Литий батареясының қауіпсіздігін сынау дегеніміз не?

Литий батареясының қауіпсіздігін сынау дегеніміз не?

1) Сынақ мақсаты: Бір ұялы батареяның электр қуатын теріс пайдалану өнімділігін тексеру үшін батареяның заряды таусылғанда орын алуы мүмкін қауіпсіздік қауіптерін модельдеңіз-, осылайша үлгінің дизайн талаптарына сәйкес келетінін бағалаңыз.

2) Сынақ жабдығы: Бір ұяшықбатареяны зарядтау -разрядтау жабдығы, тұрақты температураны тексеру камерасы, мультиметр және т.б.

3) Сынақ әдісі мен процедуралары:

① Жалғыз ұялы батареяны-бөлме температурасында алдын ала өңдеңіз, содан кейін оны толығымен зарядтаңыз.

② Тұрақты токпен 1/3I (энергия түрі) немесе (қуат түрі) бір ұялы батареяның разрядты өшіру- кернеуіне дейін разрядтаңыз, содан кейін I токта 90 минут бойы мәжбүрлеп зарядсыздандырыңыз.

4) Деректерді өңдеу және бағалау критерийлері: Сынақ кезінде және сынақтан кейінгі 1 сағаттық бақылау кезеңінде үлгіде өрт немесе жарылыс бар-жоғын бақылаңыз.

1) Сынақ мақсаты: Бір ұялы батареяның электр қуатын теріс пайдалану өнімділігін тексеру үшін, батарея шамадан тыс зарядталғанда орын алуы мүмкін қауіпсіздік қауіптерін модельдеңіз, осылайша үлгінің дизайн талаптарына сәйкес келетінін бағалаңыз.

2) Сынақ жабдығы: бір ұялы батареяны зарядтау-разрядтау жабдығы, тұрақты температуралық сынақ камерасы, мультиметр және т.б.

3) Сынақ әдісі мен процедуралары:

① Жалғыз ұялы батареяны-бөлме температурасында алдын ала өңдеңіз, содан кейін оны толығымен зарядтаңыз.

② Жалғыз ұялы батареяның кернеуі максималды жұмыс кернеуінен 1,1 есеге жеткенше немесе бір ұялы батареяның зарядталған сыйымдылығы 115% SOC жеткенше тұрақты токпен зарядтауды жалғастырыңыз.

1) Сынақ мақсаты: Бір ұялы батареяның электр қуатын теріс пайдалану өнімділігін тексеру үшін, батареяда сыртқы қысқа тұйықталу орын алған кезде туындауы мүмкін ықтимал қауіпсіздік қауіптерін модельдеңіз, осылайша үлгінің дизайн талаптарына сәйкес келетінін бағалаңыз.

3) Сынақ әдісі мен процедуралары:

① Жалғыз ұялы батареяны-бөлме температурасында алдын ала өңдеңіз, содан кейін оны толығымен зарядтаңыз.

② Бір ұяшықты батареяның оң және теріс терминалдарын сыртқы тізбектің кедергісі 5 мОм-нан аз-қысқа тұйықталу арқылы 10 минутқа сырттан өткізіңіз.

1) Сынақ мақсаты: Бір ұялы батареяның механикалық теріс пайдалану өнімділігін тексеру үшін, батарея сынған кезде туындауы мүмкін ықтимал қауіпсіздік тәуекелдерін модельдеңіз, осылайша үлгінің дизайн талаптарына сәйкес келетінін бағалаңыз.

2) Сынақ жабдығы: бір ұялы батареяны зарядтау-разрядтау жабдығы, тұрақты температураны сынау камерасы, қуат батареясының сыну сынағы, мультиметр және т.б.

3) Сынақ әдісі мен процедуралары:

① Жалғыз ұялы батареяны-бөлме температурасында алдын ала өңдеңіз, содан кейін оны толығымен зарядтаңыз.

② Ұсақтау бағыты: бір ұялы батареяның пластина бағытына перпендикуляр немесе көліктің орналасуында ұсақталуы ықтимал бағытта қысым жасаңыз.

а. Ұсақтау пластинасының пішіні: 75 мм радиусы бар жартылай-цилиндр және жартылай цилиндрдің ұзындығы (L) ұсақталған бір ұялы батареяның өлшемінен үлкенірек.

б. Ұсақтау жылдамдығы: 2 мм/с артық емес.

в. Ұсақтау дәрежесі: Кернеу 0 В жеткенде немесе деформация 15% жеткенде немесе ұсақтау күші 100 кН немесе сынақ объектісінің салмағынан 1000 есе жоғары болғанда ұсақтауды тоқтатыңыз.

③ 10 минут ұстаңыз.

1) Сынақ мақсаты: Батареяны басқару жүйесі арқылы бақылануы мүмкін ең кішкентай аккумулятор блогының термиялық қашу өнімділігін тексеру үшін электр көлігінің жолаушылары мен көлік жүйелеріне қауіп төндіретін негізгі қауіп көзінде қауіпсіздікті бағалауды жүргізіңіз, осылайша үлгінің дизайн талаптарына сәйкес келетінін бағалаңыз.

2) Сынақ жабдығы: Бір ұялы батареяны зарядтау-разряд|разрядтау жабдығы, тұрақты температураны сынау камерасы, жылыту құрылғысы, температураны анықтау жүйесі, мультиметр және т.б.

3) Сынақ әдісі мен процедуралары:

① Жалпақ немесе таяқша{0}}пішінді қыздыру құрылғысын пайдаланыңыз, оның беті керамика, металл немесе оқшаулағыш қабатпен жабылуы керек. Жылыту құрылғысы үшін қуатты таңдау талаптары 6-10 кестеде көрсетілген. Сынақ объектісі мен қыздыру құрылғысын құрастыруды аяқтаңыз. Жылыту құрылғысы бір ұялы батареямен тікелей байланыста болуы керек, ал қыздыру құрылғысының өлшемі сыналатын объектінің қыздырылған бетінен үлкен болмауы керек. Бақылау нүктесіндегі температура сенсорын жылу өткізбейтін жағында, яғни жылыту құрылғысының қарама-қарсы жағында орналастырып, температура мониторларын орнатыңыз. Температура деректерінің сынама алу аралығы 2 градус дәлдік талабымен 1 секундтан аз болуы керек, ал температура сенсорының ұшының орны 1 мм-ден аз болуы керек.

Кесте 6-10 Жылыту құрылғысын таңдау талаптары

Сынақ объектінің энергиясы E/Wh	Жылыту құрылғысының максималды қуаты/Вт
E<100	30-300
100 Е-ден аз немесе оған тең<400	300-1000
400 E-ден аз немесе оған тең<800	300-2000
E 800-ден үлкен немесе оған тең	>600

② Жалғыз ұяшықты батареяны-бөлме температурасында алдын ала өңдеңіз, содан кейін оны 100% SOC деңгейіне дейін зарядтаңыз. Содан кейін сынақ объектісін 1/1 токпен 12 минут бойы зарядтауды жалғастырыңыз. Жылыту құрылғысын дереу іске қосыңыз және сынақ объектісін максималды қуатта үздіксіз қыздырыңыз. Термиялық ағып кету орын алғанда немесе бақылау нүктесіндегі температура 300 градусқа жеткенде, қыздыруды тоқтатыңыз және жылыту құрылғысын өшіріңіз.

③ Термиялық қашудың орын алуын анықтауға арналған шарттар

а. Сынақ объектісі кернеудің төмендеуін бастан кешіреді және төмендеуі бастапқы кернеудің 25% -нан асады.

б. Бақылау нүктесіндегі температура батарея өндірушісі көрсеткен максималды жұмыс температурасына жетеді.

в. Бақылау нүктесіндегі температураның көтерілу жылдамдығы dT/dt 1 градус/с артық немесе оған тең және 3 секундтан астам уақытқа созылады. Жылулық қашу a және c немесе b және c пайда болған кезде орын алғаны анықталады.

4) Деректерді өңдеу және бағалау критерийлері: үлгіде қыздыру процесі кезінде және қыздыру аяқталғаннан кейін 1 сағат ішінде өрт немесе жарылыс бар-жоғын бақылаңыз.

1) Сынақ мақсаты: Көлік құралының соқтығысуы кезінде аккумулятор жинағына/жүйеге әсер етуді модельдеу, осылайша үлгінің құрылымдық беріктігі дизайн талаптарына сәйкес келетінін бағалау.

2) Сынақ жабдығы: аккумуляторлық жүйені зарядтау -разрядтау жабдығы, тұрақты температураны сынау камерасы, имитациялық апаттық сынақ стенді, оқшаулау кедергісін тексеру құралы және т.б.

3) Сынақ әдісі мен процедуралары: Сынақ объектісін көлікте орнату орнына және GB/T 2423.43-2008 талаптарына сілтеме жасай отырып, сынақ нысаны бекіткіші бар шанаға көлденең орнатылуы керек. Сынақ объектісін пайдалану ортасына сәйкес және көлік құралының жеделдету/баяулау импульсімен үйлесімде бұл импульс 6-11-кестеде және 6-1-суретте көрсетілген шекаралық шарттарға сәйкес келуі керек (көлік құралының жүру бағыты - x осі, ал қозғалыс бағытына перпендикуляр басқа көлденең бағыт - көлік құралының салмағы b болып табылатын у осі). Сынақ объектісінің бірнеше орнату бағыттары (x/y/z) болған кезде, сынау үшін үлкен жылдамдықпен орнату бағыты таңдалуы керек. Сынақтан кейін қоршаған ортаның температурасында 2 сағат бақылаңыз.

Figure 6-1 Schematic of Simulated Crash Test Acceleration Pulse

Кесте 6-11 Модельденген апат сынағы үшін импульстік параметрлер

Сынақ	Импульс ені /мс	м 3,5 т кем немесе оған тең		3,5 т < м 7,5 т кем немесе оған тең		м > 7,5 т
		x-бағыт үдеу/г	y-бағыт үдеу/г	x-бағыт үдеу/г	y-бағыт үдеу/г	x-бағыт үдеу/г	y-бағыт үдеу/г
A	20	20	8	10	5	6.6	5
B	50	20	8	10	5	6.6	5
C	65	20	8	10	5	6.6	5
D	100	0	0	0	0	0	0
E	0	10	4.5	5	2.5	4	2.5
F	50	28	15	17	10	12	10
G	80	28	15	17	10	12	10
H	120	0	0	0	0	0	0

4) Деректерді өңдеу және бағалау критерийлері:

① Батарея жинағында/жүйеде сынақ және бақылау кезеңінде ағып кету, жарылу, өрт немесе жарылыс бар-жоғын жазып алыңыз;

② Сынақ алдында және одан кейін оқшаулау кедергісі мәндерін жазып алыңыз.

1) Сынақ мақсаты: Батарея жинағы/жүйе сынған кезде туындауы мүмкін ықтимал қауіпсіздік тәуекелдерін модельдеу, осылайша үлгінің құрылымдық беріктігі дизайн талаптарына сәйкес келетінін бағалау.

2) Сынақ жабдығы: аккумуляторлық жүйені зарядтау -разрядтау жабдығы, тұрақты температураны сынау камерасы, аккумулятор жүйесінің сыну сынағы, оқшаулау кедергісін тексеру құралы және т.б.

3) Сынақ әдісі және процедуралары: Ұсақтау бағыттары x-бағыты және y-бағыты (көліктің жүру бағыты - x- осі, ал қозғалыс бағытына перпендикуляр басқа көлденең бағыт - y - осі). Ұсақтау жылдамдығы 2 мм/с аспауы керек. Ұсақтауды тоқтатыңыз және ұсақтау күші 100 кН жеткенде немесе деформация ұсақтау бағытында жалпы өлшемнің 30% жеткенде 10 мин ұстаңыз. Сынақтан кейін сыналатын қоршаған орта температурасында 1 сағат бақылаңыз. Ұсақтау пластинасының пішінінің принципиалды схемасы 6-2 суретте көрсетілген. Келесі екі түрдің бірі таңдалуы мүмкін:

① Жартылай цилиндр радиусы 75 мм және жартылай цилиндрдің ұзындығы (L) сыналатын объектінің биіктігінен үлкен, бірақ 6-2а-суретте көрсетілгендей 1 м-ден аспайды.

② Габариттік өлшемдері 600 мм × 600 мм немесе одан кішірек, әрқайсысының радиусы 75 мм болатын және 6-2b-суретте көрсетілгендей бір-бірінен 30 мм қашықтықта орналасқан үш жартылай цилиндрі бар.

Figure 6-2 Schematic Diagram of Extruded Plate Forms

1) Сынақ мақсаты: Батарея жинағының/жүйенің суға түсу жағдайында ықтимал қауіпсіздік тәуекелдерін сынау және оның дизайн талаптарына сәйкестігін бағалау.

2) Сынақ жабдығы: Батарея жүйесінің заряды-разрядтау жабдығы, тұрақты температураны сынау камерасы, теңіз суына батыру сынау камерасы, оқшаулау кедергісін тексеру құралы және т.б.

3) Сынақ әдісі және процедуралары: Сынақ объектісі көлік құралын қосу әдісіне сәйкес сымдармен, қосқыштармен және басқа компоненттермен қосылуы керек. Сынақ үшін келесі екі әдістің бірін таңдаңыз:

① Сынақ объектісін 3,5% (массалық үлес) натрий хлориді ерітіндісіне 2 сағат ішінде нақты көлік құралының жинақтау бағытында, сынақ объектісін толығымен суға батыруға жеткілікті су тереңдігімен орналастырыңыз;

② Сынақты GB/T 4208-2017 14.2.7 тармағында сипатталған әдіс пен процедураға сәйкес жүргізіңіз. Сынақ объектісі өндіруші көрсеткен орнату күйінде толығымен суға батырылады. Биіктігі 850 мм-ден аз сынақ объектілері үшін ең төменгі нүкте су бетінен 1000 мм төмен болуы керек; биіктігі 850 мм-ге тең немесе одан жоғары сынақ объектілері үшін ең биік нүкте су бетінен 150 мм төмен болуы керек. Тест ұзақтығы 30 минут. Су мен сынақ объектісі арасындағы температура айырмашылығы 5 градустан аспауы керек. Батарея жинағын судан алып тастағаннан кейін оны қозғалмайтын күйде ұстаңыз және сыналатын қоршаған орта температурасында 2 сағат бақылаңыз.

4) Деректерді өңдеу және бағалау критерийлері: ① әдісіне сәйкес жүргізілген сынақтар үшін аккумулятор жинағында/жүйеде сынақ және кейінгі бақылау кезеңінде өрт, жарылыс немесе басқа құбылыстар бар-жоғын жазып алыңыз. ② әдісі бойынша жүргізілген сынақтар үшін сынақтан кейін батарея жинағының/жүйенің оқшаулау кедергісі мәнін, оның IPX7 талаптарына сәйкес келетінін және ағып кету, қабықтың жарылуы, өрт немесе жарылыс бар-жоғын жазып алыңыз.

1) Сынақ мақсаты: Батарея жинағының/жүйенің сыртқы өртке ұшыраған кездегі ықтимал қауіпсіздік тәуекелдерін сынау және оның дизайн талаптарына сәйкестігін бағалау.

2) Сынақ жабдығы: Батарея жүйесін зарядтау -разрядтау жабдығы, тұрақты температураны сынау камерасы, сыртқы өртке қарсы сынау стенді, оқшаулау кедергісін тексеру құралы, анемометр және т.б.

3) Сынақ әдісі және процедуралары: Қоршаған ортаның температурасы 0 градустан жоғары және жел жылдамдығы 2,5 км/сағ аспауы керек. Сынақ кезінде бензин науасының өлшемі сыналатын объектінің көлденең проекциялық өлшемінен 20 см-ге, бірақ 50 см-ден артық емес, ал науа биіктігі бензин бетінен 8 см-ден аспауы керек. Сынақ объектісі орталықтандырылған түрде орналастырылады. Бензин сұйықтығы деңгейі мен сынау объектісінің түбі арасындағы қашықтық көлік құралын түсіру кезінде 50 см немесе сынақ объектісінің төменгі бетінің клиренсі болуы керек. Науаның төменгі қабатына су құйылады. Сыртқы өрт әсерінің принципиалды схемасы 6-3 суретте көрсетілген.

Figure 6-3 External Fire Test Schematic

Сыртқы өрт әсерінің сынағы келесі 4 кезеңге бөлінеді:

① Алдын ала қыздыру: Бензинді сынақ нысанынан кемінде 3 м қашықтықта тұтандыру. 60 секунд алдын ала қыздырғаннан кейін бензин науасын сынақ нысанының астына қойыңыз. Егер бензин науасы жылжыту үшін тым үлкен болса, оның орнына сынақ нысаны мен оның тірегі жылжытылуы мүмкін.

② Жалынның тікелей әсері: сынақ нысаны 70 секунд жалынға тікелей әсер етеді.

③ Жанама жалын әсері: Бензин науасын отқа төзімді-қалқанмен жабыңыз. Сынақ объектісі осы күйде 60 с бойы сыналады. Немесе, екі тараптың келісімі бойынша жалынға тағы 60 секунд тікелей әсер етуді жалғастырыңыз. Отқа төзімді қалқан{6}}стандартты отқа төзімді кірпіштен құрастырылған және оның өлшемдері мен техникалық деректері 6-4-суретте көрсетілген.

$Figure 6-4 Dimensions and Technical Data of Refractory Partition Plate$

④ Өрт көзінен шығару: Бензин науасын немесе сынақ нысанын алыс жылжытыңыз және сынақ ортасының температурасында немесе сынақ нысанының сыртқы бетінің температурасы 45 градустан төмен түскенше 2 сағат бақылаңыз.

4) Деректерді өңдеу және бағалау критерийлері:

① Батарея жинағында/жүйеде сынақ және бақылау кезеңінде өрт, жарылыс немесе басқа құбылыстар бар-жоғын жазып алыңыз.

② Егер жалын болса, оның өрт көзі жойылғаннан кейін 2 минут ішінде сөнген-сөнбейтінін жазып алыңыз.

1) Сынақ мақсаты: Бір аккумулятор ұяшығы термиялық жойылған кезде аккумулятор жинағының/жүйесінің қауіпсіздік тәуекелдерін сынау және оның дизайн талаптарына сәйкес келетінін бағалау.

2) Сынақ жабдығы: Батарея жүйесінің заряды -разрядтау жабдығы, тұрақты температураны сынау камерасы, аккумуляторлық жүйенің енуін тексеру стенді, жылыту құрылғысы, температураны қабылдау жүйесі, оқшаулау кедергісін тексеру құралы, анемометр және т.б.

3) Сынақ шарттары: Сынақ қоршаған ортаның температурасы 0 градустан жоғары, салыстырмалы ылғалдылығы 10 % – 90 % және атмосфералық қысым 86 – 106 кПа болатын ортада жүргізілуі керек. Сынақ басталар алдында сынақ нысанының SOC мәнін реттеңіз. Сыртқы зарядтауға арналған аккумуляторлық жинақтар/жүйелер үшін SOC кәсіпорын белгілеген қалыпты SOC жұмыс диапазонының кемінде 95 % реттелуі керек. Көлік құралының жеке энергетикалық құрылғысымен ғана зарядтауға арналған аккумуляторлық жинақтар/жүйелер үшін SOC кәсіпорын белгілеген қалыпты SOC жұмыс диапазонының кемінде 90 % реттелуі керек. Сынақ басталғанға дейін барлық сынақ құрылғылары қалыпты жұмыс істеуі керек. Сынақ үлгісі мүмкіндігінше азырақ өзгертілуі керек және кәсіпорын кез келген енгізілген өзгертулердің тізімін ұсынады. Сынақ үй-жайда немесе жел жылдамдығы 2,5 км/сағ аспайтын ортада жүргізілуі тиіс.

4) Сынақ әдісі және процедуралары: Термиялық қашу триггер нысаны сынақ нысанындағы жалғыз батарея ұяшығы болып табылады. Батарея жинағының/жүйенің дәл ортасында орналасқан немесе басқа жалғыз ұяшықтармен қоршалған бір ұяшықты таңдаңыз.

① Термиялық қашуды іске қосу үшін тырнақпен ену әдісі: енетін ине диаметрі 3–8 мм болаттан жасалуы керек; иненің ұшы 20-60 градус бұрышпен конустық болуы керек; ену жылдамдығы 0,1–10 мм/с; ену орны мен бағыты бір аккумулятор ұяшығындағы (мысалы, электрод тақтасының бағытына перпендикуляр) термиялық қашуды іске қосу үшін таңдалуы керек.

② Жылу шығынын іске қосу үшін қыздыру әдісі: беті керамика, металл немесе оқшаулағыш қабатпен жабылған жалпақ немесе таяқша{0}}пішінді қыздыру құрылғысын пайдаланыңыз. Өлшемдері бір ұялы батареямен бірдей блокты пішінді қыздыру құрылғысы үшін бұл қыздыру құрылғысы бір ұяшықтардың бірін алмастыруы және триггер нысанының бетімен тікелей байланыста болуы мүмкін; жұқа-пленкалы қыздыру құрылғысы үшін ол әрқашан триггер нысанының бетіне жабысып тұруы керек; жылыту құрылғысының қыздырылған ауданы бір ұялы батареяның бетінің ауданынан үлкен болмауы керек; қыздыру құрылғысының қыздыру беті бір ұялы батареяның бетімен тікелей байланыста болуы керек, ал жылыту құрылғысының орны көрсетілген температура датчигі жағдайына сәйкес болуы керек; орнату аяқталғаннан кейін жылыту құрылғысы 24 сағат ішінде іске қосылуы және триггер нысанын максималды қуатта қыздыруы керек; жылыту құрылғысының қуатты таңдауы 6-12 кестеде көрсетілген; термиялық қашу пайда болғанда немесе сәйкес температура сенсоры 300 градусқа жеткенде триггерді тоқтату .

Кесте 6-12 Жылыту құрылғысының қуатын таңдау

Сынақ объектінің энергиясы E/Wh	Жылыту құрылғысының максималды қуаты/Вт
E<100	30-300
100 Е-ден аз немесе оған тең<400	300-1000
400 E-ден аз немесе оған тең<800	300-2000
E 800-ден үлкен немесе оған тең	>600

③ Ұсынылатын бақылау нүктесін орналастыру схемасы: Кернеу немесе температура бастапқы схема немесе қосымша сынақ тізбегі арқылы бақылануы керек. Температура деректерінің сынама алу аралығы ±2 градус дәлдік талабымен 1 с кем болуы керек. Тырнақтың енуін іске қосу кезінде температура сенсоры қысқа-тұйықталу нүктесіне мүмкіндігінше жақын орналасуы керек; тырнақтың температурасын да пайдалануға болады (тырнақ енуін іске қосу кезінде температура сенсорының орналасуының схемалық диаграммасы 6-5 суретте көрсетілген). Қыздыру триггері кезінде температура сенсорын жылу өткізбейтін жағына, яғни қыздыру құрылғысының қарама-қарсы жағына қою керек (6-6 суретті қараңыз).

Figure 6-5 Schematic of Temperature Sensor Placement During Acupuncture Triggering

5) Жылулық қашудың пайда болуын анықтаудың ұсынылатын критерийлері:

① Сынақ объектісі бастапқы кернеудің 25 % асатын кернеудің төмендеуіне ұшырайды.

② Бақылау нүктесіндегі температура батарея өндірушісі көрсеткен максималды жұмыс температурасына жетеді.

③ Бақылау нүктесіндегі температураның көтерілу жылдамдығы dT/dt 1 градус/с артық немесе оған тең және 3 секундтан астам уақытқа созылады. Жылулық қашу ① және ③ немесе ② және ③ орын алған кезде орын алғаны анықталды.

1) Егер ұсынылған әдіс термиялық қашуды іске қосу әдісі ретінде пайдаланылса және ешқандай термиялық қашу орын алмаса, термиялық таралу көліктегі жолаушыларға қауіп төндірмейтініне көз жеткізу үшін, келесі ұсынылған әдістердің екеуін де пайдалана отырып, термиялық қашу болмайтынын дәлелдеу керек.

2) Егер термиялық қашу орын алса, термиялық қашу дабылы берілген кезден бастап сынақ объектісінен тыс өрт немесе жарылыс болғанға дейінгі уақытты жазып алыңыз (қайсысы бірінші орын алса); бұл уақыт 5 минуттан кем болмауы керек.

Figure 6-6 Schematic Diagram of Heating Trigger Temperature Sensor Placement