La edición estándar ANSI/CAN/UL/ULC 2271-2023, que se aplica a las pruebas de seguridad de baterías para vehículos eléctricos ligeros (LEV), se publicó en septiembre de 2023 para reemplazar la antigua norma de la versión 2018. Esta nueva versión de la norma tiene cambios en las definiciones. , requisitos estructurales y requisitos de prueba.

Cambios en las definiciones

• Adición de la definición del Sistema de gestión de baterías (BMS): un circuito de control de baterías con dispositivos de protección activa que monitorea y mantiene las celdas dentro de su región operativa especificada y que previene condiciones de sobrecarga, sobrecorriente, sobretemperatura, baja temperatura y sobredescarga de las celdas.
• Adición de la definición de motocicleta eléctrica: vehículo de motor eléctrico que tiene un asiento o una silla para uso del conductor y está diseñado para viajar sobre no más de tres ruedas en contacto con el suelo, pero excluyendo un tractor. Una motocicleta eléctrica está destinada a su uso en vías públicas, incluidas las autopistas.
• Adición de la definición de scooter eléctrico: un dispositivo que pesa menos de cien libras y que:

a) Tener manubrios, piso o asiento en el que el operador pueda estar de pie o sentado y un motor eléctrico;

b) Puede ser accionado por motor eléctrico y/o fuerza humana; y

c) Tiene una velocidad máxima de no más de 20 mph en una superficie nivelada pavimentada cuando está impulsado únicamente por el motor eléctrico.

Modificación de los ejemplos LEV: Se elimina la motocicleta eléctrica y se añaden vehículos aéreos no tripulados (UAV).

• Adición de la definición de Dispositivo personal de movilidad eléctrica: Un dispositivo de movilidad para el consumidor destinado a un solo usuario con un tren de transmisión eléctrico recargable que equilibra e impulsa al usuario, y que puede estar provisto de un asa para agarrarlo mientras conduce. Este dispositivo puede o no ser autoequilibrado.
• Adición de definiciones de protección primaria contra sobrecorriente, protección primaria de seguridad, dispositivos de protección activa y dispositivos de protección pasiva.
• Adición de la definición de celdas de iones de sodio: celdas que son similares en construcción a las celdas de iones de litio, excepto que utilizan sodio como ion de transporte con un electrodo positivo que consiste en un compuesto de sodio y un ánodo de carbono o de tipo similar con una solución acuosa o no acuosa. y con una sal compuesta de sodio disuelta en el electrolito. (Ejemplos de celdas de iones de sodio son las celdas de azul de Prusia o las celdas de óxido con capas de metales de transición)

Cambios en los requisitos de estructura.

Resistencia de las piezas metálicas a la corrosión

1. Las cajas del conjunto de almacenamiento de energía eléctrica mental (EESA) deberán ser resistentes a la corrosión. Se considerará que los recintos metálicos fabricados con los siguientes materiales cumplen con los requisitos de resistencia a la corrosión:

Cobre, aluminio o acero inoxidable; y

b) Bronce o latón, que contengan cualquiera de ellos al menos un 80% de cobre.

2.Adición de requisitos de resistencia a la corrosión para recintos ferrosos:

Los recintos ferrosos para aplicaciones en interiores deberán protegerse contra la corrosión mediante esmaltado, pintura, galvanizado u otros medios equivalentes. Los gabinetes ferrosos para aplicaciones en exteriores deben cumplir con la prueba de niebla salina de 600 horas en CSA C22.2 No. 94.2/UL 50E. Se pueden aceptar métodos adicionales para lograr protección contra la corrosión según CSA C22.2 No. 94.2 / UL 50E.

Niveles de aislamiento y puesta a tierra de protección

La conformidad del sistema de puesta a tierra de protección se puede evaluar de acuerdo con el nuevo elemento de prueba inteligente de esta norma: prueba de continuidad de la puesta a tierra.

Análisis de seguridad

1.Adición de ejemplos de análisis de seguridad. Un análisis de seguridad del sistema debe demostrar que las siguientes condiciones no son peligrosas. Las siguientes condiciones se considerarán como mínimo, pero no se limitan a:

a) Sobretensión y subtensión de la celda de la batería;

b) Sobretemperatura y baja temperatura de la batería; y

c) Sobrecorriente de la batería debido a las condiciones de carga y descarga.

2.Modificación de los requisitos del dispositivo de protección de seguridad (hardware):

a) Los requisitos del análisis de modo y efecto Farilure (FMEA) en UL 991;

b) Los requisitos de Protección Contra Fallas Internas para Garantizar la Seguridad Funcional en UL 60730-1 o CSA E60730-1 (Cláusula H.27.1.2); o

c) Los requisitos de protección contra fallas para garantizar la seguridad funcional (requisitos de Clase B) en CSA C22.2 No.0.8 (Sección 5.5) para determinar el cumplimiento e identificar las pruebas necesarias para verificar la tolerancia a fallas únicas.

3.Modificación de los requisitos de protección de seguridad (software):

a) UL 1998；

b) Requisitos de software Clase B de CSA C22.2 No.0.8; o

c) Los requisitos de Control de uso de software (requisitos de software Clase B) en UL 60730-1 (Cláusula H.11.12) o CSA E60730-1.

4.Adición de requisitos de BMS para la protección celular.

Si se utiliza para mantener las celdas dentro de sus límites operativos especificados, el sistema de gestión de baterías (BMS) deberá mantener las celdas dentro de los límites de voltaje y corriente especificados para proteger contra sobrecargas y sobredescargas. El BMS también mantendrá las celdas dentro de los límites de temperatura especificados, proporcionando protección contra el sobrecalentamiento y el funcionamiento a baja temperatura. Al revisar los circuitos de seguridad para determinar que se mantienen los límites de la región operativa de la celda, se deben considerar las tolerancias del circuito/componente de protección en la evaluación. Los componentes tales como fusibles, disyuntores u otros dispositivos y piezas que se determinen necesarios para el funcionamiento previsto del sistema de batería que deben proporcionarse en el LEV de uso final se identificarán en las instrucciones de instalación.

Adición de requisitos del circuito de protección.

Si se exceden los límites operativos especificados, un circuito de protección limitará o cerrará la carga o descarga para evitar excursiones más allá de los límites operativos. Cuando ocurre un escenario peligroso, el sistema debe continuar brindando la función de seguridad o pasar a un estado seguro (SS) o a un estado de riesgo abordado (RA). Si la función de seguridad ha resultado dañada, el sistema permanecerá en el estado seguro o en el estado de riesgo abordado hasta que se haya restablecido la función de seguridad y se haya considerado que el funcionamiento del sistema es aceptable.

Adición de requisitos EMC.

Los circuitos de estado sólido y los controles de software, utilizados como protección de seguridad primaria, se evaluarán y probarán para verificar la inmunidad electromagnética de acuerdo con las Pruebas de inmunidad electromagnética de UL 1973 si no se prueban como parte de la evaluación del estándar de seguridad funcional.

Celúla

1.Adición de requisitos para celdas de iones de sodio. Las celdas de iones de sodio deben cumplir con los requisitos de celdas de iones de sodio de UL/ULC 2580 (idénticos a los requisitos de rendimiento y marcado para celdas de litio secundarias en UL/ULC 2580), incluido el cumplimiento de todas las pruebas de rendimiento para celdas.

2.Adición de requisitos para celdas reutilizadas. Las baterías y los sistemas de baterías que utilizan celdas y baterías reutilizadas deben garantizar que las piezas reutilizadas hayan pasado por un proceso aceptable de reutilización de acuerdo con UL 1974.

Cambios de prueba

Prueba de sobrecarga

• Se agregó el requisito de que durante la prueba se mida el voltaje de las celdas.
• Adición del requisito de que si BMS reduce la corriente de carga a una válvula más baja cerca del final de la fase de carga, la muestra se cargará continuamente con la corriente de carga reducida hasta que se produzcan los resultados finales.
• Eliminación del requisito de que si se activa el dispositivo de protección en el circuito, la prueba se repetirá durante al menos 10 minutos en el 90% del punto de disparo del dispositivo de protección o en un porcentaje determinado del punto de disparo que permita la carga.
• Se agregó el requisito de que, como resultado de la prueba de sobrecarga, el voltaje de carga máximo medido en las celdas no exceda su región de operación normal.

carga de alta velocidad

• Adición de una prueba de carga de alta tasa (los mismos requisitos de prueba que UL 1973);
• El retraso de BMS también se considera en el resultado de la prueba: la corriente de sobrecarga puede exceder la corriente de carga máxima durante un breve período (en unos pocos segundos), que está dentro del tiempo de retraso de la detección de BMS.

Cortocircuito

• Elimina el requisito de que si opera un dispositivo de protección en el circuito, la prueba se repita en el 90% del punto de disparo del dispositivo de protección o en algún porcentaje del punto de disparo que permita cargar durante al menos 10 min.

OsobrecargarBajoDescargartest

• Adición de prueba de sobrecarga bajo descarga (los requisitos de prueba son los mismos que los de UL 1973)

Sobredescarga

• Adición del requisito de que la tensión de las celdas se mida durante el ensayo.
• Adición del requisito de que, como resultado de la prueba de sobredescarga, el voltaje mínimo de descarga medido en las celdas no excederá su rango de operación normal.

Prueba de temperatura (aumento de temperatura)

• Adición del requisito de que si los parámetros de carga máximos varían con la temperatura, la correspondencia entre los parámetros de carga y la temperatura se especificará claramente en las instrucciones de carga y el DUT se cargará según los parámetros de carga más estrictos.
• Cambiar el requisito de condición previa. Luego, los ciclos de carga y descarga se repiten durante un total mínimo de 2 ciclos completos de carga y descarga, hasta que los ciclos de carga y descarga consecutivos no continúen aumentando la temperatura máxima de la celda más de 2 °C (se requieren 5 ciclos de carga y descarga). en la versión antigua)
• Adición del requisito de que los dispositivos de protección térmica y de sobrecorriente no funcionarán.

Prueba de continuidad de puesta a tierra

Adición de prueba de continuidad de conexión a tierra (los requisitos de prueba son los mismos que los de UL 2580)

Prueba de tolerancia de diseño de falla de celda única

Las baterías de litio secundarias que tengan una energía nominal superior a 1 kWh se someterán a la prueba de tolerancia de diseño de falla de celda única de UL/ULC 2580).

Resumeny

La nueva versión de UL 2271 cancela las motocicletas eléctricas en la gama de productos (las motocicletas eléctricas se incluirán en el alcance de UL 2580) y agrega drones; Con el desarrollo de las baterías de iones de sodio, cada vez más LEV las utilizan como fuente de alimentación. Los requisitos para las celdas de iones de sodio se agregan a la nueva versión estándar. En términos de pruebas, también se han mejorado los detalles de las pruebas y se ha prestado más atención a la seguridad de la celda. Se ha agregado fuga térmica para baterías grandes.

Anteriormente, la ciudad de Nueva York había exigido que las baterías para bicicletas eléctricas, scooters eléctricos y vehículos eléctricos ligeros (LEV) debían cumplir con UL 2271. Esta revisión de la norma también tiene como objetivo controlar de manera integral la seguridad de las baterías de bicicletas eléctricas y otros equipos. Si las empresas quieren ingresar con éxito al mercado norteamericano, deben comprender y cumplir los requisitos de los nuevos estándares de manera oportuna.