ГОСТ Р МЭК 62619-2023. Национальный стандарт Российской Федерации. Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей промышленных применений

8.2 Система контроля и управления батареей (или блок контроля и управления батареей)

8.2.1 Требования к СКУ

СКУ оценивает состояние аккумуляторов и БС, а также поддерживает их в пределах заданной рабочей зоны аккумуляторов. СКУ должны быть спроектированы в соответствии с целевым уровнем полноты безопасности (SIL), определенной в 8.1, перечисление c). Основными параметрами рабочей зоны аккумулятора являются напряжение, температура и ток (см. рисунок A.1).

Для оценки управления зарядом, влияющим на безопасность, изготовители БС проводят испытания по 8.2.2 - 8.2.4.

Для этих испытаний БС также включает в себя функцию СКУ на стороне конечного устройства использования, если это применимо к конструкции.

Примечания

1 Функция СКУ может быть придана НА или оборудованию, которое использует БС (см. рисунок 6).

2 Функции СКУ допускается разделить и разместить частично в ББ и частично в оборудовании, которое использует БС (см. рисунок 6).

3 СКУ иногда также называют БКУ (блок контроля и управления).

 

 

a) Все функции СКУ реализованы в ББ

 

 

b) Функции СКУ разделены между ББ и оборудованием

 

 

c) Комбинация оборудования, в котором реализованы функции

СКУ и модулей

 

 

d) Оборудование реализует все функции СКУ и включает в себя

аккумулятор(ы)

 

Рисунок 6 - Примеры расположения СКУ и конфигураций БС

 

8.2.2 Управление напряжением при перезаряде (батарейная система)

a) Требования

СКУ должно контролировать и управлять БС таким образом, чтобы напряжение всех аккумуляторов при заряде было ниже верхнего предельного зарядного напряжения аккумуляторов.

b) Испытание

Испытание проводят при температуре окружающего воздуха (25 +/- 5) °C и при нормальных условиях эксплуатации с системой охлаждения, при ее наличии, в работающем состоянии (основные контакторы закрываются БС, контролируемой СКУ). Каждая испытуемая БС должна быть разряжена постоянным током 0,2I_t, А, до нижнего предела напряжения разряда, указанного изготовителем, затем заряжена максимальным током рекомендованного зарядного устройства с напряжением, превышающим верхний предел напряжения заряда на 10% для каждого аккумулятора в БС.

При невозможности обеспечения такого режима с помощью оригинального зарядного устройства превышенное напряжение допускается создать дополнительным зарядным устройством. Если превышенное напряжение невозможно реализовать для всей БС, допускается применение превышенного напряжения только к части системы, такой как аккумуляторы в БС (см. рисунок 7).

 

 

a) Избыточное напряжение прикладывается ко всей БС

 

 

b) Избыточное напряжение прикладывается только к части БС

(к аккумулятору)

 

Рисунок 7 - Пример конфигурации схемы управления напряжением

при перезаряде

 

Испытание проводят до тех пор, пока СКУ не прекратит заряд. Сбор/мониторинг данных продолжают в течение 1 ч после остановки заряда. Все функции БС в ходе испытания должны быть полностью работоспособными, как это предусмотрено конструкцией.

Если СКУ не удается завершить заряд, испытание останавливают в надлежащее время из соображений безопасности, например: если напряжение аккумулятора достигает 103% верхнего предельного напряжения заряда или через 1 мин после превышения верхнего предельного напряжения заряда и т.п.

c) Критерии соответствия

СКУ должна прервать ток при перезаряде до превышения верхнего предела зарядного напряжения. Отсутствие воспламенения, отсутствие взрыва.

Примечание - Прерывание СКУ зарядного тока может быть достигнуто с помощью контакторов, реле, полевых транзисторов (FET), автоматических выключателей, электромагнитных переключателей и т.д. в главной цепи.

 

8.2.3 Управление током при перезаряде (батарейная система)

a) Требования

Если ток заряда аккумуляторов и БС превышает максимальный зарядный ток аккумуляторов, СКУ должна прервать заряд для защиты БС от опасностей, связанных с превышением зарядных токов выше установленного максимального значения.

Если максимальный зарядный ток системы более высокого уровня ниже максимального зарядного тока для БС, это испытание допускается не проводить.

b) Испытание

Испытание проводят при температуре окружающего воздуха (25 +/- 5) °C и при нормальных условиях эксплуатации с работающей системой охлаждения, при ее наличии (основные контакторы закрыты БС, контролируемой СКУ). Испытуемая БС должна быть разряжена постоянным током 0,2I_t, А, до нижнего предела напряжения разряда, указанного изготовителем, затем ее заряжают током, превышающим максимальный зарядный ток на 20%. Сбор/мониторинг данных продолжают в течение 1 ч после остановки заряда. Все функции БС в ходе испытания должны быть полностью работоспособными, как это предусмотрено конструкцией.

c) Критерии соответствия

СКУ должна обнаружить превышение тока заряда и управлять током заряда так, чтобы он был ниже максимального тока заряда для защиты БС от последующих тяжелых последствий, связанных с превышением тока. Все функции БС в ходе испытания должны быть полностью работоспособными, как это предусмотрено конструкцией.

Отсутствие воспламенения, отсутствие взрыва.

8.2.4 Контроль перегрева (батарейная система)

a) Требования

СКУ должна прервать заряд, если температура аккумуляторов в БС превышает верхний предел, указанный изготовителем аккумуляторов.

b) Испытание

Испытание проводят при температуре окружающего воздуха (25 +/- 5) °C и при нормальных условиях эксплуатации (основные контакторы закрыты БС, контролируемой СКУ). Система охлаждения, при ее наличии, должна быть отсоединена. Каждая испытуемая БС должна быть разряжена постоянным током 0,2I_t, А, до нижнего предела напряжения разряда, указанного изготовителем, затем заряжена рекомендованным током до 50% СЗ по нормированной емкости. После этого температуру БС повышают на 5 °C выше максимального значения рабочей температуры. Заряд продолжают при повышенной температуре, пока СКУ не прекратит его. Сбор/мониторинг данных продолжают в течение 1 ч, после того как последовательность будет остановлена (например, после того, как СКУ остановит заряд).

c) Критерии соответствия

СКУ должна обнаружить температуру перегрева и прервать заряд. Все функции БС в ходе испытания должны быть полностью работоспособными, как это предусмотрено конструкцией.

Отсутствие воспламенения, отсутствие взрыва.