Η τυπική έκδοση ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, που εφαρμόζεται στις δοκιμές ασφάλειας μπαταρίας για ελαφρύ ηλεκτρικό όχημα (LEV), δημοσιεύτηκε τον Σεπτέμβριο του 2023 για να αντικαταστήσει το παλιό πρότυπο της έκδοσης 2018. Αυτή η νέα έκδοση του προτύπου έχει αλλαγές στους ορισμούς , δομικές απαιτήσεις και απαιτήσεις δοκιμών.

Αλλαγές στους ορισμούς

• Προσθήκη ορισμού Συστήματος Διαχείρισης Μπαταριών (BMS): Ένα κύκλωμα ελέγχου μπαταρίας με συσκευές ενεργής προστασίας που παρακολουθεί και διατηρεί τις κυψέλες εντός της καθορισμένης περιοχής λειτουργίας τους: και το οποίο αποτρέπει τις συνθήκες υπερφόρτισης, υπερβολικού ρεύματος, υπερβολικής θερμοκρασίας, υποθερμοκρασίας και υπερφόρτισης των κυψελών.
• Προσθήκη ορισμού ηλεκτρικής μοτοσικλέτας: Ηλεκτροκίνητο όχημα με κάθισμα ή σέλα για χρήση του αναβάτη και σχεδιασμένο να κινείται σε όχι περισσότερους από τρεις τροχούς σε επαφή με το έδαφος, αλλά εξαιρουμένου του τρακτέρ. Μια ηλεκτρική μοτοσικλέτα προορίζεται για χρήση σε δημόσιους δρόμους συμπεριλαμβανομένων των αυτοκινητοδρόμων.
• Προσθήκη ορισμού ηλεκτρικού σκούτερ: Μια συσκευή που ζυγίζει λιγότερο από εκατό κιλά που:

α) Διαθέτει τιμόνι, σανίδα δαπέδου ή κάθισμα που μπορεί να σταθεί ή να καθίσει ο χειριστής και έναν ηλεκτροκινητήρα.

β) Μπορεί να τροφοδοτείται από τον ηλεκτρικό κινητήρα ή/και την ανθρώπινη δύναμη. και

γ) Έχει μέγιστη ταχύτητα όχι μεγαλύτερη από 20 mph σε πλακόστρωτη επίπεδη επιφάνεια όταν τροφοδοτείται αποκλειστικά από τον ηλεκτροκινητήρα.

Τροποποίηση των παραδειγμάτων LEV: Καταργείται η ηλεκτρική μοτοσικλέτα και προστίθενται μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV).

• Προσθήκη Προσωπικού ορισμού συσκευής ηλεκτροκίνησης: Μια διάταξη κινητικότητας καταναλωτή που προορίζεται για έναν μόνο αναβάτη με επαναφορτιζόμενο ηλεκτρικό σύστημα μετάδοσης κίνησης που εξισορροπεί και ωθεί τον αναβάτη και που μπορεί να παρέχεται με λαβή για να το πιάνει κατά την οδήγηση. Αυτή η διάσπαση μπορεί να είναι ή να μην είναι αυτοεξισορροπούμενη.
• Προσθήκη ορισμών Πρωτεύουσας Προστασίας Υπερέντασης, Πρωτοβάθμιας Προστασίας Ασφαλείας, Διατάξεων Ενεργητικής Προστασίας και Διατάξεων Παθητικής Προστασίας.
• Προσθήκη κυττάρων ιόντων νατρίου Ορισμός: Κύτταρα παρόμοιας κατασκευής με κύτταρα ιόντων λιθίου εκτός από το ότι χρησιμοποιούν νάτριο ως ιόν μεταφοράς με θετικό ηλεκτρόδιο που αποτελείται από ένωση νατρίου και άνθρακα ή παρόμοιου τύπου άνοδο με υδατική ή μη υδατική και με ένα άλας ένωσης νατρίου διαλυμένο στον ηλεκτρολύτη. (Παραδείγματα κυψελών ιόντων νατρίου είναι κύτταρα Prussian Blue ή οξείδιο με στρώματα μετάλλου μεταπτώσεως κύτταρα)

Αλλαγές στις απαιτήσεις δομής

Μεταλλικά μέρη Αντοχή στη διάβρωση

1. Τα περιβλήματα του συγκροτήματος αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας (EESA) πρέπει να είναι ανθεκτικά στη διάβρωση. Τα μεταλλικά περιβλήματα που κατασκευάζονται από τα ακόλουθα υλικά πρέπει να θεωρείται ότι συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις αντοχής στη διάβρωση:

Χαλκός, αλουμίνιο ή ανοξείδωτο χάλυβα. και

β) Χάλκινο ή ορείχαλκο, εκ των οποίων το καθένα περιέχει τουλάχιστον 80% χαλκό.

2.Προσθήκη απαιτήσεων αντοχής στη διάβρωση για σιδηρούχα περιβλήματα:

Τα σιδηρούχα περιβλήματα για εφαρμογή σε εσωτερικούς χώρους πρέπει να προστατεύονται από τη διάβρωση με επισμάλτωση, βαφή, γαλβανισμό ή άλλα ισοδύναμα μέσα. Τα σιδηρούχα περιβλήματα για εφαρμογή σε εξωτερικούς χώρους πρέπει να συμμορφώνονται με τη δοκιμή ψεκασμού αλατιού 600 ωρών στο CSA C22.2 No. 94.2 / UL 50E. Μπορούν να γίνουν δεκτές πρόσθετες μέθοδοι για την επίτευξη αντιδιαβρωτικής προστασίας σύμφωνα με το CSA C22.2 No. 94.2 / UL 50E.

Επίπεδα μόνωσης και προστατευτική γείωση

Η συμμόρφωση του προστατευτικού συστήματος γείωσης μπορεί να αξιολογηθεί σύμφωνα με το νέο έξυπνο στοιχείο δοκιμής αυτού του προτύπου - δοκιμή συνέχειας γείωσης.

Ανάλυση Ασφαλείας

1.Προσθήκη παραδειγμάτων ανάλυσης ασφάλειας. Μια ανάλυση ασφάλειας συστήματος πρέπει να αποδείξει ότι οι ακόλουθες συνθήκες δεν είναι επικίνδυνες. Οι ακόλουθες προϋποθέσεις λαμβάνονται υπόψη τουλάχιστον, αλλά δεν περιορίζονται σε:

α) Υπερτάση και υποτάση στοιχείου μπαταρίας.

β) Υπερθερμοκρασία και υποθερμοκρασία μπαταρίας. και

γ) Υπερένταση της μπαταρίας σε συνθήκες φόρτισης και εκφόρτισης.

2.Τροποποίηση των απαιτήσεων της συσκευής προστασίας ασφαλείας (υλισμικό):

α) Τις απαιτήσεις ανάλυσης λειτουργίας Farilure και Effect (FMEA) στο UL 991.

β) Οι απαιτήσεις προστασίας από εσωτερικά σφάλματα για τη διασφάλιση λειτουργικής ασφάλειας στο UL 60730-1 ή το CSA E60730-1 (Ρήτρα H.27.1.2). ή

γ) Την Προστασία από σφάλματα για τη διασφάλιση των απαιτήσεων λειτουργικής ασφάλειας (απαιτήσεις κατηγορίας Β) στο CSA C22.2 No.0.8 (Ενότητα 5.5) για τον προσδιορισμό της συμμόρφωσης και τον προσδιορισμό των δοκιμών που είναι απαραίτητες για την επαλήθευση της ανοχής ενός μόνο σφάλματος.

3.Τροποποίηση των απαιτήσεων προστασίας ασφαλείας για το doevide (λογισμικό):

α) UL 1998;

β) Απαιτήσεις Λογισμικού Κατηγορίας Β του CSA C22.2 No.0.8. ή

γ) Τις απαιτήσεις ελέγχου χρήσης λογισμικού (απαιτήσεις κατηγορίας λογισμικού Β) στο UL 60730-1 (Κλήση H.11.12) ή στο CSA E60730-1.

4.Προσθήκη απαιτήσεων BMS για προστασία κυττάρων.

Εάν βασίζεται για τη διατήρηση των στοιχείων εντός των καθορισμένων ορίων λειτουργίας τους, το σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS) θα διατηρεί τις κυψέλες εντός των καθορισμένων ορίων τάσης και ρεύματος κυψέλης για προστασία από υπερφόρτιση και υπερφόρτιση. Το BMS διατηρεί επίσης τις κυψέλες εντός των καθορισμένων ορίων θερμοκρασίας παρέχοντας προστασία από υπερθέρμανση και λειτουργία υπό θερμοκρασία. Κατά την επανεξέταση των κυκλωμάτων ασφαλείας για να προσδιοριστεί ότι διατηρούνται τα όρια της περιοχής λειτουργίας της κυψέλης, οι ανοχές του προστατευτικού κυκλώματος/εξαρτήματος θα λαμβάνονται υπόψη στην αξιολόγηση. Εξαρτήματα όπως ασφάλειες, διακόπτες κυκλώματος ή άλλες συσκευές και εξαρτήματα που προσδιορίζονται απαραίτητα για την προβλεπόμενη λειτουργία του συστήματος μπαταριών, τα οποία απαιτείται να παρέχονται στο LEV τελικής χρήσης, προσδιορίζονται στις οδηγίες εγκατάστασης.

Προσθήκη απαιτήσεων κυκλώματος προστασίας.

Σε περίπτωση υπέρβασης των καθορισμένων ορίων λειτουργίας, ένα προστατευτικό κύκλωμα θα περιορίζει ή θα διακόπτει τη φόρτιση ή την εκφόρτιση για να αποτρέπονται εκδρομές πέραν των ορίων λειτουργίας. Όταν εμφανίζεται ένα επικίνδυνο σενάριο, το σύστημα θα συνεχίσει να παρέχει τη λειτουργία ασφάλειας ή να μεταβαίνει σε κατάσταση ασφαλούς κατάστασης (SS) ή κατάστασης αντιμετώπισης κινδύνου (RA). Εάν η λειτουργία ασφαλείας έχει καταστραφεί, το σύστημα θα παραμείνει στην ασφαλή κατάσταση ή στην κατάσταση αντιμετώπισης κινδύνου έως ότου αποκατασταθεί η λειτουργία ασφαλείας και το σύστημα κριθεί αποδεκτό να λειτουργήσει.

Προσθήκη απαιτήσεων EMC.

Τα κυκλώματα στερεάς κατάστασης και οι έλεγχοι λογισμικού, που βασίζονται ως η κύρια προστασία ασφάλειας, θα αξιολογούνται και θα δοκιμάζονται για την επαλήθευση της ηλεκτρομαγνητικής ατρωσίας σύμφωνα με τις δοκιμές ηλεκτρομαγνητικής ατρωσίας του UL 1973, εάν δεν έχουν δοκιμαστεί ως μέρος της αξιολόγησης προτύπων λειτουργικής ασφάλειας.

Κύτταρο

1.Προσθήκη απαιτήσεων για κύτταρα ιόντων νατρίου. Τα κύτταρα ιόντων νατρίου πρέπει να συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις κυψελών ιόντων νατρίου του UL/ULC 2580 (πανομοιότυπη με την απαίτηση απόδοσης και σήμανσης για δευτερεύοντα κύτταρα λιθίου στο UL/ULC 2580), συμπεριλαμβανομένης της συμμόρφωσης με όλες τις δοκιμές απόδοσης για κύτταρα.

2.Προσθήκη απαιτήσεων για επαναχρησιμοποιημένα κύτταρα. Οι μπαταρίες και τα συστήματα μπαταριών που χρησιμοποιούν επαναχρησιμοποιημένες κυψέλες και μπαταρίες πρέπει να διασφαλίζουν ότι τα επαναχρησιμοποιημένα εξαρτήματα έχουν περάσει από μια αποδεκτή διαδικασία επαναχρησιμοποίησης σύμφωνα με το UL 1974.

Δοκιμές Αλλαγές

Δοκιμή υπερφόρτισης

• Προσθήκη της απαίτησης ότι κατά τη διάρκεια της δοκιμής πρέπει να μετράται η τάση των στοιχείων.
• Προσθήκη της απαίτησης ότι εάν το BMS μειώσει το ρεύμα φόρτισης σε μια χαμηλότερη βαλβίδα κοντά στο τέλος της φάσης φόρτισης, το δείγμα θα φορτίζεται συνεχώς με το μειωμένο ρεύμα φόρτισης μέχρι να προκύψουν τελικά αποτελέσματα.
• Διαγραφή της απαίτησης ότι εάν ενεργοποιηθεί η διάταξη προστασίας στο κύκλωμα, η δοκιμή πρέπει να επαναλαμβάνεται για τουλάχιστον 10 λεπτά στο 90% του σημείου ενεργοποίησης της διάταξης προστασίας ή σε ένα ορισμένο ποσοστό του σημείου διακοπής που επιτρέπει τη φόρτιση.
• Προσθήκη της απαίτησης ότι ως αποτέλεσμα της δοκιμής υπερφόρτισης, η μέγιστη τάση φόρτισης που μετράται στις κυψέλες δεν πρέπει να υπερβαίνει την κανονική περιοχή λειτουργίας τους.

φόρτιση υψηλού ποσοστού

• Προσθήκη δοκιμής χρέωσης υψηλής ταχύτητας (ίδιες απαιτήσεις δοκιμής με το UL 1973).
• Η καθυστέρηση BMS λαμβάνεται επίσης υπόψη στο αποτέλεσμα της δοκιμής: Το ρεύμα υπερφόρτισης μπορεί να υπερβεί το μέγιστο ρεύμα φόρτισης για μικρή διάρκεια (εντός λίγων δευτερολέπτων) που είναι εντός του χρόνου καθυστέρησης της ανίχνευσης BMS.

Βραχυκύκλωμα

• Καταργεί την απαίτηση ότι εάν λειτουργεί μια προστατευτική συσκευή στο κύκλωμα, η δοκιμή επαναλαμβάνεται στο 90% του σημείου απενεργοποίησης της συσκευής προστασίας ή σε κάποιο ποσοστό του σημείου διακοπής που επιτρέπει τη φόρτιση για τουλάχιστον 10 λεπτά.

OυπερφόρτωσηΥπόΕκπλήρωσηΤest

• Προσθήκη υπερφόρτωσης κάτω από τη δοκιμή εκφόρτισης (οι απαιτήσεις δοκιμής είναι ίδιες με το UL 1973)

Υπερεκφόρτιση

• Προσθήκη της απαίτησης να μετράται η τάση των στοιχείων κατά τη διάρκεια της δοκιμής.
• Προσθήκη της απαίτησης ότι ως αποτέλεσμα της δοκιμής υπερεκφόρτισης, η ελάχιστη τάση εκφόρτισης που μετράται στις κυψέλες δεν πρέπει να υπερβαίνει το κανονικό εύρος λειτουργίας τους.

Δοκιμή θερμοκρασίας (Αύξηση θερμοκρασίας)

• Προσθήκη της απαίτησης ότι εάν οι μέγιστες παράμετροι φόρτισης ποικίλλουν ανάλογα με τη θερμοκρασία, η αντιστοιχία μεταξύ των παραμέτρων φόρτισης και της θερμοκρασίας θα προσδιορίζεται σαφώς στις οδηγίες φόρτισης και το DUT θα χρεώνεται με τις πιο αυστηρές παραμέτρους φόρτισης.
• Αλλάξτε την απαίτηση της προκαταρκτικής κατάστασης. Στη συνέχεια, οι κύκλοι φόρτισης και εκφόρτισης επαναλαμβάνονται για τουλάχιστον 2 πλήρεις κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης, έως ότου οι διαδοχικοί κύκλοι φόρτισης και εκφόρτισης δεν συνεχίσουν να αυξάνουν τη μέγιστη θερμοκρασία κυψέλης περισσότερο από 2 °C. (απαιτούνται 5 κύκλοι φόρτισης και εκφόρτισης στην παλιά έκδοση)
• Προσθήκη της απαίτησης ότι οι συσκευές θερμικής προστασίας και προστασίας από υπερένταση δεν θα λειτουργούν.

Δοκιμή συνέχειας γείωσης

Προσθήκη δοκιμής συνέχειας γείωσης (οι απαιτήσεις δοκιμής είναι ίδιες με το UL 2580)

Δοκιμή ανοχής σχεδιασμού αποτυχίας ενός κυττάρου

Οι δευτερεύουσες μπαταρίες λιθίου που έχουν ονομαστική ενέργεια μεγαλύτερη από 1 kWh θα υποβληθούν στη Δοκιμή Ανοχής Σχεδιασμού Αστοχίας Μονής Κυψέλης του UL/ULC 2580).

Περίληψηy

Η νέα έκδοση του UL 2271 ακυρώνει τις ηλεκτρικές μοτοσυκλέτες στη γκάμα προϊόντων (οι ηλεκτρικές μοτοσυκλέτες θα περιλαμβάνονται στο πεδίο εφαρμογής του UL 2580) και προσθέτει drones. Με την ανάπτυξη μπαταριών ιόντων νατρίου, όλο και περισσότεροι LEV τις χρησιμοποιούν ως τροφοδοτικό. Οι απαιτήσεις για κύτταρα ιόντων νατρίου προστίθενται στο νέο πρότυπο έκδοσης. Όσον αφορά τις δοκιμές, οι λεπτομέρειες της δοκιμής έχουν επίσης βελτιωθεί και έχει δοθεί μεγαλύτερη προσοχή στην ασφάλεια της κυψέλης. Η θερμική διαφυγή έχει προστεθεί για μεγάλες μπαταρίες.

Προηγουμένως, η πόλη της Νέας Υόρκης είχε ορίσει ότι οι μπαταρίες για ηλεκτρικά ποδήλατα, ηλεκτρικά σκούτερ και ελαφρά ηλεκτρικά οχήματα (LEV) πρέπει να συμμορφώνονται με το πρότυπο UL 2271. Αυτή η τυπική αναθεώρηση αποσκοπεί επίσης στον πλήρη έλεγχο της ασφάλειας των μπαταριών των ηλεκτρικών ποδηλάτων και άλλου εξοπλισμού. Εάν οι εταιρείες θέλουν να εισέλθουν με επιτυχία στην αγορά της Βόρειας Αμερικής, πρέπει να κατανοήσουν και να ανταποκριθούν έγκαιρα στις απαιτήσεις των νέων προτύπων.