Vad är litiumbatterisäkerhetstestning?

Vad är litiumbatterisäkerhetstestning?

1)Teständamål: För att verifiera encellsbatteriets prestanda för elektrisk missbruk, simulera de potentiella säkerhetsrisker som kan uppstå när batteriet är över-urladdat, och utvärdera därigenom om provet uppfyller designkraven.

2) Testutrustning: Encellbatteriladdning-urladdningsutrustning, konstant temperatur testkammare, multimeter, etc.

3) Testmetod och procedurer:

① För-behandla encellsbatteriet i rumstemperatur och ladda det sedan helt.

② Urladdning med en konstant ström på 1/3I (energityp) eller (strömtyp) till urladdningsavstängnings-spänningen för encellsbatteriet, och tvångsurladda sedan vid I-ström i 90 min.

4) Databehandlings- och utvärderingskriterier: Observera om provet uppvisar brand eller explosion under testet och inom 1-timmes observationsperiod efter testet.

1) Testsyfte: För att verifiera encellsbatteriets elektriska missbruksprestanda, simulera de potentiella säkerhetsriskerna som kan uppstå när batteriet är överladdat, och utvärdera därigenom om provet uppfyller designkraven.

2)Testutrustning: Encellsbatteriladdning-urladdningsutrustning, konstanttemperaturtestkammare, multimeter, etc.

3) Testmetod och procedurer:

① För-behandla encellsbatteriet i rumstemperatur och ladda det sedan helt.

② Fortsätt med konstant strömladdning tills spänningen för encellsbatteriet når 1,1 gånger dess maximala arbetsspänning, eller tills den laddade kapaciteten för encellsbatteriet når 115 % SOC.

4) Databehandlings- och utvärderingskriterier: Observera om provet uppvisar brand eller explosion under testet och inom 1-timmes observationsperiod efter testet.

1) Testsyfte: För att verifiera encellsbatteriets elektriska missbruksprestanda, simulera de potentiella säkerhetsriskerna som kan uppstå när en extern kortslutning händer med batteriet, och utvärdera därigenom om provet uppfyller designkraven.

2)Testutrustning: Encellsbatteriladdning-urladdningsutrustning, konstanttemperaturtestkammare, multimeter, etc.

3) Testmetod och procedurer:

① För-behandla encellsbatteriet i rumstemperatur och ladda det sedan helt.

② Kortslut-de positiva och negativa polerna på encellsbatteriet externt i 10 minuter, med den externa kretsens resistans mindre än 5 mΩ.

4) Databehandlings- och utvärderingskriterier: Observera om provet uppvisar brand eller explosion under testet och inom 1-timmes observationsperiod efter testet.

1) Testsyfte: För att verifiera encellsbatteriets mekaniska missbruksprestanda, simulera de potentiella säkerhetsrisker som kan uppstå när batteriet krossas, och utvärdera därigenom om provet uppfyller designkraven.

2)Testutrustning: Encellsbatteriladdning-urladdningsutrustning, konstanttemperaturtestkammare, kraftbatteriets krossningstestbänk, multimeter, etc.

3) Testmetod och procedurer:

① För-behandla encellsbatteriet i rumstemperatur och ladda det sedan helt.

② Krossriktning: Applicera tryck vinkelrätt mot plåtriktningen för encellsbatteriet, eller i den riktning som mest sannolikt kommer att krossas i fordonslayouten.

a. Krossa plattform: En halv-cylinder med en radie på 75 mm och längden (L) på halv-cylindern är större än storleken på det krossade encellsbatteriet.

b. Krosshastighet: Inte större än 2 mm/s.

c. Krossningsgrad: Sluta krossa när spänningen når 0 V eller deformationen når 15 %, eller krosskraften når 100 kN eller 1000 gånger vikten av testobjektet.

③ Håll i 10 min.

4) Databehandlings- och utvärderingskriterier: Observera om provet uppvisar brand eller explosion under testet och inom 1-timmes observationsperiod efter testet.

1)Testsyfte: För att verifiera den termiska runaway-prestandan för den minsta batterienheten som kan övervakas av batterihanteringssystemet, genomföra säkerhetsutvärdering av den centrala riskkällan som utgör fara för åkande i elfordon och fordonssystem, och utvärdera därigenom om provet uppfyller designkraven.

2)Testutrustning: Encellsbatteriladdning-urladdning|urladdningsutrustning, testkammare för konstant temperatur, värmeanordning, temperaturinsamlingssystem, multimeter, etc.

3) Testmetod och procedurer:

① Använd en platt eller stavformad uppvärmningsanordning, och dess yta ska täckas med keramik, metall eller isolerande skikt. Kraven för effektval för värmeanordningen visas i Tabell 6-10. Slutför monteringen av testobjektet och värmeanordningen. Värmeanordningen ska vara i direkt kontakt med encellsbatteriet, och storleken på värmeanordningen får inte vara större än den uppvärmda ytan på testobjektet. Installera temperaturvakter, med temperaturgivaren vid övervakningspunkten placerad på sidan bort från värmeledning, dvs på motsatt sida av värmeanordningen. Provtagningsintervallet för temperaturdata ska vara mindre än 1 s, med ett noggrannhetskrav på 2 grader, och temperatursensorns spets ska vara mindre än 1 mm.

Tabell 6-10 Krav för val av värmeenhet

Testobjekt energi E/Wh	Max effekt för värmeapparat/W
E<100	30-300
100 Mindre än eller lika med E<400	300-1000
400 Mindre än eller lika med E<800	300-2000
E Större än eller lika med 800	>600

② För-behandla encellsbatteriet i rumstemperatur och ladda det sedan till 100 % SOC. Fortsätt sedan att ladda testobjektet med 1/1 ström i 12 min. Starta omedelbart uppvärmningsanordningen och värm testobjektet kontinuerligt till dess maximala effekt. När termisk rusning inträffar eller temperaturen vid övervakningspunkten når 300 grader, stoppa uppvärmningen och stäng av uppvärmningsanordningen.

③ Villkor för att avgöra om termisk rusning inträffar

a. Testobjektet upplever ett spänningsfall och fallet överstiger 25 % av den initiala spänningen.

b. Temperaturen vid övervakningspunkten når den maximala drifttemperatur som anges av batteritillverkaren.

c. Temperaturstegringshastigheten vid övervakningspunkten dT/dt Större än eller lika med 1 grad /s och varar i mer än 3 s. Termisk runaway bestäms ha inträffat när a och c eller b och c inträffar.

4) Databehandlings- och utvärderingskriterier: Observera om provet uppvisar brand eller explosion under uppvärmningsprocessen och inom 1 timme efter att uppvärmningen är klar.

1) Testsyfte: Att simulera påverkan på batteripaketet/systemet under en fordonskollision, och därigenom utvärdera om provets strukturella styrka kan uppfylla designkraven.

2)Testutrustning: Laddningsutrustning för batterisystem-, testkammare för konstant temperatur, simulerad krocktestbänk, isolationsresistanstestare, etc.

3)Testmetod och procedurer: Med hänvisning till testobjektets installationsposition i fordonet och kraven i GB/T 2423.43-2008, ska testobjektet monteras horisontellt på en släde med en fixtur. Beroende på testobjektets användningsmiljö och i kombination med fordonets accelerations-/retardationspuls, ska denna puls uppfylla de gränsvillkor som anges i tabell 6-11 och figur 6-1 (fordonets färdriktning är x-axeln, och den andra horisontella riktningen vinkelrät mot färdriktningen är y-axeln, varvid fordonets tjänstevikt är m). När testobjektet har flera installationsriktningar (x/y/z), ska installationsriktningen med den större accelerationen väljas för provningen. Efter testet, observera i 2 timmar vid testets omgivande temperatur.

Figure 6-1 Schematic of Simulated Crash Test Acceleration Pulse

Tabell 6-11 Pulsparametrar för simulerat krocktest

Testa	Pulsbredd /ms	m Mindre än eller lika med 3,5 t		3,5 t < m Mindre än eller lika med 7,5 t		m > 7,5 t
		x-riktningsacceleration/g	y-riktningsacceleration/g	x-riktningsacceleration/g	y-riktningsacceleration/g	x-riktningsacceleration/g	y-riktningsacceleration/g
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) Kriterier för databehandling och utvärdering:

① Registrera om batteripaketet/systemet uppvisar läckage, brott, brand eller explosion under testet och observationsperioden;

② Registrera isolationsresistansvärdena före och efter testet.

1) Testsyfte: Att simulera de potentiella säkerhetsrisker som kan uppstå när batteripaketet/systemet krossas, och därigenom utvärdera om provets strukturella hållfasthet uppfyller designkraven.

2)Testutrustning: Batterisystemladdnings-urladdningsutrustning, konstanttemperaturtestkammare, batterisystems krosstestbänk, isolationsresistanstestare, etc.

3)Testmetod och procedurer: Krossningsriktningarna är x-riktningen och y-riktningen (fordons färdriktning är x-axeln, och den andra horisontella riktningen vinkelrät mot färdriktningen är y-axeln). Krosshastigheten får inte överstiga 2 mm/s. Stoppa krossningen och håll kvar i 10 min när krosskraften når 100 kN eller deformationen når 30 % av den totala dimensionen i krossriktningen. Efter testet, observera i 1 timme vid testets omgivningstemperatur. Det schematiska diagrammet över krossplattans form visas i figur 6-2. En av följande två typer kan väljas:

① En halv-cylinder med en radie på 75 mm och längden (L) på halv-cylindern är större än testobjektets höjd men inte över 1 m, som visas i figur 6-2a.

② Övergripande mått på 600 mm × 600 mm eller mindre, med tre halv-cylindrar vardera med en radie på 75 mm och åtskilda 30 mm från varandra, som visas i figur 6-2b.

Figure 6-2 Schematic Diagram of Extruded Plate Forms

1) Testsyfte: Att testa de potentiella säkerhetsriskerna med batteripaketet/systemet under vatteninträngande förhållanden och utvärdera om det uppfyller designkraven.

2)Testutrustning: Laddningsutrustning för batterisystem-, testkammare för konstant temperatur, testkammare för nedsänkning av havsvatten, testare för isolationsmotstånd, etc.

3) Testmetod och procedurer: Testobjektet ska anslutas med ledningsnät, kontakter och andra komponenter enligt fordonets anslutningsmetod. Välj en av följande två metoder för testning:

① Placera testobjektet i en 3,5 % (massfraktion) natriumkloridlösning i 2 timmar i den faktiska fordonsenhetens orientering, med tillräckligt vattendjup för att helt nedsänka testobjektet;

② Utför testet enligt metoden och proceduren som beskrivs i 14.2.7 i GB/T 4208-2017. Provobjektet ska vara helt nedsänkt i vatten i det installationstillstånd som anges av tillverkaren. För provobjekt med höjd mindre än 850 mm ska den lägsta punkten vara 1000 mm under vattenytan. för provobjekt med höjd lika med eller större än 850 mm ska den högsta punkten vara 150 mm under vattenytan. Testtiden är 30 min. Temperaturskillnaden mellan vatten och provobjektet får inte överstiga 5 grader. Efter att ha tagit bort batteripaketet från vattnet, håll det stillastående och observera i 2 timmar vid testets omgivningstemperatur.

4) Databehandlings- och utvärderingskriterier: För tester utförda enligt metod ①, registrera om batteripaketet/systemet uppvisar brand, explosion eller andra fenomen under testet och den efterföljande observationsperioden. För tester utförda enligt metod ②, registrera batteripaketets/systemets isolationsresistansvärde efter testet, om det uppfyller IPX7-kravet och om det finns läckage, granatbrott, brand eller explosion.

1)Testsyfte: Att testa de potentiella säkerhetsriskerna med batteripaketet/systemet när det utsätts för extern brand och utvärdera om det uppfyller designkraven.

2)Testutrustning: Laddningsutrustning för batterisystem-, testkammare för konstant temperatur, testbänk för extern brandexponering, testare för isolationsmotstånd, vindmätare, etc.

3) Testmetod och procedurer: Omgivningstemperaturen ska vara över 0 grader och vindhastigheten får inte överstiga 2,5 km/h. Under testet ska storleken på bensinlådan överstiga testobjektets horisontella projektionsdimension med 20 cm men inte mer än 50 cm, och brickans höjd får inte överstiga 8 cm över bensinytan. Provobjektet ska placeras centralt. Avståndet mellan bensinvätskenivån och botten av testobjektet ska ställas in på 50 cm eller markfrigången för testobjektets bottenyta när fordonet är olastat. Vatten ska injiceras i bottenskiktet av brickan. Det schematiska diagrammet över extern brandexponering visas i figur 6-3.

Figure 6-3 External Fire Test Schematic

Extern brandexponeringstest är uppdelat i följande fyra steg:

① Förvärmning: Tänd bensinen på en plats minst 3 m från testobjektet. Efter 60 s förvärmning, placera bensinfacket under testobjektet. Om bensinfacket är för stort för att flyttas kan testobjektet och dess stöd flyttas istället.

② Exponering för direkt låga: Testobjektet exponeras direkt för lågan i 70 s.

③ Indirekt lågexponering: Täck bensinfacket med en-brandsäker sköld. Testobjektet testas i detta tillstånd i 60 s. Alternativt, efter överenskommelse mellan båda parter, fortsätt direkt exponering för lågan i ytterligare 60 s. Den brandsäkra skölden är sammansatt av vanliga eldfasta tegelstenar och dess dimensioner och tekniska data visas i figur 6-4.

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

④ Borttagning från brandkällan: Flytta bort bensinbrickan eller testobjektet och observera i 2 timmar vid testets omgivningstemperatur eller tills den yttre yttemperaturen på testobjektet sjunker under 45 grader.

4) Kriterier för databehandling och utvärdering:

① Registrera om batteripaketet/systemet uppvisar brand, explosion eller andra fenomen under testet och observationsperioden.

② Om det finns en låga, registrera om den släcks inom 2 minuter efter att brandkällan avlägsnats.

1)Testsyfte: Att testa säkerhetsriskerna med batteripaketet/systemet när en enskild battericell genomgår termisk rusning och utvärdera om den uppfyller designkraven.

2)Testutrustning: Laddningsutrustning för batterisystem-, testkammare för konstant temperatur, testbänk för batterisystempenetration, värmeanordning, temperaturinsamlingssystem, isolationsresistanstestare, vindmätare, etc.

3) Testförhållanden: Testet ska utföras i en miljö med en omgivningstemperatur över 0 grader, en relativ luftfuktighet på 10 %–90 % och ett atmosfärstryck på 86–106 kPa. Innan testet startar, justera SOC för testobjektet. För batteripaket/system konstruerade för extern laddning ska SOC justeras till minst 95 % av det normala SOC-driftintervallet som specificeras av företaget. För batteripaket/system konstruerade för att laddas endast av fordonets egen energienhet, ska SOC justeras till minst 90 % av det normala SOC-driftintervallet som specificeras av företaget. Innan testet startar ska alla testanordningar fungera normalt. Provet ska modifieras så lite som möjligt och företaget ska lämna in en lista över eventuella ändringar. Provet ska utföras inomhus eller i en miljö med en vindhastighet som inte överstiger 2,5 km/h.

4)Testmetod och procedurer: Det termiska utlösningsobjektet är en enda battericell i testobjektet. Välj en enskild cell placerad i mitten av batteripaketet/systemet eller omgiven av andra enstaka celler.

① Spikpenetrationsmetod för att utlösa termisk runaway: Penetrationsnålen ska vara gjord av stål med en diameter på 3–8 mm; nålspetsen ska vara konisk med en vinkel på 20 grader –60 grader; penetrationshastigheten ska vara 0,1–10 mm/s; penetrationspositionen och -riktningen ska väljas för att utlösa termisk runaway i den enskilda battericellen (till exempel vinkelrätt mot elektrodplattans riktning).

② Uppvärmningsmetod för att utlösa termisk flykt: Använd en platt eller stavformad uppvärmningsanordning med ytan täckt av keramik, metall eller isolerande skikt. För en blockformad uppvärmningsanordning med samma dimensioner som encellsbatteriet kan denna uppvärmningsanordning ersätta en av enkelcellerna och vara i direkt kontakt med utlösningsobjektets yta; för en uppvärmningsanordning för tunn-film ska den alltid förbli fäst vid utlösningsobjektets yta; uppvärmningsanordningens uppvärmda yta får inte vara större än encellsbatteriets yta. värmeanordningens värmeyta ska vara i direkt kontakt med ytan på encellsbatteriet, och värmeanordningens läge ska motsvara läget för den specificerade temperatursensorn; efter avslutad installation ska värmeanordningen aktiveras inom 24 timmar och värma utlösningsobjektet till dess maximala effekt; effektvalet för värmeanordningen visas i tabell 6-12; sluta utlösas när termisk rusning inträffar eller motsvarande temperatursensor når 300 grader.

Tabell 6-12 Val av effekt för värmeapparat

Testobjekt energi E/Wh	Max effekt för värmeapparat/W
E<100	30-300
100 Mindre än eller lika med E<400	300-1000
400 Mindre än eller lika med E<800	300-2000
E Större än eller lika med 800	>600

③ Rekommenderat schema för arrangemang av övervakningspunkter: Spänning eller temperatur ska övervakas med den ursprungliga kretsen eller en extra testkrets. Provtagningsintervallet för temperaturdata ska vara mindre än 1 s, med ett noggrannhetskrav på ±2 grader. Under utlösning av spikpenetration ska temperatursensorn placeras så nära kortslutningspunkten som möjligt. temperaturen på spiken kan också användas (schematiskt diagram över temperatursensorernas placeringspositioner under utlösning av spikpenetration visas i figur 6-5). Vid utlösning av värme ska temperaturgivaren placeras på den sida som är borta från värmeledning, dvs på motsatt sida av värmeanordningen (se figur 6-6).

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

5) Rekommenderade kriterier för att bestämma förekomst av termisk runaway:

① Testobjektet upplever ett spänningsfall som överstiger 25 % av den initiala spänningen.

② Temperaturen vid övervakningspunkten når den maximala drifttemperatur som specificerats av batteritillverkaren.

③ Temperaturstegringshastigheten vid övervakningspunkten dT/dt Större än eller lika med 1 grad /s och varar i mer än 3 s. Termisk rusning bestäms ha inträffat när ① och ③ eller ② och ③ inträffar.

1)Om den rekommenderade metoden används som utlösningsmetod för termisk rusning och ingen termisk rusning inträffar, för att säkerställa att termisk spridning inte kommer att äventyra fordonspassagerare, måste det bevisas att termisk rusning inte kommer att inträffa med hjälp av båda följande rekommenderade metoder.

2) Om termisk rusning inträffar, registrera tiden från det att larmsignalen för termisk rusning utfärdas tills brand eller explosion inträffar utanför testobjektet (beroende på vilket som inträffar först); denna tid ska inte vara mindre än 5 min.

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