Испытание аккумуляторной батареи высокого напряжения — UNECE R100 / IEC 62660 / ISO 6469

Что такое HV Battery?

Испытание высоковольтной батареи оценивает перезаряжаемую систему накопления энергии (ПЭАС), используемую в электрических и гибридных транспортных средствах, на предмет безопасности, электрических характеристик и экологической устойчивости. Это осуществляется отдельно на уровне ячейки, модуля и пакета; результат на одном уровне не представляет другого.

HV Battery: цель

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что батарея не выделяет энергию неконтролируемым образом при нормальном использовании, неправильном использовании и в условиях аварии, а также предоставить доказательства, необходимые для утверждения типа.

К каким изделиям применяется HV Battery?

Аккумуляторные батареи для электромобилей и гибридных автомобилей
Батарейные модули и клеточные блоки
Аккумуляторы для легких электромобилей (категория L)
Аккумуляторные системы для коммерческих автомобилей и автобусов
Модули системы хранения энергии (ESS)

В каких отраслях применяется HV Battery?

Автомобильная промышленностьЭнергетикаЭлектрика и электроника

Стандарты, связанные с HV Battery

ЕЭК ООН R100Электромобиль и безопасность аккумулятора тест
IEC 62660-1
IEC 62660-2
IEC 62660-3
ISO 6469-1
ISO 12405-4Условия испытаний литиевых аккумуляторных батарей электромобилей тест
ООН 38.3Испытания на транспортную безопасность литиевых батарей тест

HV Battery: условия

Уровни тестирования: Ячейка, модуль и упаковка; каждый уровень оценивается отдельно
Состояние заряда (SOC): Зависит от теста; испытания безопасности в основном проводятся при высоком SOC.
Оценка: Наблюдаются взрыв, пожар, разрыв корпуса и утечка электролита.

Оборудование для HV Battery

Система аккумуляторного циклера
Климатическая и термошоковая камера
Вибрационный шейкер и ударная установка
Стенд для испытаний на раздавливание и проникновение
Противопожарная установка
Система измерения сопротивления изоляции
Тепловизионная камера и многоканальный регистратор температуры

Требования к образцам для HV Battery

Образец, соответствующий испытываемому уровню (элемент/модуль/пакет)
Для каждого испытания требуется отдельный образец; тесты разрушительны
Количество образцов определяется применяемым стандартом и перечнем испытаний.
Система управления аккумулятором и контур охлаждения должны быть в рабочем состоянии.
Для безопасной перевозки необходимо указать статус согласно ООН 38.3.

HV Battery: продолжительность

Продолжительность зависит от применяемого списка испытаний. Испытания на долговечность, такие как вибрация и термоциклирование, занимают несколько дней, а испытания на долговечность могут занять месяцы. График предоставляется вместе со списком испытаний на этапе ценового предложения.

HV Battery: порядок проведения

1Записываются описание образца, химический состав, емкость и номинальное напряжение.
2Перед испытанием проводятся измерения эталонной емкости и внутреннего сопротивления.
3Его доводят до состояния заряда, требуемого стандартом.
4Применяется соответствующее испытание (вибрация, термический удар, механическое воздействие, короткое замыкание, перезаряд и т. д.).
5Во время испытания непрерывно регистрируются температура, напряжение и ток.
6За образцом наблюдают в течение всего периода наблюдения после испытания.
7Измеряется сопротивление изоляции и, если применимо, остаточная емкость.

HV Battery: критерии приёмки

Для испытаний UNECE R100 Part II основным критерием приемки является отсутствие взрыва, возгорания, разрыва корпуса и опасной утечки электролита в течение всего периода наблюдения, а также сопротивление изоляции, не падающее ниже значения, требуемого стандартом. Для эксплуатационных испытаний критерий приемки определяется техническим заданием заказчика.

Оценка результатов

Результаты оцениваются отдельно для каждого теста; прохождение одного теста не распространяется на другие. Оценка распространения тепловых событий — это отдельное исследование, выходящее за рамки базового списка испытаний R100.

HV Battery: протокол

Описание образца: химический состав, емкость, номинальное напряжение, уровень
Применяемый стандарт и список испытаний
Условия и записи измерений для каждого испытания
Графики температуры, напряжения и тока
Находки и фотографии периода наблюдения
Результаты измерения сопротивления изоляции

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

ЕЭК ООН R100
(ЕС) 2023/1542 Регламент по батареям
Требования ООН 38.3 к транспортировке

Otomotiv Testleri — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание HV Battery; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Автомобильные испытания показывают, что компонент продолжает работать в условиях, представляющих нагрузки, с которыми он столкнётся за срок службы автомобиля. Автомобиль — это не единичный продукт, а СРЕДА: вибрация, температурные циклы, солёная вода, удары камней, электрические переходные процессы и электромагнитные помехи присутствуют одновременно и годами.

Особенность этого семейства в том, что СПЕЦИФИКАЦИИ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ АВТОМОБИЛЕЙ надстраиваются над стандартами. Публикации ISO и SAE устанавливают общую основу; но Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota и Renault определяют в своих собственных спецификациях разные уровни жёсткости, дополнительные испытания и разные критерии приёмки. Для компонента фразы «соответствует автомобильным стандартам» самой по себе недостаточно; нужно ответить, спецификация какого производителя и какая её редакция имеется в виду.

Семейство объединяет три отдельных процесса, которые часто путают. Омологация охватывает официальные утверждения типа, необходимые для допуска автомобиля к движению, и проводится под государственной властью. Одобрение поставщика означает прохождение собственных требований производителя автомобиля к качеству и испытаниям и является коммерческими отношениями. Третье — верификация конструкции: инженерная команда демонстрирует, что её собственная конструкция соответствует поставленным целям.

На уровне компонента план испытаний строится вокруг МЕСТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ. Модуль в моторном отсеке и модуль в багажнике не проходят через один и тот же температурный и вибрационный профиль; компонент внутри двери и компонент в потолочной консоли не подвергаются одинаковому воздействию воды и пыли. Серия ISO 16750 — общая структура для этого подхода на основе местоположения.

Переход к электромобилям изменил эту область. Высоковольтная безопасность, координация изоляции, безопасность батарей, соответствие зарядного интерфейса и электромагнитное поведение высоковольтных компонентов были добавлены к классическому набору автомобильных испытаний. В тихом автомобиле изменились и ожидания по акустике и вибрации; звуки, ранее маскируемые двигателем внутреннего сгорания, теперь слышны.

Сторону системы качества нельзя отделить от испытаний в этой области. Производитель по IATF 16949 представляет результаты испытаний в файле PPAP; анализ измерительной системы, исследование пригодности процесса и план контроля окружают протокол испытания. Одного хорошего результата недостаточно — нужно показать, что процесс способен его повторять.

Группы методов в этой области

Экологический и климатический
Температурные циклы, термошок, влажное тепло, солевой туман, проникновение пыли и воды (IP), солнечное излучение. Уровни жёсткости варьируются в зависимости от места установки.
Механический
Синусоидальная и случайная вибрация, удар, механические нагрузки, момент затяжки крепежа и циклы долговечности.
Электрический
Колебания напряжения питания, переходные процессы (ISO 7637), обратная полярность, перенапряжение, короткое замыкание и измерения тока покоя.
ЭМС
Эмиссия компонента (CISPR 25), излучаемая и кондуктивная помехоустойчивость (серия ISO 11452), электростатический разряд (ISO 10605).
Материалы и выбросы
Запах, конденсация (fogging) и выбросы ЛОС от материалов салона; воспламеняемость; УФ-старение; стойкость покрытия и удары камней.
Функциональная безопасность и кибербезопасность
Доказательства функциональной безопасности по ISO 26262 и инженерия кибербезопасности по ISO/SAE 21434; они привязаны к регулированию через UNECE R155 и R156.

Часто путаемое в этой области

Автомобильный отчёт без ссылки на спецификацию не принимается в цепочке поставок; необходимо указать, какая спецификация OEM и её редакция были применены.
Официальное утверждение типа и одобрение поставщика — разные процессы. Компонент с одобрением E-Mark не считается тем самым прошедшим собственные приёмочные испытания OEM.
Результат, полученный на прототипе, не переносится на серийное производство; PPAP выполняется с деталями серийного производства.
Со стороны ЭМС измерение только эмиссии неполно; помехоустойчивость — отдельная область и более критична в автомобиле.
На компонентах электромобилей высоковольтная безопасность — отдельная компетенция; классическая испытательная инфраструктура на 12 В недостаточна.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Одобрение компонента поставщика и файл PPAP
Официальное утверждение типа UNECE и маркировка E-Mark
Верификация конструкции и доказательство долговечности
Анализ первопричин полевых жалоб и гарантийных возвратов
Оценка влияния изменения конструкции или поставщика

Связанные тесты

HV Battery: частые вопросы

Действительны ли тесты, которые я провел на камере, также и для упаковки?

Нет. Результаты на уровне клеток не демонстрируют безопасность упаковки; Расположение элементов, охлаждение, корпус и система управления батареями определяют поведение упаковки. Уровни тестируются отдельно.

В чем разница между ООН 38.3 и R100?

UN 38.3 определяет испытания, необходимые для ПЕРЕВОЗКИ батареи, и является обязательным без исключения. В стандарте ЕЭК ООН R100 рассматривается безопасность использования автомобиля в соответствии с официальным утверждением типа транспортного средства. Они служат разным целям и не заменяют друг друга.

Обязательно ли тестирование распространения тепловых событий?

Оценка распространения — это тема, выходящая за рамки базового списка испытаний R100, и в этой области постоянно развиваются правила и спецификации OEM. Требуется ли это для вашего продукта, определяется целевым рынком и спецификациями клиента.