ГОСТ Р 58366-2019/IEC TR 62660-4:2017
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
АККУМУЛЯТОРЫ ЛИТИЙ-ИОННЫЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДОРОЖНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Часть 4
Альтернативные методы испытаний на внутреннее короткое замыкание по МЭК 62660-3
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 2019-08-01
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).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
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
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 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)
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.
Размеры в миллиметрах |
|
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 короткое* 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.
___________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - .
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.
Приложение A
(справочное)
Данные испытаний
A.1 Общие положения
В настоящем приложении представлена информация о результатах испытаний, проведенных в соответствии с разделом 5, и о результатах соответствующих сравнительных испытаний.
Воспроизводимость каждого результата испытания подтверждается на нескольких конструкциях аккумуляторов. Дальнейшие данные испытаний необходимо оценивать с помощью аккумуляторов, которые не прошли испытание в 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016 и т.д.
A.2 Данные испытаний
A.2.1 Результаты испытаний
В таблице A.1 показан результат испытаний на внутреннее короткое замыкание на нескольких типах аккумуляторов с использованием инденторов, описанных в 5.1.2.3, и других типов инденторов для сравнения. Также в качестве сравнительного было проведено испытание на принудительное внутреннее короткое замыкание (КЗВП) по 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016.
Все аккумуляторы, приведенные в таблице А.1, не показали никаких признаков воспламенения или взрыва и соответствовали критериям приемки 5.1.4.
В большинстве испытаний, кроме испытания КЗВП, количество короткозамкнутых слоев более одного слоя, а также не постоянно среди одних и тех же аккумуляторов.
Дополнительные данные каждого испытания показаны в А.2.2.
Таблица А.1 - Результаты испытаний на внутреннее короткое замыкание
Номер испытания | Тип индентора или КЗВП | Аккуму- | Химия, или емкость, или применение (ЭМГ/ЭМГП/ЭМА) | Тип аккумулятора и толщина корпуса | Скорость вдавли- | Заданное падение напряжения в момент остановки индентора, мВ | Результаты испытаний | |||||
Падение напряжения в момент остановки индентора, мВ | Повышение темпе- | Количество коротко- | Пройден/не пройден | Дополни- | Номер рисунка | |||||||
1-1 | КЗВП | А | HC 5 Ач, ЭМГ | Призматический | 0,1 | 5 | 5 | <1 | + | Пройден | А.1 | |
1-2 | 0,1 | 5 | 3 | 4 | +:1, -:2 | Пройден | А.2 | |||||
1-3 | 0,1 | 5 | 12 | < 1 | +:1, -:2 | Пройден | А.3 | |||||
2-1 | Тип 2 | 0,1 | 5 | 7 | 23 | +:4, -:4 | Пройден | А.4 | ||||
2-2 | Тип 2 | В | SC 5 Ач, ЭМГ | Призматический | 0,1 | 5 | 6 | 35 | +:5, -:5 | Пройден | А.5 | |
2-3 | 0,1 | 2 | 2 | 2 | +:3, -:3 | Пройден | А.6 | |||||
3-1 | Полностью керамические гвозди 1 | А | HC/MNC, 5 Ач, ЭМГ | Призматический | 1,0 | 25 | 20 | 20 | +:7, -:6 | Пройден | А.7 | |
3-2 | Тип 2 | 1,0 | 25 | 30 | 19 | +:8, -:8 | Пройден | А.8 | ||||
4 | Керамический гвоздь 3 с Ni наконечником | 0,1 | 2 | 2,4 | 0,9 | +:2, -:3 | Пройден | А.10 | ||||
5-1 | 0,1 | 5 | 13,4 | 7,5 | +:3, -:4 | Пройден | А.11 | |||||
5-2 | 0,1 | 20 | 21,4 | 21,4 | +:8, -:8 | Пройден | А.12 | |||||
6-1 | Тип 2 | С | ЭМА | Пакетный | 0,01 | 2 | 2 | 49 | +:4, -:4 | Пройден | А.13 | |
6-2 | 3 | 0,3 | +:2, -:2 | Пройден | ||||||||
6-3 | 12 | 0,1 | +:1, -:2 | Пройден | ||||||||
6-4 | 6 | 47 | +:1, -:1 | Пройден | ||||||||
6-5 | 3 | 52 | +:3, -:3 | Пройден | ||||||||
7-1 | Тип 2 | D | ЭМГ | Пакетный | 0,01 | 2 | 10 | +:3, -:3 | Пройден | А.14 | ||
7-2 | 4 | +:3, -:4 | Пройден | |||||||||
7-3 | 6 | 34 | +:3, -:4 | Пройден | ||||||||
7-4 | 10 | 43 | +:3, -:4 | Пройден | ||||||||
7-5 | 6 | 31 | +:2, -:3 | Пройден | ||||||||
8-1 | Полностью керамические гвозди 3+угол 20° | С | ЭМА | Пакетный | 0,01 | 2 | 1 | 47 | +:5, -:5 | Пройден | А.15 | |
8-2 | 1 | 53 | +:5, -:6 | Пройден | ||||||||
8-3 | 1 | 41 | +:4, -:4 | Пройден | ||||||||
8-4 | Тип 1 | 2 | 32 | +:4, -:5 | Пройден | |||||||
8-5 | Тип 1 | 1 | 31 | +:3, -:3 | Пройден | |||||||
9-1 | Полностью керамические гвозди O3+угол 20° | D | ЭМГ | Пакетный | 0,01 | 2 | 5 | 26 | +:2, -:2 | Пройден | А.16 | |
9-2 | 7 | 36 | +:2, -:3 | Пройден | ||||||||
9-3 | 6 | 31 | +:2, -:3 | Пройден | ||||||||
9-4 | Тип 1 | 5 | 30 | +:2, -:3 | Пройден | |||||||
9-5 | Тип 1 | 9 | 71 | +:3, -:3 | Пройден | |||||||
10-1 | КЗВП | С | ЭМА | Пакетный | 0,01 | 2 | 2 | <1 | +:1, -:1 | Пройден | А.17 | |
10-2 | КЗВП | D | ЭМГ | Пакетный | 0,01 | 2 | 2 | <1 | +:1, -:1 | Пройден | А.18 | |
11-1 | КЗВП | Е | Графит/MNC 21,5 Ач, ЭМГП | Призматический 0,7 мм | 0,01 | 2 | 3,1 | - | +:0, -:1 | Пройден | Отсутствие дыма | А.19 |
11-2 | КЗВП | F | Графит/NСА | Призматический 0,5 мм | 0,01 | 2 | 1,9 | - | +:0, -:1 | Пройден | Отсутствие дыма | А.20 |
12-1 | Керамический гвоздь 1 с Ni наконечником (45°, 1 мм) | Е | Графит/MNC 21,5 Ач, ЭМГП | Призматический 0,7 мм | 0,01 | 2 | 7,4 | - | +:2, -:2 | Пройден | Отсутствие дыма | А.21 |
12-2 | Керамический гвоздь 3 с Ni наконечником (45°, 1 мм) | 0,01 | 2 | 8,2 | - | +:2, -:2 | Пройден | Отсутствие дыма | А.22 | |||
12-3 | Тип 2 (30°) | 0,01 | 2 | 9,6 | - | +:2, -:2 | Пройден | Отсутствие дыма | А.23 | |||
12-4 | Керамический гвоздь 3 с Ni наконечником (30°, 1 мм) | Е | Графит/MNC 21,5 Ач, ЭМГП | Призматический 0,7 мм | 0,01 | 2 | 2,1 | - | +:1, -:2 | Пройден | Отсутствие дыма | А.24 |
12-5 | Керамический гвоздь 3 с Ni наконечником (45°, 1 мм) | 0,1 | 2 | 2362 | - | Пройден | Дым | А.25 | ||||
12-6 | 0,001 | 2 | 8,5 | - | +:1, -.:2 | Пройден | Отсутствие дыма | А.26 | ||||
12-7 | Керамический гвоздь 3 с Ni наконечником (60°, 1 мм) | 0,01 | 2 | 2391 | - | Пройден | Дым | А.27 | ||||
13 | Керамический гвоздь 3 с Ni наконечником (30°, 1 мм) | F | Графит/NCA5 | Призматический 0,5 мм | 0,01 | 2 | 52 | - | +:1, -:2 | Пройден | Отсутствие дыма | А.28 |
14-1 | Керамический гвоздь 3 с Ni наконечником (45°, 1 мм) | G | Графит/MNC и LMO 60 Ач, ЭМГП | Призматический 0,85 мм | 0,01 | 2 | 1364 | - | +:0, -:0 | Не пройден | Возгорание | А.29 |
14-2 | Призматический 0,3 мм | 0,01 | 2 | 1455 | - | +:0, -:0 | Не пройден | Возгорание | А.30 | |||
14-3 | Тип 2 (30°) | Призматический 0,05 мм | 0,01 | 2 | 9,0 | - | +:0, -:0 | Пройден | Отсутствие дыма | А.31 | ||
14-4 | Призматический 0 мм | 0,01 | 2 | 2,0 | - | +:7, -:8 | Пройден | Отсутствие дыма | А.32 | |||
14-5 | Призматический 0,05 мм | 0,1 | 2 | 2,0 | - | +:4, -:4 | Пройден | Отсутствие дыма | А.33 | |||
15-1 | Тип 1 | H | Графит/MNC 37 Ач, ЭМГП | Пакетный | 0,01 | 5 | 2,0 | 26,4 | +:12, -:12 | Пройден | Отсутствие дыма | А.34а |
15-2 | 0,01 | 5 | 5,0 | 13,4 | +:8, -:8 | Пройден | Отсутствие дыма | А.34b | ||||
15-3 | 0,01 | 5 | 3,0 | 36,5 | +:4, -:4 | Пройден | Отсутствие дыма | А.34с | ||||
15-4 | 0,01 | 5 | 5,0 | 52,8 | +:9, -:9 | Пройден | Отсутствие дыма | A.34d | ||||
15-5 | 0,01 | 5 | 5,0 | 25,0 | +:6, -:6 | Пройден | Отсутствие дыма | А.34е | ||||
16-1 | Тип 2 | 0,01 | 5 | 4,0 | 27,7 | +:9, -:9 | Пройден | Отсутствие дыма | А.35а | |||
16-2 | 0,01 | 5 | 5,0 | 36,3 | +:5, -:5 | Пройден | Отсутствие дыма | А.35b | ||||
16-3 | 0,01 | 5 | 2,0 | 24,8 | +:4, -:4 | Пройден | Отсутствие дыма | А.35с | ||||
16-4 | 0,01 | 5 | 4,0 | 23,8 | +:7, -:7 | Пройден | Отсутствие дыма | A.35d | ||||
16-5 | 0,01 | 5 | 3,0 | 26,6 | +:6, -:6 | Пройден | Отсутствие дыма | А.35е | ||||
Отрицательный электрод.
Литированный оксид марганца. | ||||||||||||
/MNC
, 
:2, -:2 
/MNC, 
5 Ач, ЭМГ 
Твердый углерод.
Литированный оксид марганца, никеля, кобальта.
Мягкий углерод.
Испытание на принудительное внутреннее замыкание (МЭК 62660-3:2016, 6.4.4.2.1).
Положительный электрод.
Подзаряжаемый гибридный электромобиль. 
Никель-кобальт-алюминий.A.2.2 Данные отдельных испытаний
А.2.2.1 Испытания на аккумуляторах А и В
A.2.2.1.1 Результаты испытаний КЗВП на аккумуляторах A
Испытания 1-1, 1-2 и 1-3 в таблице A.1 проведены в соответствии с 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016 с тремя образцами аккумуляторов A (HC/MNC, 5 Ач для ЭМГ). Данные испытаний показаны на рисунках A.1-A.3 и таблице A.1. На рисунках а показано изменение напряжения и температуры аккумулятора в течение 1 ч, а на рисунках b - изменение напряжения при возникновении короткого замыкания в увеличенном масштабе.
|
Рисунок A.1 - Напряжение и температура в ходе испытания 1-1
________________
Примечание к рисункам А.1-А.12 - Японский автомобильный научно-исследовательский институт (JARI) приобрел эти данные в рамках проекта развития новой энергетической инфраструктуры в 2014 году, который был возложен на Агентство по природным ресурсам и энергетике/Исследовательский институт Mitsubishi, Inc.
|
Рисунок A.2 - Напряжение и температура в ходе испытания 1-2
|
Рисунок A.3 - Напряжение и температура в ходе испытания 1-3
A.2.2.1.2 Испытания с индентором типа 2
Испытания 2-1, 2-2 и 2-3 в таблице A.1 проведены в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 2 на двух типах аккумуляторов: A и B (SC/MNC, 5 Ач для применения в ЭМГ). Результаты испытаний показаны на рисунках A.4-A.6 и таблице A.1. Проявления короткого замыкания в испытании 2-1 и 2-2 были более сильными, чем в испытании КЗВП в А.2.2.1.1. Испытание 2-3 было остановлено при падении напряжения на 2 мВ и достигло почти того же результата, что и испытание КЗВП.
|
Рисунок A.4 - Напряжение и температура в ходе испытания 2-1
|
Рисунок A.5 - Напряжение и температура в ходе испытания 2-2
|
Рисунок A.6 - Напряжение и температура в ходе испытания 2-3
A.2.2.1.3 Сравнительные испытания с использованием керамических гвоздей с или без наконечника из Ni
Испытания 3-1 и 3-2 в таблице А.1 проведены на аккумуляторах А с использованием индентора типа 2 и керамического гвоздя диаметром 1 мм с наконечником Ni и без него. Условием окончания испытания было падение напряжения на 20 мВ. Результаты испытаний показаны на рисунках A.7, A.8 и в таблице A.1. Результаты обоих испытаний при наличии и отсутствии наконечника Ni практически одинаковы.
|
Рисунок A.7 - Напряжение и температура в ходе испытания 3-1
|
Рисунок A.8 - Напряжение и температура в ходе испытания 3-2
A.2.2.1.4 Сравнение инденторов разного размера
Испытание 4 в таблице А.1 проведено на аккумуляторах А с использованием керамического гвоздя диаметром 3 мм с наконечником из Ni, как показано на рисунке А.9. Индентор автоматически останавливался при обнаружении падения напряжения на 2 мВ или более. Данные испытаний показаны на рисунке A.10 и в таблице A.1.
Размеры в миллиметрах
|
Рисунок А.9 - Керамический гвоздь диаметром 3 мм с наконечником из Ni
|
Рисунок A.10 - Напряжение и температура в ходе испытания 4
A.2.2.1.5 Сравнение условия остановки испытания
Испытания 5-1 и 5-2 в таблице А.1 проведены на аккумуляторах А с использованием керамического гвоздя диаметром 3 мм с наконечником из Ni и с различными условиями остановки испытания по падению напряжения. Согласно 5.1.3 индентор должен быть остановлен при обнаружении падения напряжения не менее 5 мВ. Испытание 5-1 было остановлено, когда было обнаружено падение напряжения 5 мВ (см. рисунок A.11), а испытание 5-2 было остановлено, когда было обнаружено падение напряжения 20 мВ (см. рисунок A.12). Данные обоих испытаний показывают, что внутреннее короткое замыкание с меньшим количеством слоев можно моделировать, когда испытание останавливается при меньшем падении напряжения.
|
Рисунок A.11 - Напряжение и температура в ходе испытания 5-1
|
Рисунок A.12 - Напряжение и температура в ходе испытания 5-2
A.2.2.2 Испытания на аккумуляторах C и аккумуляторах D
A.2.2.2.1 Испытание с индентором типа 2
Испытания с 6-1 по 6-5 в таблице A.1 проведены в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 2 на аккумуляторах C (пакетный аккумулятор для применения в ЭМА). Результаты измерения напряжения приведены на рисунке A.13.
Испытания с 7-1 по 7-5 в таблице А.1 проведены в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 2 на аккумуляторах D (пакетный аккумулятор для применения в ЭМГ). Результаты измерения напряжения приведены на рисунке A.14.
Результаты сравнительного испытания согласно 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016 (КЗВП) также показаны в качестве испытаний 10-1 и 10-2 в таблице A.1 и на рисунках A.13, A.14, A.18 и A.19. По сравнению с испытанием КЗВП, испытания 6 и 7 приводили к увеличению значения падения напряжения, повышению температуры и количества короткозамкнутых слоев.
|
Рисунок A.13 - Напряжение в ходе испытания 6
|
Рисунок A.14 - Напряжение в ходе испытания 7
A.2.2.2.2 Испытание с индентором типа 1 и сравнение с различными углами наконечника
Испытания от 8-1 до 8-5 в таблице А.1 проведены на аккумуляторах С в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 1 и керамического гвоздя с диаметром 3 мм и углом 20°. Результаты измерения напряжения приведены на рисунке A.15.
Испытания от 9-1 до 9-5 в таблице А.1 проведены на аккумуляторах D в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 1 и керамического гвоздя с диаметром 3 мм и углом 20°. Результаты измерения напряжения приведены на рисунке A.16.
Данные испытаний показывают, что разница в углах наклона гвоздя мало влияет на результаты испытаний, по крайней мере для аккумуляторов С и D.
По сравнению с испытанием КЗВП, испытания 8 и 9 привели к увеличению значения падения напряжения, температуры и количества короткозамкнутых слоев.
|
Рисунок A.15 - Напряжение в ходе испытания 8
|
Рисунок A.16 - Напряжение в ходе испытания 9
A.2.2.2.3 Результаты испытаний КЗВП на аккумуляторах C и аккумуляторах D
Испытания 10-1 и 10-2 в таблице А.1 проведены в соответствии с 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016 с одним образцом аккумуляторов С и D. Результаты измерения напряжения приведены на рисунках А.17 и A.18.
|
Рисунок A.17 - Напряжение в ходе испытания 10-1
|
Рисунок A.18 - Напряжение в ходе испытания 10-2
A.2.2.3 Испытания на аккумуляторах E и аккумуляторах F
A.2.2.3.1 Результаты испытания КЗВП
Испытания 11-1 и 11-2 таблицы А.1 проведены в соответствии с 6.4.4.2.1 МЭК 62660-3:2016 с аккумуляторами Е (графит/MNC, 21,5 Ач для применения в ЭМГП) и аккумуляторами F (графит/NCA, 5 Ач для применения в ЭМГ) соответственно. Результаты измерения напряжения приведены на рисунках A.19 и A.20. На рисунках a показано изменение напряжения аккумулятора в течение 500 с, а на рисунках b - изменение напряжения при возникновении короткого замыкания в увеличенном масштабе.
Оба аккумулятора прошли проверку соответствия критериям приемки. Количество короткозамкнутых слоев в обоих испытаниях - один положительный электрод и один отрицательный электрод.
|
Рисунок A.19 - Напряжение в ходе испытания 11-1
|
Рисунок A.20 - Напряжение в ходе испытания 11-2
A.2.2.3.2 Испытания с индентором типа 2 и сравнение инденторов разного размера
Испытания от 12-1 до 12-7 таблицы A.1 проведены на аккумуляторах E в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 2 и керамических гвоздей с наконечником из Ni различных размеров. Результаты измерения напряжения приведены на рисунках A.21-A.27. Инденторами являются керамические гвозди диаметром 1 и 3 мм, с наконечником Ni 0,35 или 1 мм в высоту. Угол наконечника Ni составляет 30°, 45° или 60°. Скорость вдавливания изменяется от 0,001 до 0,1 мм/с. Испытание 13 таблицы А.1 проводится на аккумуляторе F в соответствии с разделом 5 с использованием керамического гвоздя диаметром 3 мм с наконечником из Ni высотой 1 мм и углом 30°. Результаты измерения напряжения приведены на рисунке A.28.
|
Рисунок A.21 - Напряжение в ходе испытания 12-1
|
Рисунок A.22 - Напряжение в ходе испытания 12-2
|
Рисунок A.23 - Напряжение в ходе испытания 12-3
|
Рисунок A.24 - Напряжение в ходе испытания 12-4
|
Рисунок A.25 - Напряжение в ходе испытания 12-5
|
Рисунок A.26 - Напряжение в ходе испытания 12-6
|
Рисунок A.27 - Напряжение в ходе испытания 12-7
|
Рисунок A.28 - Напряжение в ходе испытания 13
A.2.2.4 Испытания на аккумуляторах G
Испытания с 14-1 по 14-5 таблицы А.1 проведены на аккумуляторах G (графит/MNC и LMO, 60 Ач с медными пластинами между корпусом и скрученными электродами для применения в ЭМГП) в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 2 и керамического гвоздя диаметром 3 мм с наконечником из Ni высотой 1 мм и углом 45°. Корпуса аккумуляторов утончаются и варьируются от 0 до 0,85 мм. Скорость вдавливания составляет 0,01 или 0,1 мм/с. Результаты измерения напряжения приведены на рисунках A.29-A.33.
Результаты испытаний различались в зависимости от толщины корпуса. В испытаниях 14-1 и 14-2, где корпус является относительно толстым, аккумуляторы воспламеняются. Кроме того, при испытаниях с 14-1 по 14-3 короткое замыкание происходит только между корпусом и медной пластиной, расположенной между корпусом и скрученными электродами, и ни один слой не был закорочен.
В испытаниях с 14-3 по 14-5, где корпус относительно тонкий и используется индентор типа 2, отсутствовали огонь и дым, в то же время количество короткозамкнутых слоев отличалось.
|
Рисунок A.29 - Напряжение в ходе испытания 14-1
|
Рисунок A.30 - Напряжение в ходе испытания 14-2
|
Рисунок A.31 - Напряжение в ходе испытания 14-3
|
Рисунок A.32 - Напряжение в ходе испытания 14-4
|
Рисунок A.33 - Напряжение в ходе испытания 14-5
A.2.2.5 Испытания на аккумуляторах H
A.2.2.5.1 Испытания с помощью индентора типа 1
Испытания от 15-1 до 15-5 таблицы A.1 проведены на аккумуляторах H (графит/MNC, 37 Ач для применения в ЭМГП) в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 1. Результаты испытаний показаны на рисунке A.34.
|
Рисунок A.34 - Напряжение в ходе испытания 15
A.2.2.5.2 Испытания с индентором типа 2
Испытания с 16-1 по 16-5 таблицы А.1 проведены на аккумуляторах H (графит/MNC, 37 Ач для применения в ЭМГП) в соответствии с разделом 5 с использованием индентора типа 2. Результаты испытаний показаны на рисунке A.35.
|
Рисунок A.35 - Напряжение в ходе испытания 16
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего национального стандарта |
IEC 62619:2017 | IDT | ГОСТ Р МЭК 62619-2017* "Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений" |
________________ * Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р МЭК 62619-2020. - . | ||
IEC 62660-3:2016 | MOD | ГОСТ Р 58152-2018 (МЭК 62660-3:2016) "Аккумуляторы литий-ионные для электрических дорожных транспортных средств. Часть 3. Требования безопасности" |
Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: - IDT - идентичные стандарты; - MOD - модифицированные стандарты. | ||
УДК | 621.355.9:006.354 | ОКС | 29.220.99 | ОКПД2 | 27.20.23.130 |
621.331:006.354 | 43.120 | 27.20.23.140 | |||
Ключевые слова: аккумулятор литий-ионный, безопасность | |||||
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2019