Standar ANSI/CAN/UL/ULC edisi 2271-2023, berlaku untuk pengujian keamanan baterai untuk Kendaraan Listrik Ringan (LEV), diterbitkan pada September 2023 untuk menggantikan standar lama versi 2018. Standar versi baru ini mengalami perubahan definisi , persyaratan struktural, dan persyaratan pengujian.

Perubahan definisi

• Penambahan definisi Sistem Manajemen Baterai (BMS):Sirkuit kontrol baterai dengan perangkat perlindungan aktif yang memantau dan memelihara sel dalam wilayah operasi yang ditentukan: dan yang mencegah kondisi pengisian berlebih, arus berlebih, suhu berlebih, suhu rendah, dan pelepasan berlebih pada sel.
• Penambahan definisi Sepeda Motor Listrik: Kendaraan bermotor listrik yang mempunyai tempat duduk atau sadel untuk digunakan oleh pengendara dan dirancang untuk berjalan dengan tidak lebih dari tiga roda yang bersentuhan dengan tanah, tetapi tidak termasuk traktor.Sepeda motor listrik dimaksudkan untuk digunakan di jalan umum termasuk jalan raya.
• Penambahan definisi Skuter Listrik: Perangkat dengan berat kurang dari seratus pon yang:

a) Memiliki setang, papan lantai atau tempat duduk yang dapat berdiri atau diduduki oleh operator, dan motor listrik;

b)Dapat digerakkan oleh motor listrik dan/atau tenaga manusia;Dan

c)Memiliki kecepatan maksimum kurang dari 20 mph pada permukaan beraspal jika hanya digerakkan oleh motor listrik.

Modifikasi contoh LEV: Sepeda motor listrik dihilangkan dan kendaraan udara tak berawak (UAV) ditambahkan.

• Penambahan definisi Perangkat E-mobilitas Pribadi: Sebuah perangkat mobilitas konsumen yang ditujukan untuk satu pengendara dengan rangkaian penggerak listrik yang dapat diisi ulang yang menyeimbangkan dan mendorong pengendara, dan yang dapat dilengkapi dengan pegangan untuk digenggam saat berkendara.Pembagian ini mungkin menyeimbangkan diri sendiri atau tidak.
• Penambahan pengertian Proteksi Arus Lebih Primer, Proteksi Keselamatan Primer, Alat Proteksi Aktif, dan Alat Proteksi Pasif.
• Penambahan definisi Sel Ion Natrium: Sel yang konstruksinya mirip dengan sel ion litium kecuali sel tersebut menggunakan natrium sebagai ion transpor dengan elektroda positif yang terdiri dari senyawa natrium, dan karbon atau anoda sejenis dengan larutan berair atau tidak berair. dan dengan garam senyawa natrium yang dilarutkan dalam elektrolit. (Contoh sel ion natrium adalah sel Biru Prusia atau sel oksida berlapis logam transisi)

Perubahan persyaratan struktur

Ketahanan Bagian Logam terhadap Korosi

1.Lingkup rakitan penyimpanan energi listrik mental (EESA) harus tahan korosi.Penutup logam yang terbuat dari bahan-bahan berikut harus dianggap memenuhi persyaratan ketahanan korosi:

Tembaga, aluminium, atau baja tahan karat;Dan

b) Perunggu atau kuningan, keduanya mengandung sedikitnya 80% tembaga.

2.Penambahan persyaratan ketahanan korosi untuk selungkup besi:

Selungkup besi untuk aplikasi di dalam ruangan harus dilindungi terhadap korosi dengan pelapisan enamel, pengecatan, galvanisasi, atau cara lain yang setara.Penutup besi untuk aplikasi luar ruangan harus mematuhi uji semprotan garam selama 600 jam dalam CSA C22.2 No. 94.2 / UL 50E.Metode tambahan untuk mencapai perlindungan korosi menurut CSA C22.2 No. 94.2 / UL 50E dapat diterima.

Tingkat Isolasi dan Landasan Pelindung

Kesesuaian sistem pengardean pelindung dapat dievaluasi berdasarkan item uji cerdas baru dalam standar ini – uji kontinuitas pengardean.

Analisis Keamanan

1.Penambahan contoh analisa keselamatan.Analisis keamanan sistem harus membuktikan bahwa kondisi berikut tidak berbahaya.Kondisi berikut harus dipertimbangkan minimal, namun tidak terbatas pada:

a) Sel baterai bertegangan berlebih dan bertegangan rendah;

b) Suhu baterai berlebih dan suhu rendah;Dan

c) Baterai kelebihan arus karena kondisi pengisian dan pengosongan.

2.Modifikasi persyaratan perangkat perlindungan keselamatan (perangkat keras):

a) Persyaratan Farilure-Mode and Effect Analysis (FMEA) dalam UL 991;

b)Perlindungan Terhadap Kesalahan Internal untuk Memastikan persyaratan Keselamatan Fungsional dalam UL 60730-1 atau CSA E60730-1 (Klausul H.27.1.2);atau

c)Perlindungan Terhadap Kesalahan untuk Memastikan persyaratan Keselamatan Fungsional (persyaratan Kelas B) dalam CSA C22.2 No.0.8 (Bagian 5.5) untuk menentukan kepatuhan dan mengidentifikasi pengujian yang diperlukan untuk memverifikasi toleransi kesalahan tunggal.

3.Modifikasi persyaratan perlindungan keselamatan (perangkat lunak):

a) UL 1998；

b) Persyaratan Perangkat Lunak Kelas B CSA C22.2 No.0.8;atau

c)Persyaratan Kontrol Penggunaan Perangkat Lunak (persyaratan Perangkat Lunak Kelas B) dalam UL 60730-1 (Klausul H.11.12) atau CSA E60730-1.

4.Penambahan persyaratan BMS untuk perlindungan sel.

Jika diandalkan untuk menjaga sel dalam batas operasi yang ditentukan, sistem manajemen baterai (BMS) harus menjaga sel dalam batas tegangan dan arus sel yang ditentukan untuk melindungi terhadap pengisian berlebih dan pengosongan berlebih.BMS juga harus menjaga sel dalam batas suhu yang ditentukan untuk memberikan perlindungan dari panas berlebih dan pengoperasian di bawah suhu.Saat meninjau sirkit keselamatan untuk menentukan bahwa batas wilayah operasi sel dipertahankan, toleransi sirkit/komponen proteksi harus dipertimbangkan dalam evaluasi.Komponen seperti sekering, pemutus sirkuit atau perangkat lain dan bagian yang dianggap perlu untuk pengoperasian sistem baterai yang dimaksudkan yang harus disediakan pada LEV penggunaan akhir, harus diidentifikasi dalam petunjuk pemasangan.

Penambahan persyaratan rangkaian proteksi.

Jika batas pengoperasian yang ditentukan terlampaui, sirkit proteksi harus membatasi atau mematikan pengisian atau pengosongan untuk mencegah penyimpangan melebihi batas pengoperasian.Ketika skenario berbahaya terjadi, sistem harus terus menyediakan fungsi keselamatan atau beralih ke status aman (SS) atau status ditangani risiko (RA).Jika fungsi keselamatan telah rusak, sistem harus tetap berada dalam kondisi aman atau status penanganan risiko hingga fungsi keselamatan dipulihkan dan sistem dianggap dapat dioperasikan.

Penambahan persyaratan EMC.

Sirkuit solid state dan kontrol perangkat lunak, yang diandalkan sebagai perlindungan keselamatan utama, harus dievaluasi dan diuji untuk memverifikasi kekebalan elektromagnetik sesuai dengan Uji Imunitas Elektromagnetik UL 1973 jika tidak diuji sebagai bagian dari evaluasi standar keselamatan fungsional.

Sel

1.Penambahan kebutuhan sel ion Natrium.Sel ion natrium harus mematuhi persyaratan sel ion natrium UL/ULC 2580 (sama dengan persyaratan kinerja dan penandaan untuk sel litium sekunder di UL/ULC 2580), termasuk kepatuhan terhadap semua uji kinerja sel.

2.Penambahan persyaratan untuk sel yang digunakan kembali.Baterai dan sistem baterai yang menggunakan sel dan baterai bekas harus memastikan bahwa suku cadang bekas tersebut telah melalui proses yang dapat diterima untuk digunakan kembali sesuai dengan UL 1974.

Menguji Perubahan

Tes Harga Berlebih

• Penambahan persyaratan bahwa selama pengujian, tegangan sel harus diukur.
• Penambahan persyaratan bahwa Jika BMS mengurangi arus pengisian ke katup yang lebih rendah di dekat akhir fase pengisian, sampel harus diisi secara terus menerus dengan arus pengisian yang dikurangi hingga hasil akhir tercapai.
• Penghapusan persyaratan bahwa jika gawai proteksi dalam sirkit aktif, pengujian harus diulangi paling sedikit 10 menit pada 90% titik trip gawai proteksi atau pada persentase tertentu dari titik trip yang memungkinkan pengisian.
• Penambahan persyaratan bahwa sebagai hasil uji overcharge, tegangan pengisian maksimum yang diukur pada sel tidak boleh melebihi wilayah operasi normalnya.

pengisian daya tingkat tinggi

• Penambahan Tes Biaya Tarif Tinggi (persyaratan tes yang sama seperti UL 1973);
• Penundaan BMS juga dipertimbangkan dalam hasil pengujian: Arus pengisian berlebih dapat melebihi arus pengisian maksimum untuk durasi singkat (dalam beberapa detik) yang berada dalam waktu tunda deteksi BMS.

Sirkuit Pendek

• Menghilangkan persyaratan bahwa jika perangkat proteksi di sirkuit beroperasi, pengujian diulangi pada 90% titik trip perangkat proteksi atau pada persentase tertentu dari titik trip yang memungkinkan pengisian daya setidaknya selama 10 menit.

OverloadDi bawahMemulangkanTEst

• Penambahan Overload Under Discharge Test (persyaratan pengujian sama dengan UL 1973)

Pelepasan berlebih

• Penambahan persyaratan bahwa tegangan sel harus diukur selama pengujian.
• Penambahan persyaratan bahwa sebagai hasil uji pelepasan berlebih, tegangan pelepasan minimum yang diukur pada sel tidak boleh melebihi kisaran operasi normalnya.

Uji Suhu (Kenaikan suhu)

• Penambahan persyaratan bahwa jika parameter pengisian maksimum bervariasi menurut suhu, korespondensi antara parameter pengisian dan suhu harus ditentukan dengan jelas dalam instruksi pengisian dan DUT harus diisi berdasarkan parameter pengisian yang paling parah.
• Ubah persyaratan pra-kondisi.Siklus pengisian dan pengosongan kemudian diulangi dengan total minimal 2 siklus pengisian dan pengosongan lengkap, hingga siklus pengisian dan pengosongan berturut-turut tidak terus meningkatkan suhu sel maksimum lebih dari 2 °C。(diperlukan 5 siklus pengisian dan pengosongan dalam versi lama)
• Penambahan persyaratan bahwa perangkat proteksi termal dan proteksi arus lebih tidak boleh beroperasi.

Uji Kontinuitas Pembumian

Penambahan Uji Kontinuitas Pembumian (persyaratan pengujian sama dengan UL 2580)

Uji Toleransi Desain Kegagalan Sel Tunggal

Baterai lithium sekunder yang memiliki energi pengenal lebih besar dari 1kWh harus dikenai Uji Toleransi Desain Kegagalan Sel Tunggal UL/ULC 2580).

Ringkasany

Versi baru UL 2271 membatalkan sepeda motor listrik dalam rangkaian produk (sepeda motor listrik akan dimasukkan dalam cakupan UL 2580) dan menambahkan drone;dengan berkembangnya baterai natrium-ion, semakin banyak LEV yang menggunakannya sebagai catu daya.Persyaratan untuk sel ion natrium ditambahkan ke standar versi baru.Dalam hal pengujian, detail pengujian juga telah ditingkatkan dan lebih banyak perhatian diberikan pada keamanan sel.Pelarian termal telah ditambahkan untuk baterai besar.

Sebelumnya, Kota New York telah mengamanatkan bahwa baterai untuk sepeda listrik, skuter listrik, dan kendaraan listrik ringan (LEV) harus mematuhi UL 2271. Revisi standar ini juga untuk mengontrol keamanan baterai sepeda listrik dan perlengkapan lainnya secara komprehensif.Jika perusahaan ingin berhasil memasuki pasar Amerika Utara, mereka perlu memahami dan memenuhi persyaratan standar baru secara tepat waktu.