Standard ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023-utgaven, som gjelder batterisikkerhetstesting for lette elektriske kjøretøy (LEV), ble publisert i september 2023 for å erstatte den gamle standarden for 2018-versjonen. Denne nye versjonen av standarden har endringer i definisjoner , strukturelle krav og testkrav.

Endringer i definisjoner

• Tilføyelse av Battery Management System (BMS) definisjon: En batterikontrollkrets med aktive beskyttelsesenheter som overvåker og opprettholder cellene innenfor deres spesifiserte driftsområde: og som forhindrer overlading, overstrøm, overtemperatur, undertemperatur og overutlading av cellene.
• Tilføyelse av definisjon av elektrisk motorsykkel: Et elektrisk motorkjøretøy som har et sete eller sal for bruk av føreren og konstruert for å kjøre på ikke mer enn tre hjul i kontakt med jordet, men unntatt en traktor. En elektrisk motorsykkel er beregnet for bruk på offentlige veier inkludert motorveier.
• Tilføyelse av definisjon av elektrisk scooter: En enhet som veier mindre enn hundre pund som:

a) Har styre, et gulvbord eller et sete som kan stå eller sitte på av operatøren, og en elektrisk motor;

b) Kan drives av den elektriske motoren og/eller menneskelig kraft; og

c) Har en maksimal hastighet på ikke mer enn 20 mph på en asfaltert, jevn overflate når den drives utelukkende av den elektriske motoren.

Endring av LEV-eksemplene: Elektrisk motorsykkel fjernes og ubemannede luftfartøyer (UAV) legges til.

• Tilføyelse av personlig e-mobilitetsenhetsdefinisjon: En forbrukermobilitetsdel beregnet for en enkelt rytter med et oppladbart elektrisk drivverk som balanserer og driver rytteren, og som kan være utstyrt med et håndtak for å gripe mens han sykler. Denne delingen kan være selvbalanserende eller ikke.
• Tilføyelse av definisjoner av primær overstrømsbeskyttelse, primær sikkerhetsbeskyttelse, aktive beskyttelsesenheter og passive beskyttelsesenheter.
• Tilsetning av natriumionceller definisjon: Celler som i konstruksjon ligner litiumionceller, bortsett fra at de bruker natrium som transportion med en positiv elektrode bestående av en natriumforbindelse, og karbon eller lignende type anode med en vandig eller ikke-vandig og med et natriumforbindelsesalt oppløst i elektrolytten.(Eksempler på natriumionceller er prøyssiske blåceller eller lagdelte oksidceller av overgangsmetall)

Endringer i strukturkrav

Metalliske deler motstand mot korrosjon

1. Innkapslinger for mental elektrisk energilagring (EESA) skal være korrosjonsbestandige. Metallkapslinger laget av følgende materialer skal anses å oppfylle kravene til korrosjonsbestandighet:

Kobber, aluminium eller rustfritt stål; og

b) Bronse eller messing, hvorav begge inneholder minst 80 % kobber.

2.Tillegg av krav til korrosjonsbestandighet for jernholdige innkapslinger:

Jernholdige kapslinger for innendørs bruk skal beskyttes mot korrosjon ved emaljering, maling, galvanisering eller andre tilsvarende midler. Jernholdige innkapslinger for utendørs bruk skal være i samsvar med 600-timers saltspraytest i CSA C22.2 nr. 94.2 / UL 50E. Ytterligere metoder for å oppnå korrosjonsbeskyttelse i henhold til CSA C22.2 nr. 94.2 / UL 50E kan aksepteres.

Isolasjonsnivåer og beskyttende jording

Samsvaret til det beskyttende jordingssystemet kan evalueres i henhold til det nye intelligente testelementet i denne standarden – jordingskontinuitetstest.

Sikkerhetsanalyse

1.Tillegg av eksempler på sikkerhetsanalyse. En systemsikkerhetsanalyse må bevise at følgende forhold ikke er farlige. Følgende forhold skal vurderes som et minimum, men er ikke begrenset til:

a) Battericelle overspenning og underspenning;

b) Batteri over- og undertemperatur; og

c) Overstrøm av batteriet på grunn av lade- og utladingsforhold.

2.Endring av krav til sikkerhetsbeskyttelsesenhet (maskinvare):

a) Kravene til Farilure-modus og effektanalyse (FMEA) i UL 991;

b) Beskyttelsen mot interne feil for å sikre funksjonelle sikkerhetskrav i UL 60730-1 eller CSA E60730-1 (klausul H.27.1.2); eller

c) Beskyttelsen mot feil for å sikre funksjonelle sikkerhetskrav (klasse B-krav) i CSA C22.2 No.0.8 (avsnitt 5.5) for å fastslå samsvar og identifisere tester som er nødvendige for å verifisere enkeltfeiltoleranse.

3. Modifikasjon av sikkerhetsbeskyttelse i doevide (programvare) krav:

a) UL 1998;

b) Krav til programvare klasse B i CSA C22.2 No.0.8; eller

c) Kravene til kontrollene som bruker programvare (krav til programvareklasse B) i UL 60730-1 (klausul H.11.12) eller CSA E60730-1.

4.Tillegg av BMS-krav for cellebeskyttelse.

Hvis det er avhengig av å holde cellene innenfor deres spesifiserte driftsgrenser, skal batteristyringssystemet (BMS) holde cellene innenfor spesifiserte cellespennings- og strømgrenser for å beskytte mot overlading og overutlading. BMS skal også holde celler innenfor spesifiserte temperaturgrenser som gir beskyttelse mot overoppheting og drift under temperatur. Ved gjennomgang av sikkerhetskretser for å fastslå at grensene for celledriftsområde opprettholdes, skal toleranser for beskyttelseskretsen/komponenten vurderes i evalueringen. Komponenter som sikringer, effektbrytere eller andre innretninger og deler som er bestemt nødvendige for tiltenkt drift av batterisystemet som skal leveres i sluttbruks-LEV, skal identifiseres i installasjonsveiledningen.

Tilføyelse av krav til beskyttelseskrets.

Hvis spesifiserte driftsgrenser overskrides, skal en beskyttelseskrets begrense eller stenge av ladingen eller utladingen for å forhindre avvik utover driftsgrensene. Når et farlig scenario inntreffer, skal systemet fortsette å gi sikkerhetsfunksjonen eller gå til en sikker tilstand (SS) eller risikoadressert (RA) tilstand. Hvis sikkerhetsfunksjonen har blitt skadet, skal systemet forbli i sikker tilstand eller risikoadressert tilstand inntil sikkerhetsfunksjonen er gjenopprettet og systemet er ansett som akseptabelt i drift.

Tillegg av EMC-krav.

Solid state-kretser og programvarekontroller, basert på den primære sikkerhetsbeskyttelsen, skal evalueres og testes for å verifisere elektromagnetisk immunitet i samsvar med Electromagnetic Immunity Tests of UL 1973 hvis ikke testet som en del av funksjonell sikkerhetsstandardevaluering.

Celle

1.Tillegg av krav til natriumionceller. Natriumionceller skal overholde natriumioncellekravene i UL/ULC 2580 (identisk med ytelses- og merkingskravet for sekundære litiumceller i UL/ULC 2580), inkludert samsvar med alle ytelsestestene for celler.

2.Tillegg av krav til gjenbrukte celler. Batterier og batterisystemer som bruker gjenbrukte celler og batterier skal sikre at de gjenbrukte delene har gjennomgått en akseptabel prosess for gjenbruk i henhold til UL 1974.

Testing av endringer

Overladingstest

• Tillegg av krav om at under test skal spenningen til cellene måles.
• Tilføyelse av kravet om at Hvis BMS reduserer ladestrømmen til en lavere ventil nær slutten av ladefasen, skal prøven lades kontinuerlig med den reduserte ladestrømmen inntil endelige resultater inntreffer.
• Sletting av kravet om at dersom verneinnretningen i kretsen aktiveres, skal testen gjentas i minst 10 minutter ved 90 % av utløsningspunktet til vernet eller ved en viss prosentandel av utløsningspunktet som tillater lading.
• Tilføyelse av krav om at ved et resultat av overladingstesten skal maksimal ladespenning målt på cellene ikke overstige deres normale driftsområde.

høyhastighetslading

• Tillegg av en høyhastighets ladetest (samme testkrav som UL 1973);
• BMS-forsinkelse vurderes også i testresultatet: Overladestrømmen kan overstige den maksimale ladestrømmen i en kort periode (innen noen få sekunder) som er innenfor forsinkelsestiden for BMS-deteksjonen.

Kortslutning

• Eliminerer kravet om at hvis en beskyttelsesenhet i kretsen fungerer, gjentas testen ved 90 % av utløsningspunktet til beskyttelsesenheten eller ved en prosentandel av utløsningspunktet som tillater lading i minst 10 minutter.

OverloadUnderUtflodTanslått

• Tillegg av overbelastning under utladningstest (testkravene er de samme som UL 1973)

Overutladning

• Tilføyelse av kravet om at spenningen til cellene skal måles under prøvingen.
• Tilføyelse av kravet om at minimum utladningsspenning målt på cellene som et resultat av overutladningstesten ikke skal overstige deres normale driftsområde.

Temperaturtest (temperaturøkning)

• Tilføyelse av kravet om at dersom maksimale ladeparametere varierer med temperatur, skal samsvaret mellom ladeparametere og temperatur være tydelig spesifisert i ladeinstruksen og DUT skal belastes under de strengeste ladeparametrene.
• Endre kravet til forutsetning. Lade- og utladingssyklusene gjentas deretter i minimum totalt 2 komplette sykluser med lading og utlading, inntil påfølgende lade- og utladingssykluser ikke fortsetter å øke den maksimale celletemperaturen mer enn 2 °C. (5 lade- og utladingssykluser kreves i den gamle versjonen)
• Tilføyelse av kravet om at innretninger for termisk beskyttelse og overstrømsbeskyttelse ikke skal fungere.

Jordingskontinuitetstest

Tillegg av jordingskontinuitetstest (testkravene er de samme som UL 2580)

Single Cell Failure Design Tolerance Test

Sekundære litiumbatterier som har en nominell energi som er større enn 1 kWh, skal underkastes Single Cell Failure Design Tolerance Test av UL/ULC 2580).

Sammendragy

Den nye versjonen av UL 2271 kansellerer elektriske motorsykler i produktutvalget (elektriske motorsykler vil bli inkludert i omfanget av UL 2580) og legger til droner; med utviklingen av natriumion-batterier bruker flere og flere LEV-er dem som strømforsyning. Kravene til natriumionceller er lagt inn i den nye versjonsstandarden. Når det gjelder testing, har testdetaljer også blitt forbedret og mer oppmerksomhet har blitt viet til sikkerheten til cellen. Termisk runaway er lagt til for store batterier.

Tidligere hadde New York City pålagt at batterier for elektriske sykler, elektriske scootere og lette elektriske kjøretøyer (LEV) må være i samsvar med UL 2271. Denne standardrevisjonen skal også kontrollere batterisikkerheten til elektriske sykler og annet utstyr. Hvis selskaper ønsker å komme inn på det nordamerikanske markedet med suksess, må de forstå og oppfylle kravene til de nye standardene i tide.