نسخه استاندارد ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023، که برای تست ایمنی باتری خودروهای الکتریکی سبک (LEV) کاربرد دارد، در سپتامبر 2023 منتشر شد تا جایگزین استاندارد قدیمی نسخه 2018 شود. این نسخه جدید استاندارد دارای تغییراتی در تعاریف است. ، الزامات ساختاری و الزامات آزمایشی.

تغییرات در تعاریف

• اضافه شدن تعریف سیستم مدیریت باتری (BMS): یک مدار کنترل باتری با دستگاه های محافظ فعال که سلول ها را در منطقه عملیاتی مشخص شده نظارت و نگهداری می کند: و از شارژ بیش از حد، جریان بیش از حد، دمای بیش از حد، کم دما و شرایط تخلیه بیش از حد سلول ها جلوگیری می کند.
• اضافه شدن تعریف موتورسیکلت برقی: وسیله نقلیه موتوری الکتریکی که دارای صندلی یا زین برای استفاده سوار است و برای حرکت بر روی بیش از سه چرخ در تماس با زمین طراحی شده است، اما به استثنای تراکتور.موتورسیکلت برقی برای استفاده در جاده های عمومی از جمله بزرگراه ها در نظر گرفته شده است.
• اضافه شدن تعریف اسکوتر برقی: وسیله ای با وزن کمتر از صد پوند که:

الف) دارای دسته، یک تخته کف یا صندلی قابل ایستادن یا نشستن توسط اپراتور و یک موتور الکتریکی.

ب) می تواند توسط موتور الکتریکی و/یا نیروی انسانی تغذیه شود.و

ج) دارای حداکثر سرعت بیش از 20 مایل در ساعت بر روی یک سطح هموار سنگفرش زمانی که صرفاً توسط موتور الکتریکی تغذیه می شود.

اصلاح نمونه های LEV: موتورسیکلت الکتریکی حذف شده و وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (UAV) اضافه می شود.

• افزوده شدن تعریف دستگاه شخصی E-mobility: یک انشعاب تحرک مصرف کننده برای یک سوارکار با یک قطار محرکه الکتریکی قابل شارژ که سوار را متعادل می کند و به حرکت در می آورد و ممکن است با یک دسته برای گرفتن در حین سواری ارائه شود.این تقسیم ممکن است خود متعادل کننده باشد یا نباشد.
• افزودن تعاریف حفاظت از اضافه جریان اولیه، حفاظت ایمنی اولیه، دستگاه‌های محافظ فعال و دستگاه‌های محافظ غیرفعال.
• تعریف سلول‌های یون سدیم: سلول‌هایی که از نظر ساختمانی شبیه سلول‌های یون لیتیوم هستند، با این تفاوت که از سدیم به عنوان یون انتقال با یک الکترود مثبت متشکل از یک ترکیب سدیم و کربن یا آند مشابه با یک ترکیب آبی یا غیر آبی استفاده می‌کنند. و با نمک ترکیب سدیم حل شده در الکترولیت. (نمونه‌هایی از سلول‌های یون سدیم سلول‌های آبی پروس یا سلول‌های اکسید لایه‌ای فلزی واسطه هستند)

تغییرات در الزامات ساختار

مقاومت قطعات فلزی در برابر خوردگی

1. محفظه های مجموعه ذخیره انرژی الکتریکی ذهنی (EESA) باید در برابر خوردگی مقاوم باشند.محفظه های فلزی ساخته شده از مواد زیر باید مطابق با الزامات مقاومت در برابر خوردگی در نظر گرفته شوند:

مس، آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ؛و

ب) برنز یا برنج که هر کدام حداقل ۸۰ درصد مس دارند.

2. اضافه کردن الزامات مقاومت در برابر خوردگی برای محفظه های آهنی:

محفظه های آهنی برای کاربردهای داخلی باید با میناکاری، رنگ آمیزی، گالوانیزه کردن یا سایر وسایل مشابه در برابر خوردگی محافظت شوند.محفظه های آهنی برای کاربرد در فضای باز باید با آزمایش 600 ساعته نمک پاشی در CSA C22.2 شماره 94.2 / UL 50E مطابقت داشته باشند.روش های اضافی برای دستیابی به حفاظت در برابر خوردگی طبق CSA C22.2 شماره 94.2 / UL 50E می تواند پذیرفته شود.

سطوح عایق و زمین محافظ

انطباق سیستم زمین حفاظتی را می توان با توجه به آیتم تست هوشمند جدید این استاندارد - تست تداوم اتصال به زمین ارزیابی کرد.

تجزیه و تحلیل ایمنی

1.اضافه شدن نمونه هایی از تجزیه و تحلیل ایمنی.تجزیه و تحلیل ایمنی سیستم باید ثابت کند که شرایط زیر خطرناک نیستند.شرایط زیر باید حداقل در نظر گرفته شود، اما محدود به موارد زیر نیست:

الف) ولتاژ بیش از حد و کم ولتاژ سلول باتری؛

ب) دمای بیش از حد باتری و دمای پایین.و

ج) جریان بیش از حد باتری در شرایط شارژ و دشارژ.

2. اصلاح الزامات دستگاه حفاظت ایمنی (سخت افزار):

الف) الزامات حالت فریلور و تحلیل اثر (FMEA) در UL 991؛

ب) حفاظت در برابر خطاهای داخلی برای اطمینان از الزامات ایمنی عملکردی در UL 60730-1 یا CSA E60730-1 (بند H.27.1.2).یا

ج) حفاظت در برابر خطاها برای اطمینان از الزامات ایمنی عملکردی (الزامات کلاس B) در CSA C22.2 شماره 0.8 (بخش 5.5) برای تعیین انطباق و شناسایی آزمایش های لازم برای تأیید تحمل خطا.

3. اصلاح الزامات حفاظت ایمنی doevide (نرم افزار):

الف) UL 1998

ب) الزامات نرم افزار کلاس B CSA C22.2 No.0.8.یا

ج) کنترل های استفاده از الزامات نرم افزار (الزامات کلاس B نرم افزار) در UL 60730-1 (بند H.11.12) یا CSA E60730-1.

4.افزودن الزامات BMS برای محافظت از سلول.

اگر برای حفظ سلول‌ها در محدوده‌های کاری مشخص‌شده‌شان تکیه شود، سیستم مدیریت باتری (BMS) باید سلول‌ها را در محدوده‌های ولتاژ و جریان سلول تعیین‌شده حفظ کند تا در برابر شارژ و تخلیه بیش از حد محافظت شود.BMS همچنین باید سلول ها را در محدوده دمایی مشخص شده حفظ کند تا از گرمای بیش از حد و عملکرد تحت دما محافظت کند.هنگام بازبینی مدارهای ایمنی برای تعیین اینکه محدودیت‌های ناحیه عملکرد سلول حفظ می‌شوند، تلورانس مدار/جزء محافظ باید در ارزیابی در نظر گرفته شود.اجزایی مانند فیوزها، قطع کننده های مدار یا سایر دستگاه ها و قطعات لازم برای عملکرد مورد نظر سیستم باتری که باید در LEV استفاده نهایی ارائه شوند، باید در دستورالعمل های نصب مشخص شوند.

اضافه شدن الزامات مدار حفاظتی

اگر از محدودیت های عملیاتی مشخص شده فراتر رفت، یک مدار محافظ باید شارژ یا دشارژ را محدود یا خاموش کند تا از گشت و گذار فراتر از محدودیت های عملیاتی جلوگیری کند.هنگامی که یک سناریوی خطرناک رخ می دهد، سیستم باید به ارائه عملکرد ایمنی ادامه دهد یا به حالت ایمن (SS) یا وضعیت خطاب به خطر (RA) برود.اگر عملکرد ایمنی آسیب دیده باشد، سیستم باید در حالت ایمن یا وضعیت خطاب به خطر باقی بماند تا زمانی که عملکرد ایمنی بازیابی شود و سیستم برای کار قابل قبول تشخیص داده شود.

اضافه شدن الزامات EMC

مدارهای حالت جامد و کنترل‌های نرم‌افزاری که به‌عنوان محافظ ایمنی اولیه مورد استفاده قرار می‌گیرند، باید برای تأیید مصونیت الکترومغناطیسی مطابق با آزمون‌های ایمنی الکترومغناطیسی UL 1973 ارزیابی و آزمایش شوند، اگر به عنوان بخشی از ارزیابی استاندارد ایمنی عملکردی آزمایش نشوند.

سلول

1.افزودن الزامات برای سلول های یون سدیم.سلول‌های یون سدیم باید با الزامات سلول‌های یون سدیم UL/ULC 2580 (یکسان با الزامات عملکرد و علامت‌گذاری سلول‌های لیتیوم ثانویه در UL/ULC 2580)، از جمله انطباق با تمام آزمایش‌های عملکرد برای سلول‌ها، مطابقت داشته باشند.

2.اضافه شدن الزامات برای سلول های تغییر کاربری.باتری‌ها و سیستم‌های باتری با استفاده از سلول‌ها و باتری‌های تغییر کاربری‌شده باید اطمینان حاصل کنند که قطعات تغییر کاربری‌شده فرآیند قابل قبولی را برای تغییر کاربری مطابق با UL 1974 طی کرده‌اند.

تست تغییرات

تست اضافه شارژ

• اضافه شدن نیاز به این که در طول آزمایش، ولتاژ سلول ها اندازه گیری شود.
• افزودن این شرط که اگر BMS جریان شارژ را به شیر پایین‌تری در نزدیکی پایان فاز شارژ کاهش دهد، نمونه باید به طور مداوم با جریان شارژ کاهش‌یافته شارژ شود تا زمانی که نتایج نهایی حاصل شود.
• حذف این شرط که در صورت فعال شدن وسیله حفاظتی در مدار، آزمایش باید حداقل به مدت 10 دقیقه در 90 درصد نقطه سفر دستگاه حفاظتی یا در درصد معینی از نقطه سفر که امکان شارژ را می دهد، تکرار شود.
• اضافه شدن این الزام که در نتیجه آزمایش اضافه شارژ، حداکثر ولتاژ شارژ اندازه‌گیری شده روی سلول‌ها نباید از ناحیه عملکرد عادی آنها تجاوز کند.

شارژ با نرخ بالا

• اضافه کردن یک تست شارژ با نرخ بالا (همان شرایط آزمون UL 1973)؛
• تأخیر BMS نیز در نتیجه آزمایش در نظر گرفته می‌شود: جریان شارژ بیش از حد ممکن است برای مدت کوتاهی (در عرض چند ثانیه) از حداکثر جریان شارژ تجاوز کند که در زمان تأخیر تشخیص BMS است.

مدار کوتاه

• این الزام را حذف می کند که اگر یک وسیله محافظ در مدار کار کند، آزمایش در 90٪ نقطه سفر دستگاه حفاظتی یا در درصدی از نقطه سفر تکرار شود که اجازه شارژ حداقل 10 دقیقه را می دهد.

Oبارگذاری زیادزیرتخلیهتیest

• اضافه کردن اضافه بار تحت آزمایش تخلیه (الزامات تست مانند UL 1973 است)

تخلیه بیش از حد

• اضافه کردن نیاز به اندازه گیری ولتاژ سلول ها در طول آزمایش.
• اضافه شدن این شرط که در نتیجه آزمایش تخلیه بیش از حد، حداقل ولتاژ تخلیه اندازه‌گیری شده روی سلول‌ها نباید از محدوده عملکرد عادی آنها تجاوز کند.

تست دما (افزایش دما)

• اضافه شدن این شرط که اگر حداکثر پارامترهای شارژ با دما تغییر کند، مطابقت بین پارامترهای شارژ و دما باید به وضوح در دستورالعمل های شارژ مشخص شود و DUT باید تحت شدیدترین پارامترهای شارژ شارژ شود.
• تغییر شرط پیش شرط.سپس چرخه های شارژ و دشارژ برای حداقل 2 سیکل کامل شارژ و دشارژ تکرار می شوند، تا زمانی که چرخه های شارژ و دشارژ متوالی برای افزایش حداکثر دمای سلول بیش از 2 درجه سانتیگراد ادامه پیدا نکنند (5 چرخه شارژ و دشارژ مورد نیاز است. در نسخه قدیمی)
• اضافه شدن این الزام که دستگاه های حفاظت حرارتی و حفاظت از جریان اضافه نباید کار کنند.

تست تداوم زمین

اضافه شدن تست تداوم اتصال به زمین (الزامات تست مانند UL 2580 است)

تست تحمل طراحی شکست تک سلولی

باتری‌های لیتیومی ثانویه که دارای انرژی نامی بیشتر از 1 کیلووات ساعت هستند، باید تحت آزمایش تحمل طراحی شکست تک سلولی UL/ULC 2580 قرار گیرند.

خلاصهy

نسخه جدید UL 2271 موتورسیکلت های برقی را در محدوده محصول لغو می کند (موتوسیکلت های برقی در محدوده UL 2580 قرار خواهند گرفت) و پهپادها را اضافه می کند.با توسعه باتری های سدیم یون، تعداد بیشتری از LEV ها از آنها به عنوان منبع تغذیه استفاده می کنند.الزامات سلول های یون سدیم به استاندارد نسخه جدید اضافه شده است.از نظر تست، جزئیات تست نیز بهبود یافته و توجه بیشتری به ایمنی سلول شده است.فرار حرارتی برای باتری های بزرگ اضافه شده است.

پیش از این، شهر نیویورک اجباری کرده بود که باتری‌های دوچرخه‌های برقی، اسکوترهای برقی و وسایل نقلیه الکتریکی سبک (LEV) باید با استاندارد UL 2271 مطابقت داشته باشند. این بازنگری استاندارد همچنین برای کنترل کامل ایمنی باتری دوچرخه‌های برقی و سایر تجهیزات است.اگر شرکت‌ها می‌خواهند با موفقیت وارد بازار آمریکای شمالی شوند، باید الزامات استانداردهای جدید را به موقع درک کرده و برآورده کنند.