Литий ионные аккумуляторы требования безопасности

ГОСТ Р 58152-2018 Аккумуляторы литий-ионные для электрических дорожных транспортных средств. Часть 3. Требования безопасности

Текст ГОСТ Р 58152-2018 Аккумуляторы литий-ионные для электрических дорожных транспортных средств. Часть 3. Требования безопасности

ГОСТ Р 58152-2018 (МЭК62660-3:2016)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АККУМУЛЯТОРЫ ЛИТИЙ-ИОННЫЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДОРОЖНЫХ ТРАНСПОРТНЫХСРЕДСТВ

Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric roadvehicles. Part 3. Safety requirements

ОКС 29.220.99, 43.120
ОКПД2 27.20.23.130
27.20.23.130

Предисловие

1ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока»РУСБАТ» (Ассоциация «РУСБАТ») на основе собственного перевода нарусский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте4

2ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 «Аккумуляторыи батареи»

3УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства потехническому регулированию и метрологии от 6 июня 2018 г. N318-ст

4Настоящий стандарт является модифицированным по отношению кмеждународному стандарту МЭК 62660-3:2016 «Аккумуляторы литий-ионные дляэлектрических дорожных транспортных средств. Часть 3. Требованиябезопасности» (IEC 62660-3:2016 «Secondary lithium-ion cells forthe propulsion of electric road vehicles — Part 3: Safetyrequirements», MOD).

Изменения произведеныпутем включения положений ссылочного стандарта МЭК 61434непосредственно в текст стандарта в виде дополнительного приложенияДА, а также путем изменения отдельных фраз, которые выделеныполужирным курсивом , а причины их изменения приведены всносках. Для исправления ошибки в формуле базового тока испытания встатье 3.10 в соответствии с МЭК 61434 определение изменено, данассылка на приложение ДА и добавлено примечание 2. Предостережение в6.1 о предупредительных мерах по безопасности перенесено в началоподраздела. Изменена нумерация перечислений в 6.4.4.2 всоответствии с ГОСТ 1.5-2001(подпункт 4.4.4, 4.4.5).
________________
Доступ к международным и зарубежнымдокументам, упомянутым здесь и далее по тексту, можно получить,перейдя по ссылке на сайт ;
В оригинале обозначения и номера стандартови нормативных документов приводятся обычным шрифтом; в разделах 1″Область применения», 2 «Нормативные ссылки», 6 «Испытания набезопасность» и отмеченные в разделе «Предисловие» знаком «**»выделены курсивом. — Примечания изготовителя базы данных.

Сведения о соответствииссылочных национальных стандартов международным стандартам,использованным в качестве ссылочных в примененном международномстандарте, приведены в дополнительном приложении ДБ

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

Правила применениянастоящего стандарта установлены в статье26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «Остандартизации в Российской Федерации»**. Информация обизменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (посостоянию на 1 января текущего года) информационном указателе»Национальные стандарты», а официальный текст изменений ипоправок — в ежемесячном информационном указателе»Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отменынастоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликованов ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя»Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление итексты размещаются также в информационной системе общегопользования — на официальном сайте Федерального агентства потехническому регулированию и метрологии в сети Интернет(www.gost.ru)

Введение

Электрическиедорожно-транспортные средства, включая гибридные и подзаряжаемыегибридные электрические транспортные средства начинают внедрятьсяна мировой рынок опираясь с одной стороны на требования со стороныглобальных задач по сокращению выбросов и потребления энергии, с другой — нановейшие достижения в технологиях и на снижении себестоимости. Этопривело к быстрому росту спроса на тяговые аккумуляторные батареивысокой мощности и высокой удельной энергии, показанныелитий-ионными батареями.

Для обеспечения базовогоуровня качества литий-ионных аккумуляторов для автомобильнойпромышленности были разработаны соответствующие международныестандарты, введенные в России в виде идентичных стандартов, аименно ГОСТ Р МЭК 62660-1,ГОСТ Р МЭК 62660-2, ГОСТ Р ИСО 12405-1 и ГОСТ Р ИСО 12405-2. Эти стандартыопределяют требования к методам испытаний по определению рабочиххарактеристик, надежности и стойкости к нарушению режимовэксплуатации литий-ионных аккумуляторов, их блоков и систем дляприменений в электромобилях (ЭМ). Кроме того, учитывая значимостьбезопасности литий-ионных батарей и спрос на международныестандарты, требования по безопасности для литий-ионных батарей исистем определены в ГОСТ Р ИСО12405-3. Также пересматриваются правила, которые включаюткритерии приемки для перезаряжаемых систем накопления энергии ЭМ,такие как [1].

Внастоящем стандарте важно указать критерии безопасности на уровнеотдельных аккумуляторов, в целях обеспечения базового уровнябезопасности аккумуляторов, которые различаются по характеристиками конструкции и применяются для различных типов блоков и систем.Для автомобильных приложений, важно отметить разнообразиеконструкций автомобильных аккумуляторов и систем, а такжеконкретные требования к аккумуляторам и батареям, соответствующиекаждой из них. Исходя из этих фактов, цель настоящего стандарта -обеспечить методологию испытаний определения базового уровнябезопасности и установить критерии с широкой степеньюуниверсальности для использования в общем первичном испытаниилитий-ионных аккумуляторов, которые будут применяться в различныхсистемах батарей. Конкретные требования к безопасностиаккумуляторов различаются в зависимости от конструкции системыаккумуляторных батарей или транспортных средств (ТС) и должны бытьвыработаны пользователями. Итоговые критерии «прошел-не прошел» дляаккумуляторов должны быть основаны на соглашении междуизготовителями аккумуляторов и их потребителями.

1Область применения

Настоящий стандартустанавливает методы испытаний и критерии приемки для показателейбезопасности литий-ионных аккумуляторов и блоков, предназначенныхдля приведения в движение ЭМ, включая батареи аккумуляторныхэлектромобилей (ЭМА) и гибридных электромобилей (ЭМГ).

1Блоки аккумуляторов могут быть использованы в качестве альтернативыотдельным аккумуляторам в соответствии с соглашением междуизготовителем и потребителем.

2В отношении аккумуляторов для подзаряжаемых гибридныхэлектромобилей (ЭМГП), изготовитель может выбрать условия проверкидля приложения ЭМА или для приложения ЭМГ.

Настоящий стандартпредназначен определить основные показатели безопасностиаккумуляторов, используемых в блоках и системах батарей при ихиспользовании по назначению и разумно прогнозируемому неправильномуиспользованию или при аварии, в ходе нормальной работы ЭМ.Требования безопасности аккумулятора в настоящем стандарте основанына предположении, что аккумуляторы используются должным образом вблоках и системах батарей в пределах значений напряжения, тока итемпературы, указанных изготовителем аккумуляторов (рабочая зонааккумулятора).

Оценка безопасностиаккумуляторов во время транспортировки и хранения непредусматривается настоящим стандартом.

1Требования к характеристикам безопасности для литий-ионных батарейи систем определены в ГОСТ Р ИСО12405-3. Технические характеристики и требования побезопасности для литий-ионных батарей и систем электрическихмопедов и мотоциклов определяются в [2]. ГОСТ Р МЭК 62619охватывает требования по безопасности для литий-ионныхаккумуляторов и батарей для промышленного применения, включаявилочные погрузчики, тележки для гольфа и автоматически управляемыеТС.

2Информация о рабочих зонах аккумуляторов приводится в приложенииА.

2Нормативные ссылки

Внастоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующиенациональные стандарты.

ГОСТ Р МЭК 60050-482-2011 Источникитока химические. Термины и определения

ГОСТ Р МЭК 62619-2018Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной илидругие некислотные электролиты. Требования безопасности длялитиевых аккумуляторов и батарей для промышленныхприменений

ГОСТ Р МЭК 62660-2-2014 Аккумуляторылитий-ионные для электрических дорожных транспортных средств. Часть2. Испытания на надежность и эксплуатацию с нарушениемрежимов

Примечание — Припользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действиессылочных стандартов в информационной системе общего пользования -на официальном сайте Федерального агентства по техническомурегулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодномуинформационному указателю «Национальные стандарты», которыйопубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускамежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» затекущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дананедатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующуюверсию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версиюизменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который данадатированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этогостандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если послеутверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на которыйдана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающееположение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуетсяприменять без учета данного изменения. Если ссылочный стандартотменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него,рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3Термины и определения

Внастоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р МЭК 60050-482, а также следующиетермины с соответствующими определениями:

3.1 электромобильаккумуляторный; ЭМА (battery electric vehicle; BEV):Электромобиль, в качестве источника энергии для привода которогоиспользуется только тяговая батарея.

3.2 блокаккумуляторов (cell block): Группа аккумуляторов, соединенныхвместе в параллельной конфигурации с или без защитных устройств,например, предохранитель или сопротивление с положительнымтемпературным коэффициентом (РТС), не укомплектованная окончательнокорпусом, терминалами и электронными устройствами управления.

3.3 взрыв(explosion): Авария, которая происходит, когда контейнераккумулятора, если таковой имеется, резко открывается и из неговыбрасываются основные компоненты.

3.4 воспламенение(fire): Выброс пламени из аккумулятора или блока аккумуляторов.

3.5 электромобильгибридный; ЭМГ (hybrid electric vehicle; HEV): ТС, использующеедля движения одновременно как перезаряжаемую систему храненияэнергии, так и источник энергии, питаемый топливом.

3.6 внутреннеекороткое замыкание (internal short circuit): Непреднамеренноеэлектрическое соединение между отрицательными и положительнымиэлектродами внутри аккумуляторов.

3.7 утечка(leakage): Видимые выделения жидкого электролита из частиаккумулятора, такой как корпус, герметизирующие части и/илитерминалы, за исключением вентиляционных отверстий.

3.8 номинальноенапряжение (nominal voltage): Удобное приблизительное значениенапряжения, используемое для обозначения или идентификацииаккумулятора.

3.9 нормированнаяемкость (rated capacity): Количество электричества , А·ч для ЭМА и , А·ч для ЭМГ, заявленные изготовителем.

3.10 базовый токиспытания, (reference test current, ): Ток, А, численно равный нормированнойемкости , используемый для задания значений тока прииспытаниях.

1Метод определения см. приложение ДА.

2Все зарядные и разрядные токи должны быть выражены как доли иликратные значению .

3.11 комнатнаятемпература (room temperature): Температура равная(25±2)°С.

3.12 разрыв(rupture): Механическое повреждение корпуса аккумулятора, вызванноевнутренним или внешним воздействием, в результате чего произошлообнажение или просыпание, но не выброс материалов.

3.13 литий-ионныйаккумулятор, аккумулятор (secondary lithium-ion cell, cell):Вторичный одиночный элемент, электрическая энергия которогоявляется следствием реакции внедрения/выделения ионов лития нааноде и катоде.

1Вторичный элемент является базовой изготавливаемой частью,обеспечивающей источник электрической энергии, получаемой путемпрямого преобразования химической энергии. Элемент состоит изэлектродов, сепараторов, электролита, корпуса и токовыводов,конструкция которого позволяет заряжать его электрически.

2В настоящем стандарте термин «аккумулятор» означает «вторичныйлитий-ионный элемент», который будет использоваться для приведенияв движение электрического дорожного транспорта.

3.14 степеньзаряженности; СЗ (state of charge, SOC): Доступная емкостьбатареи, выраженная в процентах от нормированной емкости.

3.15 стравливание(venting): Высвобождение избыточного внутреннего давления изаккумулятора способом, определенным конструкцией для предотвращенияразрыва или взрыва.

4Условия испытаний

4.1Общие положения

Особенности используемыхприборов должны быть приведены в любом отчете о результатахиспытаний.

Аккумуляторы могут бытьиспытаны в сжатом состоянии, чтобы избежать вздутия, если этодопустимо в соответствии с целью испытаний. Сжатие относится кконструкции батареи.

4.2Измерительная аппаратура

4.2.1Диапазоны измерений аппаратуры

Используемые инструментыдолжны обеспечивать возможность измерения значений тока инапряжения. Диапазоны измерений применяемых приборов и методовизмерений должны быть выбраны так, чтобы обеспечить точность,указанную для каждого испытания.

Для аналоговых приборов,это означает, что показания должны находиться в последней третиградуированной шкалы.

Могут быть использованылюбые другие измерительные приборы при условии, что они даютэквивалентную точность.

4.2.2Измерение напряжения

Сопротивление вольтметровдолжно быть не менее 1 МОм/В.

4.2.3Измерение тока

Вся сборка амперметра,шунта и провода целиком должна быть класса точности 0,5 иливыше.

4.2.4Измерение температуры

Температура аккумуляторадолжна быть измерена при помощи устройства измерения температурыповерхности, способного обеспечить эквивалентную шкалу определениязначения и точности, приведенные в 4.3*.Температура должна быть измерена в месте, которое наиболее точноотражает температуру аккумулятора или блока. При необходимоститемпература дополнительно может быть измерена в другихсоответствующих местах.
_______________
*Заменена ссылка в соответствии с содержанием. Ранее былаиспользована ссылка на 4.2.1.

Примеры для измерениятемпературы показаны на рисунке 1. Должны быть соблюдены инструкциидля измерения температуры, указанные изготовителем.

Рисунок 1 — Пример измерения температуры аккумулятора

4.2.5Прочие измерения

Другие величины, в томчисле емкость и мощность может быть измерена с помощью измерительного устройства, приусловии, что оно соответствует 4.3.
_______________
Текст документа соответствует оригиналу. -.

4.3Допустимые отклонения по параметрам

Суммарная точностьконтролируемых или измеряемых значений относительно заданных илифактических параметров, должна находиться в пределах следующихдопусков:

a) ±0,1% длянапряжения;

c) ±2°С длятемпературы;

d) ±0,1% для времени;

f) ±0,1% для габаритныхразмеров.

Эти допуски включают всебя суммарную точность измерительных приборов, используемыхтехнологий измерения и все другие источники ошибок в процедуреиспытаний.

4.4Температура испытаний

Если не определено иное,перед каждым испытанием аккумулятор должен быть стабилизирован притемпературе испытания не менее 12 ч. Этот период может бытьуменьшен, если будет достигнуто тепловое равновесие. Тепловоеравновесие считается достигнутым, если после одного интервала 1 ч,изменение температуры аккумулятора менее 1°С.

Если иное не указано внастоящем стандарте, аккумуляторы должны быть испытаны прикомнатной температуре.

5Электрические измерения

5.1Общие положения

Если иное не указано внастоящем стандарте, до начала испытания, включающего электрическиеизмерения, аккумулятор должен быть заряжен в следующем порядке.

До заряда аккумуляторразряжают при комнатной температуре постоянным током (А) для применения ЭМА и (А) для применения ЭМГ до напряжения концаразряда, указанного изготовителем. Затем аккумулятор при комнатнойтемпературе заряжают методом, объявленным изготовителем.

5.2Емкость

Перед регулировкой СЗ в5.3, должно быть подтверждено, что емкость аккумуляторасоответствует нормированному значению в соответствии со следующимишагами.

Шаг 1 — Аккумулятордолжен быть заряжен в соответствии с 5.1.

После заряда температурааккумулятора должна быть стабилизирована в соответствии с 4.4.

Шаг 2 — Аккумуляторразряжают при комнатной температуре постоянным током (А) для применения ЭМА и (А) для применения ЭМГ до напряжения концаразряда, указанного изготовителем.

Метод выбораиспытательного тока (А) определен в приложении ДА. См. также3.9.

Шаг 3 — Измеряютпродолжительность разряда до достижения установленного напряженияконца разряда и вычисляют емкость аккумулятора, А·ч, до трехзначащих цифр.

Источник