства охлаждения или подогрева.

3.12 система контроля и управления батареей; СКУ (battery management system; BMS): Электронная система, связанная с батареей, которая имеет функции отключения в случае перезаряда, превышения тока. переразряда и перегрева.

1 СКУ контролирует и/или управляет состоянием батареи, рассчитывает вторичные данные, передает эти данные и^или контролирует окружение батареи для обеспечения безопасности, рабочих характеристик и/ипи срока службы батареи.

2 Отключение в случае переразряда не является обязательным, если есть соглашение между изготовителем аккумулятора и потребителем.

3 Функции СКУ могут быть переданы батарее или оборудованию, которое использует батарею (см. рисунок 5).

4 СКУ можно разделить и разместить частично в батарейном блоке и частично в оборудовании, которое использует батарею (см. рисунок 5).

5 СКУ иногда также называют БКУ (блок контроля и управления).

3.13 утечка (leakage): Видимый выход жидкого электролита.

3.14 сброс (venting): Высвобождение избыточного внутреннего давления из аккумулятора, модуля. батарейного блоха или батарейной системы таким образом, чтобы предотвратить разрыв или взрыв.

3.15 разрыв (rupture): Механическое разрушение корпуса аккумулятора или батареи, вызванное внутренней или внешней причиной, приводящей к обнажению или разливу материалов, но не выбросу.

3.16 взрыв (explosion): Авария, возникающая при резком открытии контейнера аккумулятора или корпуса батареи, сопровождающимся сильным выбросом твердых компонентов.

Примечание — При этом выбрасываются также жидкость, газ и дым.

3.17 воспламенение (fire): Выброс пламени от аккумулятора, модуля, батарейного блока или батарейной системы.

нормированная емкость (rated capacity): Значение емкости аккумулятора или батареи, получаемое при определенных условиях и объявленное изготовителем.

Примечание — Нормированная емкость — это количество электричества С_п. А — ч. заявленное изготовителем. которое один аккумулятор или батарея может отдать при п-часоеом разряде при заряде, хранении и разряде при условиях, указанных в 6.3.1 МЭК 62620:2014.

[Источник: МЭК 60050-482:2004.482-03-15, модифицирован путем добавления примечания.)

3.19 верхний предел напряжения заряда (upper limit charging voltage): Наибольшее напряжение при заряде в рабочей зоне аккумулятора, указанное изготовителем аккумулятора.

3.20 максимальный ток заряда (maximum charging current): Максимальный ток заряда в рабочей зоне аккумулятора, указанный изготовителем аккумулятора.

3.21 тепловой разгон (thermal runaway): Неконтролируемое интенсивное повышение температуры аккумулятора, обусловленное экзотермической реакцией.

3.22 нижний предел напряжения разряда (lower limit discharging voltage): Минимальное напряжение разряда, указанное изготовителем аккумулятора.

4 Допуски измерения параметров

Общая точность контролируемых или измеряемых значений относительно заданных или фактических параметров должна быть в пределах следующих допусков:

a) ± 0.5 % для напряжения;

c) ± 2 ’С для температуры;

d) ± 0,1 % для времени;

f) ± 1 % для размеров.

Эти допуски включают совокупную точность измерительных приборов, используемых методов из» мерения и все другие источники погрешностей в процедуре испытания.

Подробная информация об используемых приборах должна приводиться в любом отчете о результатах испытаний.

5 Общие вопросы безопасности

5.1 Общие положения

Безопасность литиевых аккумуляторов и аккумуляторных батарей требует рассмотрения двух видов условий применения;

a) использование по назначению;

b) разумно предсказуемое неправильное использование.

Аккумуляторы и батареи должны быть сконструированы и изготовлены таким образом, чтобы они были безопасны в условиях как использования по назначению, так и разумно предсказуемого неправильного использования.

Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, используемые по назначению, должны быть не только безопасными, но и оставаться полностью работоспособными.

Допускается, что аккумуляторы или батареи, подвергшиеся неправильному использованию, могут не функционировать. Однако даже если такая ситуация происходит, они не должны представлять ни* какой значительной опасности.

Потенциальные опасности, которые являются предметом настоящего стандарта:

c) критическое электрическое короткое замыкание из-за утечки из аккумулятора электролита;

d) выброс, который непрерывно выпускает легковоспламеняющиеся газы;

e) разрыв корпуса аккумулятора, модуля, батарейного блока и батарейной системы с выходом внутренних компонентов.

Соответствие требованиям 5.1—5.6 проверяют с помощью испытаний, установленных в разделах 6. 7 и 8. и сообразно соответствующему стандарту (см. раздел 2).

5.2 Провода и изоляция

Провода и их изоляция должны выдерживать максимальное ожидаемое напряжение, ток, температуру. высоту и влажность. Конструкция проводки должна быть такой, чтобы между проводниками поддерживались надлежащие зазоры и расстояния. Механическая целостность всей батарейной системы (аккумулятор/модуль/СКУ) и ее соединения должны быть достаточными для противостояния условиям, возможным при разумно предсказуемом неправильном использовании.

Корпус аккумулятора, модуля, батарейного блока и батарейной системы должен обеспечивать функцию сброса давления, которая исключает разрыв или взрыв. Если для поддержки аккумуляторов во внешнем корпусе используется инкапсуляция, то тип инкапсулянта и способ инкапсуляции не должны приводить к перегреву батарейной системы во время нормальной работы и препятствовать сбросу давления.

5.4 Управление температурой, напряжением, током

Конструкция батарей не должна допускать аномального повышения температуры. Батарейные системы должны быть сконструированы для работы в пределах значений напряжений, токов и температур. установленных изготовителем аккумулятора. Батарейные системы должны быть снабжены техническими условиями и инструкциями по зарядке для производителей оборудования, чтобы соответствующие зарядные устройства были сконструированы так. чтобы поддерживать заряд в пределах установленных ограничений по напряжению, току и температуре.

Примечание — При необходимости могут быть использованы средства для ограничения тока во время заряда и разряда до безопасного уровня.

5.5 Выводные контакты батарейного блока и/или батарейной системы

Выводные контакты должны иметь четкое обозначение полярности на внешней поверхности бата* рейного блока или батарейной системы.

Примечание — Исключение: Батарейные блоки с внешними разъемами с ключом, предназначенными для лодкгеочения к конкретным конечным продуктам, не требуют маркировки полярности, если конструкция внешнего разъема предотвращает обратную полярность соединений.

Размер и форма выводных контактов должны гарантировать, что они могут пропускать максимальный ожидаемый ток. Внешние контактные поверхности выводных контактов формируются из электропроводящих материалов с хорошей механической прочностью и коррозионной стойкостью. Контакты выводов должны быть расположены таким образом, чтобы свести к минимуму риск короткого замыкания. например, с помощью металлических инструментов.

5.6 Монтаж батарейных систем из аккумуляторов, модулей или батарейных блоков

5.6.1 Общие положения

Монтаж батарейных систем из аккумуляторов, модулей или батарейных блоков должен проводиться с соблюдением следующих правил для обеспечения адекватного снижения рисков, связанных с батарейной системой:

• каждая батарейная система должна иметь независимый(ые) метод(ы) контроля и защиты;

• изготовитель аккумулятора должен представить рекомендации относительно предельных значений тока, напряжения и температуры, чтобы изготовитель/конструктор батарейной системы мог обеспечить надлежащую конструкцию и сборку:

• батареи, предназначенные для выборочного разряда части последовательно соединенных аккумуляторов. должны включать отдельные схемы для предотвращения перелолюсовки аккумуляторов, вызванной их неравномерным разрядом;

— с учетом вида применения конечного устройства при необходимости добавляют соответствующие компоненты защитной схемы.

5.6.2 Конструкция батарейной системы

Конструкция батарейной системы должна обеспечивать выполнение функции управления напряжением таким образом, чтобы напряжение любого аккумулятора или блока аккумуляторов не превышало значения верхнего предела зарядного напряжения, указанного изготовителем аккумуляторов, за исключением случаев, когда стационарные или подвижные устройства, применяющие батарейную систему. сами обеспечивают эквивалентную функцию управления напряжением.

На уровне батарейной системы изготовителем батарей должно быть учтено следующее:

— для батарейной системы, имеющей последовательное соединение аккумуляторов, модулей или батарейных блоков, рекомендуется, чтобы напряжение любого из аккумуляторов или батарейных блоков не превышало верхнего значения предела зарядного напряжения, указанного изготовителем аккумуляторов. путем контроля напряжения каждого отдельного аккумулятора или блока аккумуляторов.

5.7 Рабочая зона литиевых аккумуляторов и батарейных систем, требуемая для их безопасного использования

Изготовитель аккумулятора должен указать рабочую зону аккумулятора. Изготовитель батареи должен сконструировать батарейные системы в соответствии с рабочей зоной аккумулятора. Определение рабочей зоны аккумулятора объясняется в приложении А.

5.6 План качества

Изготовитель батарейной системы должен подготовить и реализовать план качества, который определяет процедуры контроля материалов, компонентов, аккумуляторов, модулей, батарейных блоков и батарейных систем и охватывает все стадии производства каждого типа аккумулятора, модуля, батарейного блока и батарейной системы (например. [3] и т. п.). Производители должны понимать свои технологические возможности и внедрять необходимые механизмы контроля за технологическими процессами. так как они влияют на безопасность продукции.

6 Условия типовых испытаний

6.1 Общие положения

Батарейная система, используемая за пределами рабочей эоны, может представлять опасность, исходящую от аккумуляторов или батарей. Такие риски необходимо учитывать при подготовке плана испытаний их безопасности.

Испытательное оборудование должно обладать достаточной прочностью конструкции и иметь систему пожаротушения для того, чтобы выдержать условия избыточного давления и воспламенения, которые могут возникнуть в ходе испытаний. Помещение должно иметь систему вентиляции для улавливания и удаления газа, который может образоваться в ходе испытаний. Там. где это необходимо, следует учитывать опасность высокого напряжения.

Предостережение: ПРИ ИСПЫТАНИЯХ. ПРИВЕДЕННЫХ В НАСТОЯЩЕМ РАЗДЕЛЕ. ИСПОЛЬЗУЮТ ПРОЦЕДУРЫ. КОТОРЫЕ МОГУТ ПРИВЕСТИ К ВРЕДУ. ЕСЛИ НЕ БУДУТ ПРИНЯТЫ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ.

ИСПЫТАНИЯ ДОЛЖНЫ ПРОВОДИТЬСЯ ТОЛЬКО КВАЛИФИЦИРОВАННЫМИ И ОПЫТНЫМИ СПЕЦИАЛИСТАМИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИМИ НАДЛЕЖАЩУЮ ЗАЩИТУ.

ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОЖОГОВ СЛЕДУЕТ СОБЛЮДАТЬ ОСТОРОЖНОСТЬ В ОТНОШЕНИИ ТЕХ АККУМУЛЯТОРОВ ИЛИ БАТАРЕЙ, КОРПУСА КОТОРЫХ МОГУТ В ХОДЕ ИСПЫТАНИЙ НАГРЕВАТЬСЯ СВЫШЕ 75 *С.

6.2 Виды испытаний

Испытания проводят на аккумуляторах или батареях, с даты изготовления которых прошло не более шести месяцев, с учетом их количества, указанного в таблице 1. Аккумуляторы или батареи, заряженные по 7.1, при разряде постоянным током 0.2 Д. А. до указанного конечного напряжения при температуре окружающей среды (25 ± 5) *С. должны отдавать емкость не менее номинальной. Это подтверждение емкости может быть сделано изготовителем в испытаниях при отгрузке. Для батареи емкость может быть рассчитана на основе измерения емкости аккумуляторов в испытаниях при отгрузке.

Если не указано иное, испытания проводятся при температуре окружающей среды (25 ± 5) «С.

Примечание — Условия испытаний предназначены только для типовых испытаний и не подразумевают, что использование по назначению включает а себя работу в этих условиях. Предел в шесть месяцев вводится для сравнимости испытаний и не подразумевает. что безопасность аккумуляторов и батарейной системы снижается после шести месяцев.

Таблица 1 — Объем выборки для типовых испытаний

Аиумулятор (см. примечание 1)

Батарейная система (см. примечание 2)

Испытание безопасности продукта (безопасность аккумулятора и батарейной системы)

Источник