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直击储能大会|Intertek天祥集团戴建伟:储能安规和电池IEC标准更新介绍

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2022-09-21 浏览:

中国储能网讯:第十二届中国国际储能大会演讲速记如下:

戴建伟:大家下午好,我是戴建伟,来自天祥集团电子电器部门,今天我跟大家分享的题目是《储能安规和电池IEC标准介绍》。

目前来说,储能行业的发展有目共睹。随着储能行业的高速发展、储能产品的丰富,随之而来的一些安全问题和大家关心的一些点也慢慢的聚焦起来。作为指导产品设计的标准,在今年的关键节点,也有很多的更新。刚刚乐工也跟大家分享了UL标准的更新的情况,我今天分享的主要是IEC标准的更新的情况,主要是IEC62477-1和62629还有62660-3这三个标准。这三个标准都在今年做了更新,尤其是62477-1,它的上一版的内容是在2012年,中间有一个更新,这个更新非常少,今年的更新的幅度还是非常大的,涉及到很多的内容,接下来我会为大家详细的展开描述一下。

首先我们来看一下IEC62477-1,IEC62477-1今年的变更还是非常大的,它在标准的前言里面列举了一下更新,我这里梳理了一下。分了这几个大的部分的更新,包括了标准范围的变更,结构要求的变更,还有测试项目变更,还有文档资料要求有更新,并且附录也做了大范围的变动。

今天因为时间的关系,那我这边的变更,我会挑一些关键的主要的部分来说,有一些可能全部的内容没有办法完全的展开,如果大家对这个标准更新的部分内容有兴趣,可以会后私下联系我。

首先我们来看一下标准范围的变更,IEC62477-1这个标准涵盖的范围本来就是电力电子当中能量转化设备和系统的安规的标准,它在原来的范围的基础上,新增了两个部分,一个是无限通讯中用于发射和接收无线电波的电力电子转换系统,同样可以参照这个标准;第二是它增加了双向功率转换器件,这两个部分大家特别留意一下。

我们来看一下它结构要求的变更,我这里把它所有结构要求的变更都列举了一下,首先它把DVC分类简化了,外壳的防护要求做了变更,接地导体电流限制新增了永久连接类型的要求,并且把接触电流的限制也做了更新,然后它删除了三类设备的绝缘保护要求,对于SPD器件增加了监测功能要求,电器间隙这块距离要求也有变更,这个部分要特别留意。还有就是胶袋材料的要求有了变更,新增了多层PCB版内层的要求,之前在这块的要求相对比较少,这个部分的补充还是挺关键的,还有RCD要求更新,防火材料要求更新,冷凝措施、冷却液电导率要求删除了,大家看不但有新增的部分,还有删除的部分。还有旋转部件机械伤害的要求做了细化,然后产品的布线和连接的要求也做了更新,对于聚合物外壳的要求也做了更新,一些元器件的认证要求也做了一些补充。接下来我会对这些当中的关键的点跟大家展开说一下。

首先是把DVC分类简化了。DVC是电压等级的判定,关键就是说它通过电压等级的判定来确保,哪些电路是安全电路,是人可以直接接触的电路,不会受到伤害的电路,我现在先列出来的是上一版IEC62477-1的等级,最关键的就是A级之前是分了A1、A2、A3和A四个等级,在今年的新版的标准里面,它把A级简化成了两个,AS,这两个AS一个在比较潮湿的环境,就是在海边环境使用的,还有就是在干燥的环境下使用的,这两个DVCA是用来判定安全电路的。这个部分是把接触电流的限制做了更新,原来的接触电流的话,只是说了交流的3.5毫安,或者直流10个毫安,但是在新版的标准里面大家可以看到它做了很大幅度的更新,它会区分正常的工作的工况和单一故障下的工况,分别对应了不同限制,这个变化比较大,之前我们的设计只会参考3.5或者10,现在我们要注意在正常工况下,这个范围变化0.2或者2。

还有这个部分其实也是会对产品的设计产生一个很大的影响,尤其是对1500伏以上的系统。我把它的变化我框出来了,原来在1250V的时候,旧版是1500V,新版大家可以看到直接新增了1500V这一行,也就是说我们对应的脉冲电压更高了,对应的脉冲电压更高,这个表格是用来决定电器间隙的,那相应来说我们在1500V的时候,当我们对应到15000V的时候,大家可以看到它的距离要求更大了,这个是很关键的一个改变。

它的结构要求变更里面还新增了更新了一下布线和连接的要求,它把一些我认为它在这个章节里面是把这个要求更细化,我这边也截了标准当中的图,这个图还是比较典型的,它把整个的电线的防护的要求,通过这个图具体的形象的展示出来,有些是可选的,在布线这边新增了这么多章节,具体又细化了部分,增加了一些电源线的连接要求。具体的话我认为在这个部分的要求是加强了的,那大家在设计这个类型的产品的时候,这块其实也是要特别关注的。

还有就是说它现在对于聚合物外壳的要求做了一个更新,因为现在实质上虽然我们现在有一些PCS功率转化的装置,绝大部分是金属外壳,毕竟是高电压的产品,它需要通过可靠的接地给客户提供可靠的保护,但是也不排除会有一些聚合物外壳产品,对于聚合物外壳,它这边增加了三个要求,第一就是它的机械防护的要求,第二就是它的外壳要满足相应的运力的要求,第三比较关键的就是聚合物外壳要户外使用的产品的聚合物外壳,要满足防紫外的要求。

前面提到在这个标准当中,他提到了元器件,他新增了一些元器件的认证要求,这个就是大家在产品评估和认证的时候,选用器件的时候要特别留意,如果你的产品里面涵盖了这些器件,实质上里面标准是有明确的指向这些器件相应的对应标准,包括PTC热敏电阻、电源线、电容和桥接绝缘器件,还有线圈类器件,还有插头和插座。

对应刚刚说的这些结构的要求,它的一些测试要求也有相应的更新,因为就是结构的要求增加了,验证结构的一些测试要求也会相应的增加,这边我去整理了一下表格,在6247的标准里面,测试是分大类的,有电器类的测试,有单一故障类的测试,会有材料类的测试,甚至有环境类的测试,这次的测试的变更主要集中在电器类的测试还有单一故障的,还有材料类测试三大块。新增这些测试,主要这些测试的目的是为了验证结构上的变更,这是一一对应的。这个内容比较多,我就不做详细的展开了。

这一块其实也非常重要,就是它这个标准里面,它对于文档资料的要求有了一个很大幅度的更新,这个就是大家在后面安全这个标准做铭牌和说明书的时候,一定要特别特别注意,因为这次的变更跟原来变化的幅度是非常大的,可以一起看一下,它的标识位置要求做了更新,第二增加了一个开放式的PECS的标识要求,涵盖了防火提示和防触电提示,开放式的PECS就是这个产品可能是一个模块,内制在一个整机当中使用的,这样是被定义为开放式的PECS,这个产品是有特别的要求;第三是插头插座新增了文档和标识的要求,第四个是新增了高泄露电流标识的文档要求,红色的是在新版的标准里面,新定义的一个概念,原来是没有的,这边就是高泄露电流把它的定义截下来,当泄露电流大于额定电流5%的时候,定义为高泄露电流,所以会有一些额外的标识和文档的要求。这个是特别要关注的,标签、标志、符号和信号要求更新了,右边的图尤其是下面的图,用户在使用您的产品之前,必须要仔细阅读说明书,大家要记得在原来的标准当中,这个标识就是打开的书的样子,在这个标准当中做了重新的设计,所以咱们在制作标签的时候,如果是按照这个标准制作标签的时候一定要留意,而且IEC62477-1这个标准是非常典型的标准,后面来说很有可能其他的标准也会朝这个标准看齐,这个大家一定要注意。还有新增了安全信息的文档要求,所以文档资料的要求,其实变化是比较大的,这块如果说没有注意到的话是会比较大的影响到大家的成本的。

最后是附录的变更。可以看到,我就不展开了,内容太多了。附录对于ACEHLMN的内容做了更新,在这个基础上额外又新增了OPQRS的标准,可以说这个标准是非常核心的安规标准,它的内容也越来越完善、完整。

刚刚分享了是IEC62477-1这个标准,接下来跟大家聊一下62619-1,这个是针对锂电池的要求,我们一起看一下。首先是术语定义的变更,它在电池管理系统,把切断改为控制电流,注意新增了描述,新增的这些描述对于电池管理系统,实质上是提出了一些更多的要求,这个大家一定要关注一下;第二就是对于起火完善了定义,火焰增加1秒以上才叫起火,火花和电弧不被认为是火焰;还有3.19、3.20、3.21都是指单电芯的参数,还有增加5.8的系统锁,这个也是很关键的定义,这个系统锁是偏离正常工作范围的时候,电池系统应具有停止工作的不可复位功能,你不能自动复位,而且这个功能是不允许用户重置或者自动重置,必须由专业授权的人员介入才可以重置。

测试要求的变更。撞击测试更改了条件,由原来的50%SOC改为额定容量的50%,特别说明袋装电芯作为棱柱形电芯测试。第二个是热蔓延测试,它这边变更还是挺大的,最关键的是它新增了一个可选的方式,我们所说的激光加热,在附录B里面做了详细的说明,激光加热然后它的观察时间从一个小时改成八个小时更长了,还有增加了一个可以对电池系统进行修改,促进目标电芯的热失控,这个部分就是实质上怎么落实还要厂家研究一下,但是这个修改尽量要减少,以不影响电池系统的热性能为准。热失控的方法我们会写在里面,尤其是激光加热的方式,虽然我个人认为还是有点难度的,但是大家可以重点关注一下,这是比较大的变化;第三就是过压充电控制,测试方法当中也删除了110%的要求,增加了实验终止的条件,如果BMS没有能够终止充电,出于安全考虑,也就是说大家在做测试的时候,要以确保安全为前提,可以达到上限充电电压的103,或者是超过上限充电电压的1分钟,就应该要停止测试了。还有增加了判定条件,删除了这个要求。

过流充电控制,它的豁免条件上级系统最大充电电流能力低于电池系统的最大充电电流,可以放弃试验。过温控制,也是50%的SOC改为额定容量的50%,增加了EMC的要求,但是必要的情况下用于终端设备中的电池系统要满足终端设备的EMC要求,这个具体就是大家在操作的时候跑一炮。

最后一个标准是62660-3,这也是今年做的更新,这个标准是用于电动汽车上的锂电池电芯的安全要求,我今天说的三个标准都是安全要求。它把原来有的振动测试删除了,在过充测试当中很小很细微的修改了测试条件,这边的BEV是指纯电流车,HEV是指混动的。新版的标准增加了一个规格的选择,新增的规格这边有说到要有电芯的制造商和咱们的终端产品的生产方共同协商来定测试的要求。

还有就是它的内部短路测试,新增了一个替代的测试方法,替代的测试方法在这个标准里面附录C里面做了一个比较大篇幅的完整的描述,简单来说就是由制造商来在电芯的表面,类似于开一个孔,在测试的时候,这边有一个图,具体的标准里面说的挺详细的,大家有兴趣可以把这个标准翻来看看,里面是图文并茂的。开好孔以后测试机构会把有测试电压功能的探针测进去,造成内部短路,判定它的电芯的情况。62660-3这个标准改变比较少。

最后我介绍一下我们部门负责的业务范围,我们现在主要就是包含北美市场的ETR的认证,还有IEC、EN的其他常规的都有,在储能这块是电能转化设备,储能电池、储能系统三大类,涵盖的范围包括产品的检测、认证、评估的服务、储能电站的一些验收、监造这些范围都已经涵盖了,目前来说我们的服务内容还是比较完整的,这块我就不多说了,大家有什么兴趣可以单独联系我。

我今天的分享就到这里,谢谢大家!

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