В условиях постоянного расширения и широкого использования аккумуляторов безопасность аккумуляторов становится все более важной. После производства производители аккумуляторов должны провести строгие испытания на их безопасность, чтобы обеспечить безопасность аккумуляторов и снизить потенциальные угрозы безопасности и несчастные случаи. Но что именно они собой представляют? LIB INDUSTRY представит тесты на долговечность и соответствующие стандарты испытаний для аккумуляторов.
Поскольку применение аккумуляторов продолжает расширяться в электромобилях, бытовой электронике, системах хранения энергии и промышленном оборудовании, безопасность и надежность становятся более важными, чем когда-либо. Производители должны гарантировать, что каждая батарея, выходящая с завода, соответствует строгим стандартам производительности и безопасности, начиная с риска термического выхода из-под контроля и заканчивая вибрационным повреждением и воздействием окружающей среды. Тестирование надежности больше не является обязательным — оно важно для обеспечения соответствия требованиям, доступа к рынку и репутации бренда.
Недавно один из наших международных клиентов высоко оценил работу LIB. Камера для тестирования аккумуляторов обеспечивает точный контроль температуры, стабильную работу и надежную долгосрочную работу. Камера позволила провести точные термоциклические испытания и испытания на выносливость при высоких температурах, что помогло их научно-исследовательской группе значительно повысить эффективность проверки безопасности аккумуляторов. Камеры для испытаний на воздействие окружающей среды LIB, предназначенные для моделирования экстремальных условий, обеспечивают контролируемую среду, необходимую для соответствия мировым стандартам надежности аккумуляторов.
Почему аккумуляторы нуждаются в проверке надежности перед отправкой с завода?
Сегодня аккумуляторы питают огромное количество устройств: ноутбуки, медицинские инструменты, аэрокосмические системы, мобильные телефоны, беспроводные электроинструменты, детские электрические игрушки и многое другое. В будущем аккумуляторы также будут служить основным источником энергии для электромобилей и гибридных автомобилей. Учитывая то, какими стали центральные батареи, обеспечение их безопасности стало критической проблемой на протяжении всего процесса разработки. Эта проблема привлекла широкое внимание еще в 2006 году, когда после сообщений о взрывах была отозвана волна литиевых батарей производства Sony для ноутбуков. С тех пор подобные инциденты с мобильными телефонами, включая Apple iPhone, продолжают появляться. Эти события подчеркивают, почему тщательное тестирование аккумуляторов больше не является обязательным; он стал неотъемлемой частью безопасного вывода на рынок любого продукта с батарейным питанием.
Эту проблему можно рассмотреть с трех различных точек зрения:
1. С точки зрения производителей аккумуляторов
Выступая в качестве OEM-производителей аккумуляторов, производители аккумуляторов должны подвергать свою продукцию тщательным испытаниям, чтобы полностью понять ее эксплуатационные характеристики. Полезная аналогия: точно так же, как люди могут проходить оценку IQ, личностные оценки или фитнес-тесты, чтобы лучше понять свои сильные стороны и принимать решения, производители аккумуляторов нуждаются в столь же тщательном понимании того, как их продукты ведут себя в различных условиях. Эти данные становятся основой для построения точных алгоритмов управления батареями.
2. С точки зрения производителей транспортных средств
Как конечные пользователи технологии аккумуляторных батарей, автопроизводители несут ответственность за подтверждение того, что выбранные ими аккумуляторы могут надежно соответствовать ожиданиям по производительности на протяжении всего срока службы автомобиля — не только при запуске, но и на протяжении многих лет реального использования.
3. С точки зрения органов по сертификации
Выступая в качестве привратников на рынке, сертификационные организации полагаются на установленные стандарты и нормативную базу для выявления продуктов, не отвечающих требованиям безопасности, экологической ответственности или экономической эффективности. С помощью структурированных методов тестирования эти органы работают над выявлением и блокированием некачественной или устаревшей продукции еще до того, как она попадет к потребителю.
Каковы стандарты испытаний надежности аккумуляторов?
Широко используемые международные стандарты тестирования аккумуляторов
Эти стандарты в основном выпускаются несколькими ключевыми организациями: Международной электротехнической комиссией (IEC), Международной организацией по стандартизации (ISO), Лабораториями страховщиков (UL), Обществом инженеров автомобильной промышленности (SAE), а также различными европейскими регулирующими органами.
1. Международные стандарты
Вклад IEC в стандарты по силовым батареям сосредоточен на стандартах IEC 62660-1:2010 и IEC 62660-2:2010..
Тем временем ISO разработала серию из трех частей — ISO 12405-1:2011, ISO 12405-2:2012 и ISO 12405-3:2014 — охватывающую соответственно мощные батареи, батареи высокой энергии и критерии безопасности. Эти стандарты были созданы, чтобы предоставить производителям набор тестовых элементов и методологий на выбор во время разработки.
2. Стандарты США.
Стандарт UL 2580:2011 под названием « Аккумуляторы для электромобилей » фокусируется на оценке того, как батареи выдерживают условия неправильного обращения и насколько эффективно они защищают людей, когда такое злоупотребление приводит к выходу из строя. Пересмотренная версия этого стандарта была выпущена в 2013 году.
SAE поддерживает одну из самых обширных и устоявшихся систем стандартов в автомобильном секторе.
SAE J2464:2009 , «Испытание на безопасность и злоупотребление перезаряжаемыми системами хранения энергии для электрических и гибридных электромобилей » было одним из первых комплексных испытаний на злоупотребление, принятых в Северной Америке и во всем мире. В нем оговаривается применимый объем каждого теста, указывается, какие данные следует собирать, и даже рекомендуются количества образцов, необходимые для тестирования.
SAE J2929:2011 , Стандарты безопасности для аккумуляторных систем электрических и гибридных транспортных средств , основанные на более ранних стандартах силовых аккумуляторов и устанавливающие критерии безопасности, охватывающие два сценария: нормальные условия эксплуатации и ненормальные условия, которые могут возникнуть во время движения электромобиля.
SAE J2380:2013 , Испытание аккумуляторов электромобилей на вибрацию остается широко распространенным стандартом испытаний аккумуляторов на вибрацию. Он был разработан с использованием статистических данных, собранных в ходе реальных дорожных испытаний транспортных средств, что делает его методологию очень актуальной для реальных условий вождения и делает ее ценным ориентиром.
3. Стандарты других организаций
Министерство энергетики США (DOE) курирует национальную энергетическую политику, управляет энергетическим сектором и финансирует исследования в области энергетических технологий. Еще в 2002 году правительство США запустило инициативу «FreedomCAR», в результате которой были разработаны руководства по тестированию аккумуляторных систем гибридных электромобилей, а также протоколы тестирования на злоупотребления для систем хранения энергии, используемых в электрических и гибридных транспортных средствах.
Немецкая ассоциация VDA (Verband der Automobilindustrie) была создана для обеспечения единообразия стандартов во всей отечественной автомобильной промышленности. Среди опубликованных стандартов — VDA 2007 « , Тестирование аккумуляторных систем гибридных транспортных средств» , в котором рассматриваются испытания производительности и надежности специально для аккумуляторных систем гибридных транспортных средств.
Европейская экономическая комиссия ECE R100.2 , официально озаглавленная «Единые положения, касающиеся одобрения транспортных средств с учетом особых требований к электроприводу» , излагает целевые требования к электромобилям в четырех ключевых областях: перезаряжаемые системы хранения энергии, функциональная безопасность и выбросы водорода. Во втором разделе представлены новые дополнительные требования, ориентированные конкретно на безопасность и надежность перезаряжаемых систем хранения энергии.
 |
Батарейные камеры температуры и влажности |
Камера для испытаний на термическое воздействие для моделирования перегрева и выхода из-под контроля литий-ионных элементов/аккумуляторов, модулей и блоков , отличающаяся усиленной конструкцией безопасности с функцией обнаружения дыма и пожаротушения. Соответствует основным международным стандартам, включая IEC 62660-2, IEC 62133, UL 2580, UL 1642, UL 1973, UL 2054 и SAE J2929.. |
|
Какие испытания надежности необходимо проводить батареям?
1. Температурный удар и циклическое испытание
В ходе этого испытания в первую очередь оцениваются изменения целостности аккумулятора из-за воздействия экстремальных и внезапных изменений температуры, таких как расширение и сжатие компонентов аккумулятора, когда автомобиль въезжает или выезжает из отапливаемого или охлаждаемого гаража во время транспортировки. Во время температурного удара и циклических испытаний аккумулятор подвергается воздействию двух температурных пределов: высокого и низкого, и выдерживается при каждом температурном пределе в течение определенного времени. Испытания на температурный шок и циклические испытания, описанные в стандартах и правилах, имеют разные максимальные температурные пределы. Нижний предел температуры всех стандартов и правил составляет -40°C (в IEC62660-2 минимальная температура составляет -20°C в случае работы под напряжением), хотя верхний предел температуры различен.
2. Испытание на термическую стабильность
В ходе этого испытания в основном оценивается стабильность батареи при высокой температуре, чтобы определить температуру начала температурного разгона батареи или стабильность при высокой температуре. В ходе испытания температуру батареи последовательно повышают с шагом 5°С/мин, доводят до заданной температуры и поддерживают в течение 30 минут или до тех пор, пока не произойдет серьезное повреждение батареи.
Стандарт SAEJ2464:2009 является более строгим: он не только требует скорости нагрева 5°C/мин, но также поддерживает температуру в течение 30 минут на каждом температурном этапе и требует максимальной температуры 300°C (выше максимальной рабочей температуры батареи) до тех пор, пока температура не достигнет 300°C или не произойдет саморазогрев (более 1,0°C/мин). Он используется для оценки времени начала температурного разгона и термической стабильности батареи.
Другие стандарты оценивают производительность батареи при высоких температурах, и цель состоит не в достижении состояния температурного разгона, а в оценке термической стабильности батареи при этой температуре. Батарею последовательно повышают от комнатной температуры с шагом 5°С/мин до 130°С и помещают при эту температуру на 30 минут.
3. Тест на старение
Производительность батарей после высокотемпературного старения более стабильна. Большинство производителей аккумуляторов применяют в производственном процессе методы высокотемпературного старения. Температура 45-50 градусов по Цельсию в течение 1-3 дней, а затем ставится на хранение при комнатной температуре.
Потенциальные неблагоприятные явления батарей будут выявлены после высокотемпературного старения: такие как изменения напряжения, изменения толщины и изменения внутреннего сопротивления – все это прямые проверки комплексных показателей безопасности и электрохимических характеристик этих батарей.
Методы и примеры испытаний надежности аккумуляторов
Батарейные камеры температуры и влажности |
  |
||||
Диапазон температур |
-20 ℃ ～ +150 ℃ |
||||
Низкий тип |
А: -40℃ Б: -70℃ С -86℃ |
||||
Диапазон влажности |
20%-98% относительной влажности |
||||
Отклонение температуры |
± 2,0 ℃ |
||||
Скорость нагрева |
3 ℃/мин |
||||
Скорость охлаждения |
1 ℃/мин |
||||
Контроллер |
Программируемый цветной контроллер сенсорного ЖК-экрана, многоязычный интерфейс, Ethernet, USB |
||||
Хладагент |
Р404А, Р23 |
||||
Внешний материал |
Стальная пластина с защитным покрытием |
||||
Материал интерьера |
SUS304 нержавеющая сталь |
||||
Стандартная конфигурация |
1 отверстие для кабеля (Φ 50) с заглушкой; 2 полки |
||||
Функция синхронизации |
0,1~999,9 (S,M,H) настраивается |
||||
| Взрывозащищенная конструкция | взрывозащищенные дверные цепи, взрывозащищенное смотровое окно, детектор дыма и спринклерная система пожаротушения. Взрывозащищенный корпус. | ||||
|
|
 |
 |
Контроллер сенсорного экрана |
Обнаружение блокировки дыма и газа |
Надежное антикоррозионное рабочее помещение |
Встроенное отверстие для доступа к электропитанию |
Испытание на короткое замыкание :
1) При температуре 25°C поместите одну батарею в окружающую среду. испытательную камеру и дайте ей постоять 30 минут, чтобы убедиться, что общая температура одной батареи соответствует температуре в камере климатических испытаний;
2) Выполните возбуждение короткого замыкания на одиночную батарею в шаге 1), сопротивление короткого замыкания составляет 10 минут;
3) Запишите напряжение, ток короткого замыкания и изменения температуры батареи короткого замыкания и проверьте состояние и вес одной батареи до и после эксперимента.
Тест на перезарядку :
1) При температуре 25°C поместите одну батарею в камеру для климатических испытаний и дайте ей постоять в течение 30 минут, чтобы убедиться, что общая температура одной батареи соответствует температуре в камере для климатических испытаний;
2) Возбудите одиночную батарею на этапе 1) путем перезарядки, ток перезарядки составляет 1C, а время перезарядки составляет 90 минут;
3) Запишите изменения напряжения и температуры перезаряженной батареи, а также состояние и вес отдельной батареи до и после испытания.
Тест на нагрев :
1) При температуре 25°C поместите одну батарею в камеру климатических испытаний и дайте ей постоять 30 минут, чтобы убедиться, что общая температура одной батареи соответствует температуре в камере климатических испытаний;
2) Нагрев одной батареи на этапе 1), температура нагрева 130°C, время нагрева 60 минут;
3) Запишите изменения напряжения и температуры нагревательной батареи и проверьте состояние и вес отдельной батареи до и после эксперимента.
Необходимое оборудование:Камера для испытаний на температуру и влажность , Камера для испытаний на термический удар, Сушильный шкаф.
Требования : Проверить на отсутствие утечек, вентиляции, разрыва цепи, разрыва, взрыва и возгорания.
Термоциклирование Цель: В ходе этого испытания оценивается целостность уплотнения элементов и батарей и их внутренних электрических соединений, а также проверяется циклическое испытание на температуру.
Процедура испытания: Храните элементы или батареи при температуре 72°C не менее 6 часов, затем храните их при -40°C не менее 6 часов, а время переключения между двумя температурами не должно превышать 30 минут. Каждый элемент или батарею следует тестировать в течение 10 часов. Цикл, а затем хранить при комнатной температуре в течение 24 часов. Для больших батарей и элементов время хранения при температуре испытания не должно быть менее 12 часов.
Требования : отсутствие утечек, выхлопов, размыкания цепи, разрывов, взрывов и пожаров во время испытания IEC 62660-2 Испытание на надежность и неправильное обращение с литиевыми батареями для электромобилей. Устойчивость к высоким температурам: батареи нагреваются в печи с естественной или принудительной конвекцией, температура печи повышается до 130°C со скоростью 5±2/мин, и батарея работает при этой температуре в течение 30 минут.
Температурный цикл. Это испытание предназначено для определения термической стойкости батареи путем попеременного воздействия окружающей среды с низкой и высокой температурой, вызывающей расширение и сжатие.
Поместите батарею в испытательную камеру на 5 циклов и наблюдайте в течение 1 часа после окончания. Стандартный испытательный образец литиевой батареи U11642 нагревается в печи с естественной или принудительной конвекцией. Температуру печи повышают до 130°С со скоростью 5±2°С/мин и поддерживают в течение 10 минут.
Резюме и наш сервис
Батарейки стали неотъемлемой частью повседневной жизни. Аккумуляторы широко используются в различных отраслях промышленности, поэтому тестирование аккумуляторных блоков, аккумуляторных модулей и элементов имеет решающее значение для безопасности пользователя. С популяризацией электромобилей будет возрастать и спрос на безопасность аккумуляторов электромобилей. Проведение полного жизненного цикла и тестирования емкости является важным шагом в проверке безопасности и долговечности аккумулятора. 
Выбирая LIB INDUSTRY, вы будете работать с нашей профессиональной командой, обладающей обширными знаниями в области тестирования производительности аккумуляторов и другими преимуществами:
● Наши эксперты лидируют в тестировании аккумуляторов и продолжают поддерживать вас на протяжении всей цепочки создания стоимости от компонента до конечного продукта, помогая вам оставаться впереди конкурентов.
● В процессе исследований и разработок наши услуги по тестированию помогут вам принять технические решения, которые наилучшим образом будут соответствовать вашим проектным целям, а также окажут долгосрочное влияние на производительность аккумулятора.
● Наше оборудование открывает возможности улучшения качества и снижает риск отзывов и гарантийных претензий после размещения продукта на рынке.
● Наши решения по тестированию эффективны, сокращают время разработки продукта и ускоряют его вывод на рынок.
● Обеспечьте работоспособность своих аккумуляторов с помощью наших услуг по тестированию надежности аккумуляторов. Наши испытания могут сыграть решающую роль в вашем коммерческом и практическом успехе.
Убедитесь, что ваши батареи соответствуют мировым стандартам безопасности и надежности с помощью профессиональных решений для тестирования. Контакт LIB Industry сегодня, чтобы обсудить ваши требования к тестированию аккумуляторов и ускорить выход вашего продукта на рынок.
