L'edició estàndard ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, que s'aplica a les proves de seguretat de la bateria per a vehicles elèctrics lleugers (LEV), es va publicar el setembre de 2023 per substituir l'antic estàndard de la versió de 2018. Aquesta nova versió de l'estàndard té canvis en les definicions. , requisits estructurals i requisits d'assaig.

Canvis en les definicions

• Addició de la definició del sistema de gestió de bateries (BMS): un circuit de control de la bateria amb dispositius de protecció actiu que controla i manté les cèl·lules dins de la seva regió operativa especificada: i que evita les condicions de sobrecàrrega, sobreintensitat, sobretemperatura, baixa temperatura i sobredescàrrega de les cèl·lules.
• Addició de la definició de motocicleta elèctrica: vehicle de motor elèctric amb seient o cadira per a l'ús del conductor i dissenyat per circular sobre no més de tres rodes en contacte amb el sòl, però excloent un tractor. Una motocicleta elèctrica està pensada per utilitzar-la a les vies públiques, incloses les carreteres.
• Addició de la definició de scooter elèctric: un dispositiu amb un pes inferior a cent lliures que:

a) Disposa d'un manillar, un tauler o un seient sobre el qual l'operador pugui col·locar-se o asseure's i un motor elèctric;

b) Pot ser accionat pel motor elèctric i/o amb energia humana; i

c) Té una velocitat màxima superior a 20 mph en una superfície plana pavimentada quan només funciona amb el motor elèctric.

Modificació dels exemples de LEV: s'elimina la motocicleta elèctrica i s'afegeixen vehicles aeris no tripulats (UAV).

• Addició de la definició del dispositiu de mobilitat electrònica personal: un dispositiu de mobilitat del consumidor destinat a un sol motor amb un tren de propulsió elèctric recarregable que equilibra i impulsa el genet, i que es pot proveir d'un mànec per agafar-lo mentre es condueix. Aquesta separació pot ser autoequilibrada o no.
• Addició de definicions de protecció primària de sobreintensitat, protecció primària de seguretat, dispositius de protecció actiu i dispositius de protecció passiva.
• Definició de l'addició de cèl·lules d'ions de sodi: cèl·lules que tenen una construcció similar a les cèl·lules d'ions de liti, excepte que utilitzen el sodi com a ió de transport amb un elèctrode positiu que consisteix en un compost de sodi i un ànode de carboni o similar amb un ànode aquós o no aquós. i amb una sal composta de sodi dissolta a l'electròlit. (Exemples de cèl·lules d'ions de sodi són cèl·lules blau de Prússia o cèl·lules d'òxid en capes de metall de transició)

Canvis en els requisits de l'estructura

Parts metàl·liques Resistència a la corrosió

1. Les carcasses del conjunt d'emmagatzematge d'energia elèctrica mental (EESA) han de ser resistents a la corrosió. Es considera que els tancaments metàl·lics fets dels següents materials compleixen els requisits de resistència a la corrosió:

Coure, alumini o acer inoxidable; i

b) Bronze o llautó, qualsevol dels quals contingui almenys un 80% de coure.

2. Addició de requisits de resistència a la corrosió per a tancaments ferrosos:

Els tancaments de ferro per a aplicació interior s'han de protegir contra la corrosió mitjançant esmaltats, pintura, galvanització o altres mitjans equivalents. Els tancaments ferrosos per a aplicació exterior han de complir la prova de polvorització de sal de 600 hores de CSA C22.2 núm. 94.2 / UL 50E. Es poden acceptar mètodes addicionals per aconseguir la protecció contra la corrosió segons CSA C22.2 No. 94.2 / UL 50E.

Nivells d'aïllament i presa de terra de protecció

El compliment del sistema de protecció a terra es pot avaluar segons el nou element de prova intel·ligent d'aquesta norma: prova de continuïtat de la presa de terra.

Anàlisi de seguretat

1.Afegir exemples d'anàlisi de seguretat. Una anàlisi de seguretat del sistema ha de demostrar que les condicions següents no són perilloses. Les condicions següents s'han de considerar com a mínim, però no es limiten a:

a) Sobretensió i baixa tensió de les cèl·lules de la bateria;

b) Sobretemperatura i baixa temperatura de la bateria; i

c) Sobreintensitat de la bateria per condicions de càrrega i descàrrega.

2. Modificació dels requisits del dispositiu de protecció de seguretat (maquinari):

a) Els requisits de l'anàlisi del mode i efectes de farilure (FMEA) a UL 991;

b) La protecció contra errors interns per garantir els requisits de seguretat funcional a UL 60730-1 o CSA E60730-1 (clàusula H.27.1.2); o

c) La protecció contra errors per garantir els requisits de seguretat funcional (requisits de classe B) de la CSA C22.2 núm. 0.8 (secció 5.5) per determinar el compliment i identificar les proves necessàries per verificar la tolerància a una falla única.

3. Modificació dels requisits de protecció de seguretat (programari):

a) UL 1998;

b) Requisits de la classe B del programari de la CSA C22.2 núm. 0.8; o

c)Els requisits de programari de Contrils Using (requisits de programari de classe B) a UL 60730-1 (clàusula H.11.12) o CSA E60730-1.

4. Addició de requisits BMS per a la protecció cel·lular.

Si es confia per mantenir les cèl·lules dins dels seus límits de funcionament especificats, el sistema de gestió de bateries (BMS) ha de mantenir les cel·les dins dels límits de tensió i corrent especificats per protegir-les de la sobrecàrrega i la sobredescàrrega. El BMS també ha de mantenir les cèl·lules dins dels límits de temperatura especificats que proporcionen protecció contra el sobreescalfament i el funcionament per sota de la temperatura. Quan es revisen els circuits de seguretat per determinar que es mantenen els límits de la regió operativa de la cèl·lula, a l'avaluació s'han de tenir en compte les toleràncies del circuit/component de protecció. A les instruccions d'instal·lació s'han d'identificar els components, com ara fusibles, disjuntors o altres dispositius i peces que es considerin necessaris per al funcionament previst del sistema de bateries que s'han de proporcionar en el LEV d'ús final.

Addició de requisits del circuit de protecció.

Si es superen els límits de funcionament especificats, un circuit de protecció limitarà o aturarà la càrrega o la descàrrega per evitar excursions més enllà dels límits de funcionament. Quan es produeix un escenari perillós, el sistema ha de continuar proporcionant la funció de seguretat o passar a un estat segur (SS) o a un estat d'abordatge de risc (RA). Si la funció de seguretat s'ha fet malbé, el sistema ha de romandre en l'estat segur o en l'estat d'abordatge del risc fins que la funció de seguretat s'hagi restaurat i el sistema s'hagi considerat acceptable per funcionar.

Addició de requisits EMC.

Els circuits d'estat sòlid i els controls de programari, en què es basa com a protecció de seguretat primària, s'han d'avaluar i provar per verificar la immunitat electromagnètica d'acord amb les proves d'immunitat electromagnètica d'UL 1973 si no es prova com a part de l'avaluació de l'estàndard de seguretat funcional.

Cèl·lula

1.Afegit de requisits per a cèl·lules d'ions de sodi. Les cèl·lules d'ions de sodi han de complir els requisits de les cèl·lules d'ions de sodi de UL/ULC 2580 (idèntics als requisits de rendiment i marcatge per a les cèl·lules secundàries de liti a UL/ULC 2580), inclòs el compliment de totes les proves de rendiment de les cèl·lules.

2. Addició de requisits per a cèl·lules reutilitzades. Les bateries i els sistemes de bateries que utilitzen cèl·lules i bateries reutilitzades han de garantir que les peces reutilitzades hagin passat per un procés acceptable de reutilització d'acord amb la norma UL 1974.

Prova de canvis

Prova de sobrecàrrega

• Addició del requisit que durant la prova, s'ha de mesurar la tensió de les cèl·lules.
• Addició del requisit que si BMS redueix el corrent de càrrega a una vàlvula inferior prop del final de la fase de càrrega, la mostra s'ha de carregar contínuament amb el corrent de càrrega reduït fins que es produeixin els resultats finals.
• Supressió del requisit que si el dispositiu de protecció del circuit s'activa, la prova s'ha de repetir durant almenys 10 minuts al 90% del punt d'activació del dispositiu de protecció o en un percentatge determinat del punt d'intervenció que permeti la càrrega.
• Addició del requisit que com a resultat de la prova de sobrecàrrega, el voltatge màxim de càrrega mesurat a les cèl·lules no ha de superar la seva regió de funcionament normal.

càrrega alta

• Addició d'una prova de càrrega d'alta taxa (els mateixos requisits de prova que UL 1973);
• El retard de BMS també es té en compte en el resultat de la prova: el corrent de sobrecàrrega pot superar el corrent de càrrega màxim durant una curta durada (en uns pocs segons) que es troba dins del temps de retard de la detecció de BMS.

Curt Circuit

• Elimina el requisit que si funciona un dispositiu de protecció del circuit, la prova es repeteix al 90% del punt d'activació del dispositiu de protecció o en algun percentatge del punt d'intervenció que permeti la càrrega durant almenys 10 min.

OcarregarSotaDescàrregaTest

• Addició de la prova de sobrecàrrega sota descàrrega (els requisits de la prova són els mateixos que UL 1973)

Sobredescàrrega

• Addició del requisit que la tensió de les cèl·lules s'ha de mesurar durant la prova.
• Addició del requisit que com a resultat de la prova de sobredescàrrega, la tensió de descàrrega mínima mesurada a les cèl·lules no ha de superar el seu rang de funcionament normal.

Prova de temperatura (augment de temperatura)

• Addició del requisit que si els paràmetres de càrrega màxims varien amb la temperatura, la correspondència entre els paràmetres de càrrega i la temperatura s'ha d'especificar clarament a les instruccions de càrrega i el DUT s'ha de carregar amb els paràmetres de càrrega més severs.
• Canviar el requisit de la condició prèvia. A continuació, els cicles de càrrega i descàrrega es repeteixen durant un total mínim de 2 cicles complets de càrrega i descàrrega, fins que els cicles de càrrega i descàrrega consecutius no continuïn augmentant la temperatura màxima de la cel·la més de 2 °C. (es requereixen 5 cicles de càrrega i descàrrega). a la versió antiga)
• Addició del requisit que els dispositius de protecció tèrmica i de protecció contra sobreintensitat no funcionin.

Prova de continuïtat de posada a terra

Addició de la prova de continuïtat de connexió a terra (els requisits de la prova són els mateixos que UL 2580)

Prova de tolerància de disseny de fallada de cèl·lula única

Les bateries secundàries de liti que tinguin una energia nominal superior a 1 kWh s'han de sotmetre a la prova de tolerància de disseny de fallada de cel·la única d'UL/ULC 2580).

Resumy

La nova versió de la UL 2271 anul·la les motocicletes elèctriques a la gamma de productes (les motocicletes elèctriques s'inclouran a l'abast de la UL 2580) i afegeix drons; amb el desenvolupament de bateries d'ions de sodi, cada cop més LEV les utilitzen com a font d'alimentació. Els requisits per a les cèl·lules d'ions de sodi s'afegeixen a la nova versió estàndard. Pel que fa a les proves, també s'han millorat els detalls de les proves i s'ha prestat més atenció a la seguretat de la cèl·lula. S'ha afegit una fuga tèrmica per a bateries grans.

Anteriorment, la ciutat de Nova York havia ordenat que les bateries per a bicicletes elèctriques, patinets elèctrics i vehicles elèctrics lleugers (LEV) haguessin de complir la norma UL 2271. Aquesta revisió estàndard també és per controlar de manera integral la seguretat de les bateries de les bicicletes elèctriques i altres equips. Si les empreses volen entrar amb èxit al mercat nord-americà, han d'entendre i complir els requisits dels nous estàndards de manera oportuna.