LEV(Light Electric Vehicle)의 배터리 안전 테스트에 적용되는 표준 ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023 에디션은 2018 버전의 기존 표준을 대체하기 위해 2023년 9월에 발표되었습니다. 이 새 버전의 표준에는 정의가 변경되었습니다. , 구조적 요구 사항 및 테스트 요구 사항.

정의의 변화

• 배터리 관리 시스템(BMS) 정의 추가: 지정된 작동 영역 내에서 셀을 모니터링하고 유지하며 셀의 과충전, 과전류, 과열, 온도 미만 및 과방전 조건을 방지하는 능동 보호 장치가 있는 배터리 제어 회로입니다.
• 전기 오토바이 정의 추가: 탑승자가 사용할 수 있는 좌석이나 안장이 있고 접지면과 접촉하는 최대 3개의 바퀴로 주행하도록 설계된 전기 자동차(트랙터는 제외).전기 오토바이는 고속도로를 포함한 공공 도로에서 사용하도록 만들어졌습니다.
• 전기 스쿠터 정의 추가: 무게가 100파운드 미만인 장치:

a) 핸들바, 운전자가 서거나 앉을 수 있는 바닥판 또는 좌석과 전기 모터가 있어야 합니다.

b) 전기 모터 및/또는 인력으로 구동될 수 있습니다.그리고

c) 전기 모터만으로 구동할 때 포장된 평지에서 최대 속도는 20mph 이하입니다.

LEV 수정 예: 전기 오토바이가 제거되고 무인 항공기(UAV)가 추가됩니다.

• 개인 E-모빌리티 장치 정의 추가: 탑승자의 균형을 유지하고 추진하는 충전식 전기 구동 트레인을 갖춘 단일 탑승자를 위한 소비자 이동 장치로, 주행 중에 잡을 수 있는 손잡이가 제공될 수 있습니다.이 장치는 자체 균형을 유지할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.
• 1차 과전류 보호, 1차 안전 보호, 능동 보호 장치 및 수동 보호 장치의 정의가 추가되었습니다.
• 나트륨 이온 전지 정의 추가: 나트륨 화합물로 구성된 양극과 탄소 또는 수성 또는 비수성 양극으로 구성된 유사한 유형의 양극을 사용하여 나트륨을 수송 이온으로 사용한다는 점을 제외하고 구성이 리튬 이온 전지와 유사한 전지입니다. 및 전해질에 나트륨 화합물 염이 용해되어 있습니다. (나트륨 이온 전지의 예로는 프러시안 블루 전지 또는 전이 금속층 산화물 전지가 있습니다)

구조 요구 사항의 변경

부식에 대한 금속 부품 저항

1. 정신 전기 에너지 저장 장치(EESA) 인클로저는 부식 방지 기능을 갖추어야 합니다.다음 재료로 만들어진 금속 인클로저는 내식성 요구 사항을 준수하는 것으로 간주됩니다.

구리, 알루미늄 또는 스테인레스 스틸;그리고

b) 청동 또는 황동 중 하나에 구리가 80% 이상 포함되어 있습니다.

2. 철 인클로저에 대한 내식성 요구 사항 추가:

실내 적용을 위한 철 인클로저는 에나멜 처리, 페인팅, 아연 도금 또는 기타 동등한 수단을 통해 부식으로부터 보호되어야 합니다.실외 적용을 위한 철 인클로저는 CSA C22.2 No. 94.2 / UL 50E의 600시간 염수 분무 테스트를 준수해야 합니다.CSA C22.2 No. 94.2 / UL 50E에 따라 부식 방지를 달성하기 위한 추가 방법이 허용될 수 있습니다.

절연 수준 및 보호 접지

보호 접지 시스템의 적합성은 본 표준의 새로운 지능형 테스트 항목인 접지 연속성 테스트에 따라 평가할 수 있습니다.

안전성 분석

1.안전성 분석 예시 추가시스템 안전 분석은 다음 조건이 위험하지 않음을 입증해야 합니다.최소한 다음 조건을 고려해야 하지만 이에 국한되지는 않습니다.

a) 배터리 셀 과전압 및 저전압

b) 배터리 과열 및 온도 미만;그리고

c) 충전 및 방전 조건으로 인한 배터리 과전류.

2. 안전보호장치(하드웨어) 요구사항 수정:

a) UL 991의 FMEA(Farilure-Mode and Effect Analysis) 요구 사항

b) UL 60730-1 또는 CSA E60730-1(H.27.1.2항)의 기능 안전 요구 사항을 보장하기 위한 내부 결함 방지또는

c) CSA C22.2 No.0.8(섹션 5.5)의 기능 안전 요구 사항(클래스 B 요구 사항)을 보장하기 위한 오류 방지를 통해 적합성을 결정하고 단일 오류 허용 범위를 확인하는 데 필요한 테스트를 식별합니다.

3. 안전 보호 수정(소프트웨어) 요구 사항:

a) UL 1998;

b) CSA C22.2 No.0.8의 소프트웨어 클래스 B 요구 사항;또는

c) UL 60730-1(Clause H.11.12) 또는 CSA E60730-1의 Contrils Using Software 요구 사항(소프트웨어 클래스 B 요구 사항).

4. 셀 보호를 위한 BMS 요구 사항 추가.

지정된 작동 한계 내에서 셀을 유지해야 하는 경우 배터리 관리 시스템(BMS)은 과충전 및 과방전으로부터 보호하기 위해 지정된 셀 전압 및 전류 제한 내에서 셀을 유지해야 합니다.BMS는 또한 과열 및 온도 작동 시 보호를 제공하기 위해 지정된 온도 제한 내에서 셀을 유지해야 합니다.셀 작동 영역 제한이 유지되는지 확인하기 위해 안전 회로를 검토할 때 평가 시 보호 회로/부품의 허용 오차를 고려해야 합니다.최종 사용 LEV에 제공되어야 하는 배터리 시스템의 의도된 작동에 필요하다고 결정된 퓨즈, 회로 차단기 또는 기타 장치 및 부품과 같은 구성 요소는 설치 지침에 식별되어야 합니다.

보호 회로 요구 사항 추가.

지정된 작동 한계를 초과하는 경우 보호 회로는 작동 한계를 벗어나는 일탈을 방지하기 위해 충전 또는 방전을 제한하거나 차단해야 합니다.위험한 시나리오가 발생하면 시스템은 계속해서 안전 기능을 제공하거나 안전 상태(SS) 또는 위험 해결(RA) 상태로 전환되어야 합니다.안전 기능이 손상된 경우 시스템은 안전 기능이 복원되고 시스템 작동이 허용될 때까지 안전 상태 또는 위험 해결 상태를 유지해야 합니다.

EMC 요구 사항이 추가되었습니다.

기본 안전 보호로 사용되는 무접점 회로 및 소프트웨어 제어는 기능 안전 표준 평가의 일부로 테스트되지 않은 경우 UL 1973의 전자기 내성 테스트에 따라 전자기 내성을 검증하기 위해 평가 및 테스트되어야 합니다.

셀

1. 나트륨 이온 전지에 대한 요구 사항이 추가되었습니다.나트륨 이온 전지는 전지에 대한 모든 성능 테스트 준수를 포함하여 UL/ULC 2580의 나트륨 이온 전지 요구 사항(UL/ULC 2580의 2차 리튬 전지에 대한 성능 및 표시 요구 사항과 동일)을 준수해야 합니다.

2. 용도 변경된 셀에 대한 요구 사항 추가.재활용 셀과 배터리를 사용하는 배터리와 배터리 시스템은 재활용 부품이 UL 1974에 따라 재활용을 위한 허용 가능한 프로세스를 거쳤는지 확인해야 합니다.

변경 사항 테스트

과충전 테스트

• 테스트 중에 셀의 전압을 측정해야 한다는 요구 사항이 추가되었습니다.
• BMS가 충전 단계가 끝날 무렵에 더 낮은 밸브로 충전 전류를 줄이는 경우 최종 결과가 나올 때까지 샘플을 감소된 충전 전류로 계속 충전해야 한다는 요구 사항이 추가되었습니다.
• 회로의 보호 장치가 활성화되면 보호 장치의 트립 지점의 90% 또는 충전을 허용하는 트립 지점의 특정 비율에서 테스트를 최소 10분 동안 반복해야 한다는 요구 사항 삭제.
• 과충전 테스트 결과, 셀에서 측정된 최대 충전 전압이 정상 작동 영역을 초과해서는 안 된다는 요구 사항이 추가되었습니다.

고속 충전

• 고속 충전 테스트 추가(UL 1973과 동일한 테스트 요구 사항)
• 테스트 결과에는 BMS 지연도 고려됩니다. BMS 감지 지연 시간 내에서 과충전 전류가 짧은 기간(몇 초 이내) 동안 최대 충전 전류를 초과할 수 있습니다.

단락

• 회로의 보호 장치가 작동하는 경우 보호 장치의 트립 지점의 90% 또는 최소 10분 동안 충전이 가능한 트립 지점의 일정 비율에서 테스트를 반복해야 한다는 요구 사항을 제거합니다.

Overload아래에해고하다티동부 표준시

• 방전 중 과부하 테스트 추가(테스트 요구 사항은 UL 1973과 동일)

과방전

• 테스트 중에 셀의 전압을 측정해야 한다는 요구 사항이 추가되었습니다.
• 과방전 테스트 결과, 셀에서 측정된 최소 방전 전압이 정상 작동 범위를 초과해서는 안 된다는 요구 사항이 추가되었습니다.

온도 테스트(온도 상승)

• 최대 충전 매개 변수가 온도에 따라 달라지는 경우 충전 매개 변수와 온도 간의 대응 관계가 충전 지침에 명확하게 지정되어야 하며 DUT는 가장 가혹한 충전 매개 변수 하에서 충전되어야 한다는 요구 사항이 추가되었습니다.
• 사전 조건의 요구 사항을 변경합니다.그런 다음 연속적인 충전 및 방전 사이클이 최대 셀 온도를 2°C 이상 계속 증가시키지 않을 때까지 최소 총 2회의 완전한 충전 및 방전 사이클 동안 충전 및 방전 사이클을 반복합니다.(5회 충전 및 방전 사이클 필요) 이전 버전에서는)
• 열 보호 및 과전류 보호 장치가 작동하지 않아야 한다는 요구 사항을 추가합니다.

접지 연속성 테스트

접지 연속성 테스트 추가(테스트 요구 사항은 UL 2580과 동일)

단일 셀 고장 설계 허용 오차 테스트

정격 에너지가 1kWh를 초과하는 리튬 2차 배터리는 UL/ULC 2580의 단일 셀 고장 설계 허용 오차 테스트를 받아야 합니다.

요약y

UL 2271의 새 버전에서는 제품 범위에서 전기 오토바이를 취소하고(전기 오토바이는 UL 2580 범위에 포함됨) 드론을 추가합니다.나트륨 이온 배터리의 개발로 인해 이를 전원 공급 장치로 사용하는 LEV가 점점 더 많아지고 있습니다.나트륨 이온 전지에 대한 요구 사항이 새 버전 표준에 추가되었습니다.테스트 측면에서도 테스트 세부 사항이 개선되었으며 셀의 안전성에 더 많은 관심이 기울여졌습니다.대형 배터리에 열폭주 기능이 추가되었습니다.

이전에 뉴욕시는 전기 자전거, 전기 스쿠터 및 경전기 자동차(LEV)용 배터리가 UL 2271을 준수해야 한다고 규정했습니다. 이 표준 개정안은 또한 전기 자전거 및 기타 장비의 배터리 안전을 포괄적으로 제어하기 위한 것입니다.기업이 북미 시장에 성공적으로 진출하려면 새로운 표준의 요구 사항을 적시에 이해하고 충족해야 합니다.