ГОСТ Р 59846-2021. Национальный стандарт Российской Федерации. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи литий-ионные железофосфатные. Технические требования

5.6 Требования безопасности

5.6.1 Общие положения

Общие требования безопасности для СЭН установлены в ГОСТ Р МЭК 62619. Общие требования безопасности для БС и СНЭБ установлены в ГОСТ Р 58092.5.1.

Безопасность СЭН, БС и СНЭБ требует рассмотрения двух наборов применяемых условий:

- использование по назначению;

- предсказуемое неправильное использование.

СЭН, БС и СНЭБ должны быть сконструированы и изготовлены таким образом, чтобы они были безопасны как в условиях использования по назначению, так и в случае предсказуемого неправильного использования. Допускается, что СЭН/БС/СНЭБ, подвергшиеся неправильному использованию, могут не функционировать. Однако они не должны представлять значительной опасности. СЭН, БС и СНЭБ, используемые по назначению, должны быть безопасными и полностью работоспособными.

Потенциальные опасности, которые должны быть рассмотрены изготовителем и учтены введением соответствующих испытаний в ТУ:

- воспламенение;

- взрыв;

- течь электролита из аккумулятора;

- сброс давления;

- ожоги от чрезмерно высоких внешних температур;

- разрыв корпуса батареи с выходом внутренних компонентов;

- электрическая безопасность.

Для СЭН, БС и СНЭБ, предназначенных для использования в составе машин и оборудования, эксплуатация которых может быть осуществлена в различных режимах, основные показатели безопасности допускается устанавливать дифференцированно, применительно к каждому режиму эксплуатации, или с учетом интенсивности воздействия разрушающих факторов. Основные показатели безопасности при этом определяют с учетом технически обоснованных требований заказчика в части всего комплекса условий эксплуатации машин и оборудования (рабочие параметры, места установки, характеристики окружающей среды, режимы эксплуатации, режимы нагружения, цикличность, регламент работы и обслуживания и др.).

5.6.2 Назначенный срок службы

Изготовитель обязан указать в ТУ назначенный срок службы, если после истечения установленного срока возможно появление рисков для безопасности.

5.6.3 Устройства, обеспечивающие контроль состояния изделия, защиту и управление режимами

Требования к наличию и выполняемым функциям контролирующих и управляющих устройств различаются в зависимости от степени интеграции СЭН.

а) Требования к наличию устройств или систем, обеспечивающих контроль и защиту для отдельных аккумуляторов и БА, не предъявляются.

б) СЭН, БС и СНЭБ, содержащие в своей конструкции последовательно соединенные аккумуляторы или БА, должны быть укомплектованы средствами/СКУ. Требования к СКУ и объему выполняемых ими функций устанавливают в ТУ.

Функции СКУ, которые должны быть рассмотрены изготовителем СЭН, БС и СНЭБ при разработке ТУ:

- предотвращение перенапряжения и перегрузки по току на уровне аккумулятора или БА путем ограничения этих параметров, выключением или отключением батареи;

- предотвращение перезаряда батареи.

Примечание - В рассмотрении следует учесть потенциально возможные ситуации, когда для применения требуется продолжение разряда, например, чтобы вывести транспортное средство из критической для безопасности ситуации;

 

- контроль температуры на уровне аккумулятора или БА и ограничение или отключение тока во время заряда или разряда при температурах, выходящих за пределы безопасной рабочей зоны;

- обнаружение неисправности отдельного аккумулятора или БА и в случае неисправности отключение отдельных неисправных аккумуляторов, БА и/или СЭН, если такая возможность предусмотрена, или СЭН, БС, СНЭБ целиком.

Примечания

1 Примерами неисправности являются тепловой разгон, внутреннее короткое замыкание или саморазряд ниже нижнего предела напряжения разряда.

2 Следует учесть возможность выхода из строя самой СКУ;

 

- оснащение возможностями передачи диагностических данных и/или дисплеем для выдачи визуальной информации при осуществлении технического обслуживания.

Дополнительные требования к СКУ приведены в 8.2 ГОСТ Р МЭК 62619-2020.

В качестве справочных документов допускается применять ГОСТ IEC 60730-1 или другой стандарт, устанавливающий требования функциональной безопасности для конечного применения.

в) Разработчики СКУ и изготовители должны проводить анализ опасности, оценку и смягчение риска СЭН, БС, СНЭБ [например, анализ дерева неисправностей (АДН) и видов и последствий отказов (АВПО)].

Примечания

1 Руководство по методам анализа безопасности, например АВПО и АДН, представлено в ГОСТ Р 51901.12, ГОСТ Р 27.302, комбинированные и/или интегрированные виды анализа [например, анализ опасностей и работоспособности (AOP)]: см. ГОСТ Р 27.012, ГОСТ Р 51901.12, ГОСТ Р 27.302.

2 Приоритет подходов к снижению риска см. в 6.3.5 ГОСТ Р 57149-2016.

 

г) СКУ должна быть спроектирована и установлена таким образом, чтобы при ее использовании и эксплуатации не возникало опасности. Для этого:

- установленные измерительные кабели должны иметь надлежащую защиту от повреждений, например: предохранители для размыкания цепи до того, как ток повреждения может повлиять на кабели, соприкасающиеся с аккумуляторами или электронными компонентами СЭН. Данное требование распространяется на устройства, которые находятся в контакте с выводами, создающими электрическую цепь;

- прокладка кабеля должна соответствовать напряжению последовательно соединенных аккумуляторов с учетом параметров преобразователей во избежание токов утечки, например из-за скопившейся грязи или загрязнения электролитом;

- шунтирующие кабели или другое измерительное оборудование должны быть надежно прикреплены к СЭН, БС, СНЭБ.

5.6.4 Электрическая безопасность

Требования к электробезопасности устанавливаются стандартами конкретного применения. Защита от поражения электрическим током должна соответствовать ГОСТ Р 58698, а также стандартам конечного применения, например ГОСТ 33322, ГОСТ Р ИСО 6469-3.

Общими минимальными требованиями являются:

- сопротивление изоляции при напряжении постоянного тока 500 В между положительным выводом и внешне открытыми металлическими поверхностями батареи, исключая электрические контактные поверхности, должно составлять не менее 5 МОм при измерении через 60 с после начала подачи напряжения;

- провода и их изоляция должны выдерживать максимальное ожидаемое напряжение, ток, температуру, высоту и влажность. Конструкция проводки должна быть такой, чтобы между проводниками поддерживались надлежащие зазоры и расстояния. Механическая прочность внутренних соединений должна быть достаточной для противостояния условиям, возможным при разумно предсказуемом неправильном использовании (т.е. припой как единственная мера не считается надежным средством соединения).

При наличии рисков попадания молнии должна быть предусмотрена защита по ГОСТ Р МЭК 62305-1.

5.6.5 Изоляция для технического или сервисного обслуживания

В зависимости от конкретного назначения, при наличии соответствующего требования заказчика, должна быть предусмотрена и согласована с заказчиком изоляция батареи для технического или сервисного обслуживания.

Для БС и СНЭБ, имеющих средства дистанционного управления, должен быть предусмотрен механизм блокировки дистанционного включения при проведении технического обслуживания на месте.

5.6.6 Знаки безопасности

На внешней стороне корпуса СЭН, БС, СНЭБ кроме одиночного аккумулятора должны быть размещены следующие знаки безопасности по ГОСТ 12.4.026:

- предупреждающие знаки: W08 - "Опасность поражения электрическим током", W20 - "Осторожно. Аккумуляторные батареи";

- запрещающий знак: P02 - "Запрещается пользоваться открытым огнем и курить".

5.6.7 Противопожарная защита

Литий-ионная батарея обладает высокой плотностью энергии. Во многих случаях электролит является легковоспламеняющимся, поэтому следует уделять особое внимание пожарной безопасности.

Примеры возможных мер безопасности по смягчению последствий приведены ниже:

- вложение СЭН, БС в металлическую оболочку;

- использование детектора дыма и/или пожарного извещателя;

- использование системы пожаротушения;

- использование оборудования для удаления дыма и т.д.

Указанные меры безопасности не являются исчерпывающими и должны быть установлены в ТУ.

5.6.8 Требования безопасности для транспортирования

Требования безопасности при транспортировании СЭН и методы испытаний на стойкость к ВВФ в этих целях установлены в ГОСТ Р МЭК 62281. Перечень испытаний и требований, предъявляемых для испытаний на транспортирование, неправильное использование и упаковку, приведен в таблице 6.

 

Таблица 6

 

Сводка испытаний, устанавливаемых для транспортирования

 

Наименование испытания	Обозначение испытания	Воздействующий фактор	Требование
Транспортные испытания	Т.1	Пониженное давление	NL, NV, NC, NR, NE, NF
	Т.2	Температурное циклирование	NL, NV, NC, NR, NE, NF
	Т.3	Вибрация	NL, NV, NC, NR, NE, NF
	Т.4	Одиночный удар	NL, NV, NC, NR, NE, NF
	Т.5	Внешнее короткое замыкание	NT, NR, NE, NF
	Т.6	Динамическое воздействие (удар/раздавливание)	NT, NE, NF
Испытания на неправильное использование	Т.7	Перезаряд	NE, NF
	Т.8	Принудительный разряд	NE, NF
Испытание упаковки	Р.1	Свободное падение	NS, ND, NL, NV, NC, NT, NR, NE, NF
Примечания 1 Испытания Т.1 - Т.5 проводят последовательно на одних и тех же образцах. 2 Применяемые обозначения (коды): NC - отсутствие короткого замыкания (no short-circuit); ND - отсутствие деформации (no distortion); NE - отсутствие взрыва (no explosion); NF - отсутствие возгорания (no fire); NL - отсутствие утечки (no leakage); NR - отсутствие разрыва (no rupture); NS - отсутствие сдвига (no shifting); NT - отсутствие чрезмерного повышения температуры (no excessive temperature rise); NV - отсутствие сброса (no venting); Описание критериев результатов испытаний приведено в 6.2 ГОСТ Р МЭК 62281-2020.

 

СЭН, не прошедшие установленные испытания в объеме, приведенном в таблице 7, к транспортированию не допускаются.

 

Таблица 7

 

Сводная таблица необходимых испытаний СЭН

 

Вид испытуемого образца	Состояние испытуемого образца	Выборка по видам испытаний								Число испытаний
		Т.1	Т.2	Т.3	Т.4	Т.5	Т.6	Т.7 <а>	Т.8	Всего <б>
Аккумуляторы	После первого цикла; полностью заряжен <в>	5					-	-	-	40
	После 25-го цикла; полностью заряжен <в>	5					-	-	-
	После первого цикла; при 50%-ной степени заряженности	-	-	-	-	-	5	-	-
	После 25-го цикла; при 50%-ной степени заряженности	-	-	-	-	-	5	-	-
	После первого цикла; полностью разряжен	-	-	-	-	-	-	-	10
	После 25-го цикла; полностью разряжен	-	-	-	-	-	-	-	10
Одноэлементные батареи <г>	После первого цикла; полностью заряжен	5					-	4	-	48
	После 25-го цикла; полностью заряжен	5					-	-	-
	После первого цикла; при 50%-ной степени заряженности	-	-	-	-	-	5	-	-
	После 25-го цикла; при 50%-ной степени заряженности	-	-	-	-	-	5	-	-
	После 25-го цикла; полностью заряжен	-	-	-	-	-	-	4	-
	После первого цикла; полностью разряжен	-	-	-	-	-	-	-	10
	После 25-го цикла; полностью разряжен	-	-	-	-	-	-	-	10
СЭН <= 6200 Вт·ч	После первого цикла; полностью заряжен	4					-	4	-	16
	После 25-го цикла; полностью заряжен	4					-	4	-
СЭН > 6200 Вт·ч	После первого цикла; полностью заряжен	2					-	2	-	8
	После 25-го цикла; полностью заряжен	2					-	2	-
СЭН <= 6200 Вт·ч, собранные из испытанных аккумуляторов	Полностью заряжен	-	-	1			-	1	-	2
СЭН > 6200 Вт·ч, собранные из испытанных аккумуляторов <д>	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0
<а> СЭН или одноэлементные батареи, не оснащенные защитой от перезаряда, предназначенные для использования только в качестве компонента другой батареи или в оборудовании, которое обеспечивает такую защиту, не подвергают этому испытанию. <б> "Всего" представляет собой число требуемых испытаний, а не число испытуемых устройств. <в> Испытания допускается не проводить для аккумуляторов, которые поступают для изготовления СЭН, минуя стадию транспортирования, кроме внутризаводского транспорта изготовителя аккумуляторов. <г> За исключением испытания на перезаряд Т.7, одноэлементная батарея, содержащая один испытанный элемент, не требует проведения испытания, если только изменение конструкции элемента не может привести к отказу в каком-либо испытании. <д> Если СЭН относится к типу, который проверен как предотвращающий: - (i) перезаряд; - (ii) короткие замыкания; - (iii) чрезмерный разряд между аккумуляторами СЭН.

 

Требования к БС и СНЭБ устанавливают индивидуально для конкретной системы.

Требования, установленные в таблице 7, не применяют в тех случаях, когда в соответствующих правилах, перечисленных в [2] - [6], имеются специальные положения, предусматривающие исключения.

Примечание - Для систем литий-ионных тяговых аккумуляторных батарей, используемых в электрических транспортных средствах, могут быть применены дополнительные требования безопасности, установленные в стандартах на батареи конкретного типа.

 

В разделе "Транспортирование" инструкции по эксплуатации должно содержаться требование о недопустимости дальнейшего транспортирования упаковок, которые раздавлены, проколоты, вскрыты для осмотра содержимого или иным образом повреждены. Такие упаковки должны быть изолированы до тех пор, пока не будут проведены консультации с грузоотправителем, предоставлены инструкции и, при необходимости, не будут организованы проверка и повторная упаковка продукта.

5.6.9 Требования к хранению

Требования к хранению СЭН, БС, СНЭБ устанавливают в ТУ и указывают в ЭД.

Необходимо установить порядок вывода изделий на хранение, рекомендованное значение СЗ, периодичность и объем регламентных работ.

В необходимых случаях должны быть установлены и описаны в ЭД процедуры, позволяющие осуществить ввод изделий в эксплуатацию с сохранением максимально возможной работоспособности.