解读:储能电池安全UL1973标准的重点要素
储能电池安全UL1973标准的重点要素解读UL 1973作为美国-加拿大双国家标准,在储能领域具有极高的认可度。该标准旨在确保储能电池及其系统的安全性,涵盖了多个关键要素。以下是UL 1973标准的重点要素解读:
一、适用范围
UL 1973标准主要适用于以下类型的产品:
轻型电动轨道(LER)或固定装置用电池及零部件固定和/或运输用蓄电池及零部件固定式储能用电池(如PV系统、风电站、家庭储能等)车辆辅助电源用电池(不包括动力电池)不限定化学物质,包含各类电池、超级电容、电池和电化学电容混合系统,如beta钠电池和流体电池
二、认证部分注意事项
外壳材料:
塑料外壳需满足5VA的燃烧等级,RTI(Impact)撞击温度等级≥80℃。
室外使用还需满足相应的UV(抗紫外线)等级和防水等级。
金属外壳需满足防腐蚀要求。
绝缘材料:
直接接触带电部件的绝缘材料需满足UL746C的绝缘要求(包括CTI、IPT、HAI、HWI、RTI等)。
连接端子:
连接端子需可靠固定,防止短路、意外断开或反接。
需承受10N的推力。
接线盒:
接线盒需满足NFPA70 Table 312.6 (A) or (B)的接线空间要求。
接线端和线缆电气参数需大于等于125%倍产品的电气参数。
冷却系统:
容器需抗腐蚀,并通过UL157测试。
危险物容器或高压力容器需符合ASME B31.3标准。
冷却系统失效时,需确保无危险产生。
合理布线,防止液体泄露到带电部件。
电气间距:
需符合Table 5.1、UL60950-1、UL840等标准。
绝缘等级和接地:
需满足双重绝缘/加强绝缘/基本绝缘要求,并接地。
接地阻抗需小于0.1Ω。
手动断开装置:
安装在≥50V电路中的电池必须配备手动断开装置。
电子保护线路:
需评估功能安全,满足UL991、UL1998或IEC61508的要求。
系统安全分析:
需考虑保护线路中的单一故障。
关键零部件:
需满足UL认证,通常包括电芯、线缆、连接器、保险丝及底座、PWB、密封圈和标签等。
三、测试汇总
UL 1973标准涵盖了多种测试,以确保储能电池及其系统的安全性。这些测试包括:
电气测试:
过充测试
短路测试
过放保护测试
温升测试
不平衡充电测试
耐压测试
接地连续性测试
冷却/热管理系统失效测试
工作电压测量
电气零部件测试
机械测试:
静态压力测试
小球撞击测试
跌落测试
挂墙支架测试/把手测试
塑模应力测试
环境测试:
盐雾测试
潮态测试
外部火烧测试
单电芯失效耐受测试
针对LER轻型应用电池,还会评估其在运行过程中可能遇到的机械力和环境变化,包括振动测试、机械冲击测试、机械挤压测试以及冷热循环测试(-40度到20度再到75度,10次)。
总结
UL 1973标准作为储能电池领域的重要安全标准,涵盖了适用范围、认证部分注意事项以及多种测试要求。通过遵循这些标准和要求,可以确保储能电池及其系统的安全性,提升品牌信誉,并加速进驻北美甚至全球市场。
电动车常见故障及维修
电动车常见故障及维修核心解决方案根据2024年最新行业数据及太平洋汽车、汽车之家等权威平台披露信息,电动车故障集中于电池、电机、刹车及控制系统,重复率最高的维修方法以部件检查与更换为主。以下是高频故障的成因及处理方案:
1. 电池系统故障
表现:电池电量异常衰减(如满电后续航下降30%以上)、充电时接口漏液、充电速度异常(快充时间较出厂标准延迟50%)。
维修:
•接触检测:优先排查电池保险管与底座接触状态,用万用表测试电阻值,若>0.5Ω需打磨触点(2024年《新能源车维保标准》明确该阈值)。
•容量校准:48V/60V电池组经三次完整充放电循环后仍低于标称容量的80%,直接更换电池(参考宁德时代2024年电池质保标准)。
2. 电机异响或过热
表现:空载运行分贝值超过65dB(国家标准GB/T 18488-2024),或电机表面温度持续>70℃。
维修:
•轴承维护:拆解后测量轴承径向游隙,超过0.15mm时更换NSK/EZO专用轴承(日本精工2024年电动车电机适配目录)。
•霍尔元件检测:使用示波器观测三相霍尔信号波形,缺失相位信号需更换整套传感器(博世电机维修手册2024版)。
3. 刹车系统失灵
表现:捏刹车手柄行程超过总行程2/3才起效,或刹车距离较新车增加50%。
维修:
•油压检测:用压力表测刹车泵输出压力,低于2MPa时更换刹车油并排空(DOT4标准液位需距油杯顶部3-5mm)。
•卡钳维护:检查刹车片厚度0.5mm时整套更换(参考爱德利2024年刹车系统白皮书)。
4. 控制器异常
表现:车辆出现E01(MOS管故障)、E05(欠压保护)等故障代码(雅迪2024年控制器编码表)。
维修:
•散热维护:清理控制器散热片灰尘(积尘厚度>1mm会导致温度上升15℃),必要时加装辅助风扇。
•固件升级:通过厂家专用设备刷新控制器程序(如晶汇控制器2024年12月发布的过热保护算法更新)。
5. 充电器兼容性问题
表现:符合GB/T 20234.3-2024新国标的充电桩无法激活车辆充电(电压匹配误差>5%)。
维修:
•协议检测:用CCS/CHAdeMO协议分析仪校验通信握手过程,异常时升级车载BMS系统(参照比亚迪2024年9月技术通告)。
•电压补偿:在直流快充口加装0.5Ω阻抗模块(宁德时代适配方案,2024年11月专利公开)。
注:所有部件更换需使用原厂或通过CCC认证的替换件(市场监管总局2024年电动车配件质量抽查公报)。涉及高压系统维修(如电池包拆解)必须由持特种作业操作证(电工类)的技术人员操作(应急管理部2024年第37号令)。
什么是电池内阻?
揭示电池内阻的秘密:深入理解DCIR、ACIR与EIS 电池内阻,这个看似简单的概念,实则是锂离子电池性能的关键指标。它涵盖了诸多复杂的物理和化学过程,包括欧姆内阻(离子、电子和接触电阻)、界面阻抗、电荷转移阻抗和扩散阻抗,以及极化内阻的微妙差异。极化内阻,如同物质的内在阻力与极化效应的动态平衡,是电池性能优化中的核心挑战。当我们谈论测试手段时,DCIR(直流内阻)、ACIR(交流内阻)和EIS(电化学阻抗谱)是不可或缺的工具。DCIR如同一面镜子,反映出电池在工作状态下的全面阻抗,计算公式为R=(U2-U1)/I,它揭示了电池内部阻力的全貌。而ACIR则如一位艺术家的手法,通过1000Hz的高频测试,我们得以剥离极化影响,更直接地观察到物质本身的电阻。 EIS,电化学阻抗谱,是电池内阻的深度解析者
EIS,作为一种无损检测技术,它在电池世界中扮演了精密的探针角色。通过测量电池在不同频率下的阻抗,EIS能细致入微地分析出锂离子在电解液、电极内以及双电层电容中的移动阻力。在EIS的谱图中,高频部分揭示了界面阻抗,中频部分则聚焦于电荷转移阻抗,低频部分则追踪扩散阻抗的动态变化。 每一个频率响应都像是一部交响乐,每个元器件都在其中扮演着独特的音符。EIS通过放大特定频率,让这些元器件的特性跃然纸上,成为电池工程师解读和优化电池性能的重要工具。
科学技术的突破就在眼前 理解这些测试方法,就好比站在电池科学的巨人肩膀上,我们得以破解电池性能的密码。通过EIS的分析,我们可以发现并优化电池内部的微观世界,不断突破科学技术的难关。进一步的深入研究,诸如知乎上的专业文章[1]和冷晓伟等学者的综述[2],将为我们提供更多的洞见和启发。
电池内阻的秘密,如同一座等待挖掘的宝藏,每一次测试和分析,都是向完美电池性能迈进的一步。让我们共同探索,揭开电池性能提升的新篇章。
60v32a电池用于电动车,一格电行驶速度和距离都可以,却充不满电,这是因为什么
核心结论:充不满电主要受充电器故障、电池组性能衰退、线路接触不良三重因素影响。1. 充电器输出异常
若充电器内部元件老化或电压检测电路损坏,输出电压可能偏低。比如原本应为73V左右的60V充电器,若仅输出68V就会显示"充满"但实际电量不足。建议用万用表测量充电器空载电压是否达标。
2. 电池组平衡性丢失
铅酸电池组由5块12V电瓶串联而成,任意单块电瓶容量衰减(如单块容量低于其他电池20%)就会触发保护机制提前停止充电。该现象多发于使用超过18个月的电池组,可通过专业检测仪测量各单体电瓶容量。
3. 充电回路阻抗过高
充电接口氧化、保险丝座松动或电源线破损会导致接触电阻增加。车辆在骑行时的震动容易使连接处逐渐松动,建议检查充电插头是否有发黑氧化痕迹,接触点处可用细砂纸打磨处理。
铅酸电池实际容量会随充放电次数逐渐下降,冬季气温低于15℃时充电效率降低属正常现象。当电池组总容量低于初始值的70%时,即便显示满电也会出现续航锐减情况,此时应考虑整体更换电池。保持浅充浅放(电量不低于30%时充电)、避免高温暴晒等习惯能延长电池寿命1-2年。
安规认证有哪些测试项目?
安规认证有以下测试项目:1、高压测试:
Dielectric Voltage withstand
test高压测试为一种国际安规认证机构所要求的必测项目,产品须于出厂前座百分比的测试,它对产品而言,为品质的保证及电气安全性的指标,其测试方式是将一高于正常工作电压的异常电压加在产品上测试,并且这个电压须持续一段时间,最后判定只要无绝缘崩溃情形,即可算是通过此测试
2、绝缘阻抗测试
Insulation resistance
test绝缘阻抗于相关的两点施加直流电压,最高可达1000伏特,通常使用单位为欧姆,可判定良品及不良品
3、接地阻抗测试
Ground bond
test接地阻抗测试为测试产品的接地点,对产品的外壳或者金属部分,施加一个恒流电源来测试两点间的阻抗大小,一般产品规定测试25安培,阻抗不得大于0.1欧姆,而CSA则要求量测40安培检测,可检测出接地点螺丝未锁紧,接地线径太小,接地线路断路等问题
4、泄露电流测试
Touch current test是指当设备供应电流时,流经设备金属可接触部分经人体至接地部分或可接触部分的电流。
5、输入测试:
安规输入测试目的是考察产品设计时考虑输入是否满足产品在正常工作时,输入电路是否能够承受产品工作时需要的电流。在产品标准里面规定是:最大功耗的输入电流不能大于产品标称值的110%。这个标称值也是告诉用户该产品安全工作需要的最小电流,让用户在使用这个设备前要准备这样的电气环境。
6、安全标识的稳定性测试:
对用户使用安全的警告标识,必须是稳定可靠的,不能因为使用一段时间后,变得模糊不清,而导致用户错误使用,而导致危险,或直接导致危险发生。所以需要测试这个稳定性。在安全标准里面规定是:用水测试15S,然后用汽油测试15S,标识不能模糊不清。
7、电容放电测试:
对一个电源线可以插拔的设备,其电源线经常会被拔出插座,拔出插座的电源插头,经常是被人玩,或任意放置。这样导致一个问题,被拔出的电源插头时带电的,而这个电随时间而消失,如果这个时间太长,那么将会对玩插头的人造成电击,对任意放置的电源插头会损坏其它设备或设备自己。因此各个整机安全标准对这个时间作出严格的规定。我们设计产品要考虑这个时间,产品作安全认证需要测量这个时间。
8、电路稳定测试:
SELV电路
SELV电路,就是安全地电压电路,这个电路对使哟个人员就是安全的,例如手机充电器的直流输出端,到手机,它们是安全的,可以任意触摸不会有危险。
注:SELV电路在不同的标准里面有不同解释,例如在IEC60364里面解释与IEC60950-1是不同的,因此关于SELV需要注意在哪个标准下面,其危险也是不同的。
SELV电路需要满足特殊的要求,才能是SELV电路,这些要求是,在单一故障是,仍然是满足SELV电路要求的。因此对每一个SELV电路都需要做单一故障下的测试,证明是SELV电路是稳定的。测试时是将单一故障逐一引入,监视SELV电路。
9、限功率源电路
由于限功率源电路输出的功率很小,在已经知道的经验中,它们不会导致着火危险,因此在安全标准中,对这类电路的外壳作了专门降低要求规定,它们阻燃等级是UL94V-2。因此有这类电路都需要测量,证明它们是限功率源电路。
10、限流源电路
搞过电工的人知道,AC220V电路经过一定的电阻之后,对人就没有危险了。那么究竟是多大的电阻,和电阻有什么样的要求。可能大家就不知道了。在安全标准里面就有这个规定,这个规定就是限流源电路。限流源电流,要求在电路正常和单一故障下,流出的电流是在安全限值以下的,对人不会导致危险小于0.25mA。对于隔离一次和二次电路的电阻是要求满足专门标准的耐冲击电阻。
11、接地连续测试:
搞过电气安装的人知道,有些设备必须接地,否则将在其可以触摸的表面有危险电压。这些危险电压必须通过接地释放。安规测试规定需要使用多大的电流,多久时间,测量的电阻必须小于0.1欧姆,或电压降小于2.5V(有条件使用这个值)。
12、潮湿测试 :
潮湿测试没,是模拟设备在极端环紧下,设备的安全性能。设备在制造出后,是在任何湿度下都能安全运行的,不能因为是雨季,湿度大而告诉用户设备不能使用。因此在设计时必须考虑设备在可以预见的湿度下满足安全要求,因此湿度测试是必须的。测试要求根据标准不同,有少量的差异。
13、扭力测试 :
扭力测试是设备外部导线在使用中,经常受到外力作用弯曲变形。这个测试就是测试导线能够承受的弯曲次数,在产品生命周期内不会因为外力作用发生断裂,AC220V电线外露等危。
14、稳定性测试:
设备在正常使用中,常常会有不同的外力作用,比如:比较高的设备人会靠住它,或有人在维护时攀爬它;比较矮的设备,外形如同凳子式的,有人可能会站在上面等。由于设备受到这些外力作用,设备在设计时没有考虑周全会导致设备倒塌,翻转等危险。因此设备设计完成后需要做这些测试。检查它们满足安全要求。
15、外壳受力测试:
设备在使用过程中,会受到各种外力作用,这些外力可能会使设备外壳变形,这些变形可能导致设备内部的危险,或指标不能满足要求。因此在设计设备时必须考虑这些影响,安全认证时必须测试这些指标。
16、跌落测试:
小的设备或台式设备,在正常使用中,可能会从手中或工作台跌落到地面。这些跌落可能会导致设备内部安全指标不能达到要求。因此在设计设备时必须考虑这种影响,在安全认证时需要测试这些指标。要求是设备跌落后,功能可以损失,但是不能对使用人员造成危险。
17、应力释放测试:
设备内部如果有危险电路等,设备在正常使用中,如果外壳发生变形,导致危险外露,这样是不允许的。此在设计设备时必须考虑这些影响,安全认证时必须测试这些指标。
18、电池充放电测试:
如果设备内部有可充电电池,则需要做充放电测试,和单一故障下的充电测试和过充电测试。这是因为设备在正常使用中,充电和放电,以及设备有故障,但是主要功能还没有损失,使用人员不会发现设备故障的,这种情况下,冲放电要求是安全的,不能因此而发生爆炸等危险。
19、设备升温测试:
(正常工作下内部和外部表面的温度)
安全测试中,温升测试最为重要,虽然测试使用设备仪器与人工气候环境测试相同,但试考察项目和测试器件和目的有很大区别。人工气候环境主要考察设备的适应性和可靠性。而安规考察的是设备是否可以安全地工作。这里举一例来说明它们区别:安规测试主要测试安规器件的温度,比如绝缘材料在正常情况下工作温度,这个温度在最高的设备允许工作温度下,要小于绝缘材料的最大允许温度。如在25℃环境下测试绝缘材料温度是100℃,而绝缘材料只能在130℃以下安全运行,这是定义设备允许的最高工作温度很关键,如果设备是50℃的环境温度,那么绝缘材料换算到50℃的环境温度测试温度应该是125℃,满足小于130℃要求,测试通过。如果设备时60℃环境温度,那么换算到60℃的环境温度测试温度应该是135℃,大于130℃要求,测试不通过。同样其它的安规器件也需要测试工作温度。以判断是否满足要求。
20、球压测试:
作为支撑带危险电压的绝缘材料或塑料件,需要做球压测试,以保证在危险电压部件在高温工作时,塑料件有足够的支撑强度。测试温度是最高温度加上15℃,但是不小于125℃。球压时间是在要求温度下保持1H。