Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 58366-2019/IEC TR 62660-4:2017 "Аккумуляторы литий-ионные для электрических дорожных транспортных средств. Часть 4. Альтернативные методы испытаний на внутреннее короткое замыкание по МЭК 62660-3" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 марта 2019 г. N 80-ст)

Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles. Part 4. Alternative test methods for the internal short circuit test of IEC 62660-3

ОКС 29.220.99
43.120
ОКПД2 27.20.23.130
27.20.23.140

Дата введения - 1 августа 2019 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Национальной ассоциацией производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, 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 7 марта 2019 г. N 80-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному документу IEC TR 62660-4:2017 "Аккумуляторы литий-ионные для электрических дорожных транспортных средств. Часть 4. Альтернативные методы испытаний на внутреннее короткое замыкание по МЭК 62660-3" (IEC TR 62660-4:2017 "Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 4: Candidate alternative test methods for the internal short circuit test of IEC 62660-3", IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

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

Введение

МЭК 62660-3 содержит методы испытаний и критерии приемки для показателей безопасности литий-ионных аккумуляторов и блоков, предназначенных для приведения в движение электромобилей (ЭМ, EV), включая батареи аккумуляторных (ЭМА, BEV) и гибридных (ЭМГ, HEV) электромобилей. МЭК 62660-3 определяет испытание на внутреннее короткое замыкание для имитации внутреннего короткого замыкания аккумулятора, вызванного загрязнением проводящими частицами, на основе МЭК 62619. Поскольку метод испытаний, основанный на МЭК 62619, требует открытия аккумулятора и тщательного обращения с ним, отрасль нуждается в альтернативных методах испытаний, которые также могут применяться при определенных условиях. В настоящем стандарте представлены варианты альтернативных методов испытаний.

Примечание - Это испытание должно проводиться на объекте, который может выдерживать потенциально опасные события, вплоть до взрыва, и силами персонала, обученного для управления рисками.

1 Область применения

В настоящем стандарте приведены данные об альтернативных методах испытаний на внутреннее короткое замыкание в соответствии с 6.4.4.2.2 МЭК 62660-3:2016. Испытание на внутреннее короткое замыкание предназначено для моделирования внутреннего короткого замыкания аккумулятора, вызванного загрязнением проводящими частицами, а также для проверки безопасности работы аккумулятора при возникновении таких условий.

Настоящий стандарт применим к вторичным литий-ионным аккумуляторам и аккумуляторным блокам, используемым для движения ЭМ, включая ЭМА и ЭМГ.

Примечание - Настоящий стандарт не распространяется на цилиндрические аккумуляторы.

2 Нормативные ссылки

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

IEC 62619:2017, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications (Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений)

IEC 62660-3:2016, Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 3: Safety requirements (Аккумуляторы литий-ионные для электрических дорожных транспортных средств. Часть 3. Требования безопасности)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 62660-3.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/;

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

4 Общие положения для альтернативного испытания

Испытание на внутреннее короткое замыкание определено в 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016. По согласованию между потребителем и поставщиком могут быть выбраны другие методы испытаний имитации внутреннего короткого замыкания аккумулятора, вызванного загрязнением проводящими частицами, если удовлетворяются следующие критерии:

a) деформация корпуса не должна влиять на событие короткого замыкания аккумулятора термически или электрически. Энергия не должна рассеиваться никаким другим коротким замыканием, кроме межэлектродного короткого замыкания;

b) внутреннее короткое замыкание между положительным и отрицательным электродами должно быть смоделировано только в одном месте между двумя электродами (цель);

c) должна быть смоделирована примерно такая же площадь области короткого замывания, как и в 7.3.2 b) МЭК 62619:2017;

d) расположения мест короткого замыкания в аккумуляторе должны быть такими же, как описано в 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016;

e) испытание должно быть воспроизводимым (см. таблицу 1 МЭК 62619:2017).

До проведения испытания подробные условия и параметры альтернативного испытания должны быть согласованы потребителем и изготовителем аккумуляторов, чтобы вышеуказанные критерии могли быть удовлетворены. Результат испытания оценивают путем разборки аккумулятора, наблюдения в рентгеновских лучах и т.д.

Если результат испытания показывает, что короткое замыкание произошло более чем в одном межэлектродном слое или имеет большую площадь короткого замыкания, испытание может считаться пригодным альтернативным испытанием при условии соответствия критериям требований 6.4.4.3 МЭК 62660-3:2016. Неудача в альтернативном испытании не означает отказ в испытании в соответствии с 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016, поскольку условия альтернативного испытания могут быть более тяжелыми, чем предписанные критерии.

Примечание - В случае если внутреннее короткое замыкание невозможно смоделировать, испытание недействительно и данные об этом сообщаются.

5 Альтернативный метод испытаний

5.1 Описание альтернативного метода испытаний

5.1.1 Общие положения

В качестве кандидата альтернативных методов испытаний в разделе 4 ниже описан метод испытания на внутреннее короткое замыкание, вызванное вдавливанием. В таблице 1 приведены рекомендуемые параметры проведения испытания.

Таблица 1 - Рекомендуемые параметры

Параметр испытаний	Рекомендация
Температура испытания (температура испытательного стенда и аккумулятора)	(25  5) °С
Степень заряженности (СЗ) аккумулятора	Максимальное значение СЗ, указанное изготовителем аккумулятора
Скорость прессования	0,1 мм/с или менее
Точность прессования	0,01 мм/с
Стабильность положения после повышения давления	0,02 мм
Максимальное усилие, развиваемое прессом	1000 Н или более
Метод измерения давления	Непосредственно измеряется с помощью тензодатчика
Периодичность измерения давления	5 мс или менее
Периодичность измерения температуры	1 с или менее
Периодичность измерения напряжения	5 мс или менее
Время остановки индентора после обнаружения падения напряжения	100 мс или менее

5.1.2 Подготовка и настройка испытания

5.1.2.1 Подготовка аккумуляторов

Для плоских или пакетных аккумуляторов подготовка не требуется.

Для призматических аккумуляторов с жестким корпусом корпус может быть утончен или удален соответствующим методом, рекомендованным изготовителем аккумулятора. Утончение или удаление корпуса должно быть проведено до заряда и регулировки СЗ аккумулятора. Эту операцию следует проводить с учетом всех необходимых мер безопасности.

5.1.2.2 Настройка испытания

Аккумулятор следует размещать таким образом, чтобы он не мог перемещаться во время испытания. Аккумулятор должен быть электрически изолирован от испытательного оборудования.

В случае испытания плоского или пакетного аккумулятора следует применять устройства для их фиксации. На рисунках 1 и 2 показаны примеры устройства фиксации.

Рисунок 1 - Пример испытательной установки 1

Рисунок 2 - Пример испытательной установки 2

5.1.2.3 Устройство вдавливания

5.1.2.3.1 Общие положения

В этом альтернативном методе испытаний предлагаются два типа устройств вдавливания (инденторов), определение которых приведено в 5.1.2.3.2 и 5.1.2.3.3.

5.1.2.3.2 Тип 1: керамический гвоздь 3 мм

Индентор типа 1 представляет собой керамический гвоздь диаметром (3  0,2) мм. Угол наконечника гвоздя должен составлять (45  3)°. На рисунке 1 показан пример ориентации керамического гвоздя по отношению к слоям электродов аккумулятора во время надавливания.

5.1.2.3.3 Тип 2: керамический гвоздь 1 мм с наконечником из никеля

Индентор типа 2 представляет собой керамический гвоздь диаметром (1,0   0,1) мм с наконечником из никеля (Ni) высотой 0,35 мм. Угол наконечника гвоздя с Ni должен составлять от 28° до 45° (см. рисунки 3 и 4).

Керамический гвоздь с наконечником из Ni применяют для призматических аккумуляторов с жесткой оболочкой и плоских, а также пакетных аккумуляторов.

Испытание с использованием индентора типа 1 не применимо к аккумуляторам, у которых корпус используется как часть электродов. Если корпус снят, то это испытание может быть применено.

Рисунок 3 - Пример керамического гвоздя с наконечником из Ni

Рисунок 4 - Пример испытания с применением керамического гвоздя с наконечником из Ni

5.1.3 Проведение испытания

Испытание необходимо проводить следующим образом:

a) Аккумулятор следует подготовить в соответствии с 5.1.2.1.

b) СЗ аккумулятора следует привести к значению максимального СЗ, указанного изготовителем аккумулятора в соответствии с 5.3 МЭК 62660-3:2016.

c) Затем аккумулятор должен быть установлен на испытательную установку в соответствии с 5.1.2.2. Устройство вдавливания должно быть выбрано в соответствии с 5.1.2.3 на основе соглашения между потребителем и поставщиком. Индентор должен располагаться перпендикулярно слоям электродов аккумулятора. Аккумулятор или индентор должны двигаться вдоль этой перпендикулярной оси. Место вдавливания должно быть таким же, как указано в МЭК 62660-3:2016.

d) Затем следует нажать индентором на аккумулятор или аккумулятором на индентор с постоянной скоростью менее 0,1 мм/с. Смещение индентора должно быть остановлено при обнаружении падения напряжения не менее 5 мВ. Допускается использовать падение напряжения менее 5 мВ, если используется высокоточный измеритель напряжения и может быть подтверждено фактическое местоположение короткого замыкания при проверке после окончания испытания. Точность измерителя напряжения должна быть документирована. Если падение напряжения не менее 5 мВ не обнаружено до момента, когда индентор будет вжат до половины толщины аккумулятора, испытание должно быть остановлено. Такое испытание считается недействительным и должно быть повторено.

e) После того как вжатие прекращено, индентор должен оставаться на месте до конца периода наблюдения. Во время испытания необходимо записать напряжение на аккумуляторе, силу нажатия, величину хода пресса и температуру аккумулятора. Температуру аккумулятора следует измерять на его поверхности на расстоянии менее 25 мм от центра углубления. Периодичность записи данных о напряжении и давлении должна составлять не более 5 мс. Периодичность записи других параметров должна составлять не более 1 с.

5.1.4 Критерии приемки

Во время испытания и в течение 1 ч наблюдения аккумулятор не должен иметь признаков воспламенения или взрыва.