מהדורת התקן ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, החלה על בדיקת בטיחות סוללה עבור רכב חשמלי קל (LEV), פורסמה בספטמבר 2023 כדי להחליף את התקן הישן של גרסת 2018. לגרסה החדשה הזו של התקן יש שינויים בהגדרות , דרישות מבניות ודרישות בדיקה.

שינויים בהגדרות

• הוספת הגדרה של מערכת ניהול סוללות (BMS): מעגל בקרת סוללה עם התקני הגנה אקטיביים המנטר ושומר על התאים באזור ההפעלה שצוין: ומונע טעינת יתר, זרם יתר, טמפרטורת יתר, תת-טמפרטורה ופריקת יתר של התאים.
• תוספת להגדרה של אופנוע חשמלי: רכב חשמלי בעל מושב או אוכף לשימוש הרוכב ומיועד לנוע על לא יותר משלושה גלגלים במגע עם הקרקע, אך למעט טרקטור. אופנוע חשמלי מיועד לשימוש בכבישים ציבוריים לרבות כבישים מהירים.
• תוספת להגדרה של קטנוע חשמלי: מכשיר השוקל פחות ממאה קילוגרמים ש:

א) בעל כידון, קרש רצפה או מושב שניתן לעמוד או לשבת עליו על ידי המפעיל, ומנוע חשמלי;

ב) יכול להיות מופעל על ידי המנוע החשמלי ו/או כוח אנושי; ו

ג) בעל מהירות מרבית של לא יותר מ-20 קמ"ש על משטח ישר מרוצף כאשר הוא מופעל אך ורק על ידי המנוע החשמלי.

שינוי דוגמאות ה-LEV: הוסר אופנוע חשמלי ונוספו כלי טיס בלתי מאוישים (מל"ט).

• תוספת של הגדרת מכשיר ניידות אלקטרונית אישית: מכשיר ניידות לצרכן המיועדת לרוכב יחיד עם מערכת הנעה חשמלית נטענת המאזנת ומניעה את הרוכב, ואשר עשויה להיות מסופקת עם ידית אחיזה בזמן הרכיבה. חלוקה זו עשויה להיות איזון עצמי ואולי לא.
• הוספת הגדרות של הגנת זרם יתר ראשונית, הגנת בטיחות ראשונית, התקני הגנה אקטיביים והתקני הגנה פסיביים.
• הגדרה של תוספת של תאי יון נתרן: תאים הדומים במבנה לתאי יון ליתיום פרט לכך שהם משתמשים בנתרן כיון התחבורה עם אלקטרודה חיובית המורכבת מתרכובת נתרן, ואנודה מסוג פחמן או דומה עם מימית או לא מימית. ועם מלח תרכובת נתרן מומס באלקטרוליט.(דוגמאות לתאי יון נתרן הם תאי כחול פרוסי או תאי תחמוצת שכבות מתכת מעבר)

שינויים בדרישות המבנה

חלקים מתכתיים עמידות בפני קורוזיה

1. מארזי אחסון אנרגיה חשמלית נפשית (EESA) יהיו עמידים בפני קורוזיה. מארזי מתכת העשויים מהחומרים הבאים ייחשבו כמתאימים לדרישות העמידות בפני קורוזיה:

נחושת, אלומיניום או נירוסטה; ו

ב) ברונזה או פליז, שכל אחד מהם מכיל לפחות 80% נחושת.

2. תוספת של דרישות עמידות בפני קורוזיה עבור מארזי ברזל:

מארזי ברזל ליישום בתוך הבית יהיו מוגנים מפני קורוזיה באמצעות אמייל, צביעה, גלוון או אמצעים מקבילים אחרים. מארזי ברזל ליישום חיצוני יתאימו לבדיקת ריסוס מלח של 600 שעות ב-CSA C22.2 מס' 94.2 / UL 50E. ניתן לקבל שיטות נוספות להשגת הגנה מפני קורוזיה לפי CSA C22.2 מס' 94.2 / UL 50E.

רמות בידוד והארקה מגן

ניתן להעריך את התאימות של מערכת הארקת ההגנה על פי פריט הבדיקה החכמה החדש של תקן זה - בדיקת המשכיות הארקה.

ניתוח בטיחות

1.הוספת דוגמאות לניתוח בטיחות. ניתוח בטיחות המערכת חייב להוכיח שהתנאים הבאים אינם מסוכנים. התנאים הבאים ייחשבו לכל הפחות, אך אינם מוגבלים ל:

א) מתח יתר ותת-מתח של תא הסוללה;

ב) טמפרטורת יתר ותת טמפרטורה של הסוללה; ו

ג) זרם יתר של הסוללה עקב תנאי טעינה ופריקה.

2. שינוי דרישות התקן הגנת בטיחות (חומרה):

א) הדרישות ל-Farilure-Mode and Effect Analysis (FMEA) ב-UL 991;

ב) ההגנה מפני תקלות פנימיות כדי להבטיח דרישות בטיחות תפקודית ב-UL 60730-1 או CSA E60730-1 (סעיף H.27.1.2); אוֹ

ג) ההגנה מפני תקלות כדי להבטיח דרישות בטיחות תפקודית (דרישות Class B) ב-CSA C22.2 No.0.8 (סעיף 5.5) כדי לקבוע תאימות ולזהות בדיקות הנחוצות לאימות סובלנות תקלות בודדות.

3. שינוי דרישות הגנת הבטיחות של דויד (תוכנה):

א) UL 1998；

ב) דרישות תוכנה מסוג B של CSA C22.2 No.0.8; אוֹ

ג) דרישות השליטה באמצעות תוכנה (דרישות תוכנה מסוג B) ב-UL 60730-1 (סעיף H.11.12) או CSA E60730-1.

4.הוספה של דרישות BMS להגנה על תאים.

אם מסתמכים על שמירה על התאים בגבולות ההפעלה שצוינו, מערכת ניהול הסוללה (BMS) תשמור על תאים בתוך מגבלות המתח והזרם של התא שצוינו כדי להגן מפני טעינת יתר ופריקת יתר. ה-BMS גם ישמור על תאים בתוך גבולות הטמפרטורה שצוינו ויספקו הגנה מפני התחממות יתר והפעלה מתחת לטמפרטורה. בעת סקירת מעגלי בטיחות כדי לקבוע שמגבלות אזור ההפעלה של התא נשמרות, יילקחו בחשבון סובלנות של מעגל/רכיב המגן בהערכה. רכיבים כגון נתיכים, מפסקים או התקנים וחלקים אחרים שנקבעו הכרחיים לפעולה המיועדת של מערכת הסוללות, אשר נדרשים לספק ב-LEV לשימוש הקצה, יזוהו בהוראות ההתקנה.

תוספת של דרישות מעגל ההגנה.

אם חריגה ממגבלות ההפעלה שצוינו, מעגל מגן יגביל או יכבה את הטעינה או הפריקה כדי למנוע חריגות מעבר לגבולות ההפעלה. כאשר מתרחש תרחיש מסוכן, המערכת תמשיך לספק את פונקציית הבטיחות או לעבור למצב בטוח (SS) או מצב מופנה לסיכון (RA). אם פונקציית הבטיחות נפגעה, המערכת תישאר במצב בטוח או במצב מטופל עד שפונקציית הבטיחות תשוחזר והמערכת תיחשב מקובלת לפעולה.

תוספת של דרישות EMC.

מעגלי מצב מוצק ובקרות תוכנה, שעליהם מסתמכים כהגנה הבטיחותית העיקרית, יוערכו ויבדקו כדי לאמת חסינות אלקטרומגנטית בהתאם לבדיקות החסינות האלקטרומגנטית של UL 1973 אם לא נבדקו כחלק מהערכת תקן הבטיחות התפקודית.

תָא

1.תוספת דרישות לתאי יון נתרן. תאי יוני נתרן יעמדו בדרישות תאי נתרן של UL/ULC 2580 (זהה לדרישת הביצועים והסימון לתאי ליתיום משניים ב-UL/ULC 2580), לרבות עמידה בכל מבחני הביצועים לתאים.

2.הוספה של דרישות לתאים מחודשים. סוללות ומערכות סוללות המשתמשות בתאים ובסוללות מחודשים יבטיחו שהחלקים המיועדים מחדש עברו תהליך מקובל לשימוש מחדש בהתאם ל-UL 1974.

בדיקת שינויים

בדיקת טעינת יתר

• תוספת דרישה כי במהלך הבדיקה יימדד מתח התאים.
• תוספת של הדרישה שאם BMS מפחית את זרם הטעינה לשסתום נמוך יותר סמוך לסוף שלב הטעינה, הדגימה תיטען ללא הרף בזרם הטעינה המופחת עד להופעת תוצאות סופיות.
• מחיקת הדרישה שאם התקן ההגנה במעגל יופעל, הבדיקה תחזור על עצמה למשך 10 דקות לפחות ב-90% מנקודת הנסיעה של התקן ההגנה או באחוז מסוים מנקודת הנסיעה המאפשרת טעינה.
• תוספת של דרישה כי כתוצאה מבדיקת טעינת יתר, מתח הטעינה המרבי הנמדד בתאים לא יעלה על אזור הפעולה הרגיל שלהם.

טעינה בקצב גבוה

• תוספת של מבחן טעינה בשיעור גבוה (אותן דרישות בדיקה כמו UL 1973);
• השהיית BMS נלקחת בחשבון גם בתוצאת הבדיקה: זרם טעינת היתר עלול לחרוג מזרם הטעינה המרבי למשך זמן קצר (בתוך שניות ספורות) שהוא בתוך זמן ההשהיה של זיהוי ה-BMS.

קצר חשמלי

• מבטל את הדרישה שאם התקן מגן במעגל פועל, הבדיקה חוזרת על 90% מנקודת היציאה של התקן ההגנה או באחוז כלשהו מנקודת הנסיעה המאפשר טעינה למשך 10 דקות לפחות.

Overloadתַחַתפְּרִיקָהטהערכה

• תוספת של מבחן עומס תחת פריקה (דרישות הבדיקה זהות ל-UL 1973)

פריקת יתר

• תוספת הדרישה שמתח התאים יימדד במהלך הבדיקה.
• תוספת של הדרישה שכתוצאה מבדיקת פריקת יתר, מתח הפריקה המינימלי הנמדד בתאים לא יחרוג מטווח הפעולה הרגיל שלהם.

בדיקת טמפרטורה (עליית טמפרטורה)

• תוספת הדרישה שאם פרמטרי הטעינה המקסימליים משתנים עם הטמפרטורה, ההתאמה בין פרמטרי הטעינה לטמפרטורה תצויין בבירור בהוראות הטעינה וה-DUT יחויב לפי פרמטרי הטעינה החמורים ביותר.
• שנה את הדרישה של תנאי מוקדם. לאחר מכן חוזרים על מחזורי הטעינה והפריקה למשך מינימום של 2 מחזורי טעינה ופריקה שלמים, עד שמחזורי טעינה ופריקה רצופים אינם ממשיכים להעלות את טמפרטורת התא המקסימלית ליותר מ-2 מעלות צלזיוס.(נדרשים 5 מחזורי טעינה ופריקה. בגרסה הישנה)
• תוספת של הדרישה כי לא יפעלו התקני הגנה תרמית והגנה מפני זרם יתר.

מבחן המשכיות הארקה

תוספת של מבחן המשכיות הארקה (דרישות הבדיקה זהות ל-UL 2580)

מבחן סובלנות לתכנון כשל בתא בודד

סוללות ליתיום משניות בעלות אנרגיה מדורגת יותר מ-1kWh יהיו נתונים למבחן סיבולת תכנון כשל יחיד של UL/ULC 2580).

תַקצִירy

הגרסה החדשה של UL 2271 מבטלת אופנועים חשמליים במגוון המוצרים (אופנועים חשמליים ייכללו בהיקף של UL 2580) ומוסיפה רחפנים; עם הפיתוח של סוללות נתרן-יון, יותר ויותר LEVs משתמשים בהן כספק כוח. הדרישות לתאי נתרן-יון מתווספות לתקן הגרסה החדשה. מבחינת בדיקות, גם פרטי הבדיקה שופרו ותשומת לב רבה יותר ניתנה לבטיחות התא. בריחה תרמית נוספה עבור סוללות גדולות.

בעבר, העיר ניו יורק קבעה שסוללות לאופניים חשמליים, קורקינטים חשמליים וכלי רכב חשמליים קלים (LEV) חייבות לעמוד בתקן UL 2271. תיקון תקן זה נועד גם לשלוט באופן מקיף על בטיחות הסוללה של אופניים חשמליים וציוד אחר. אם חברות רוצות להיכנס בהצלחה לשוק צפון אמריקה, עליהן להבין ולעמוד בדרישות התקנים החדשים בזמן.