Tiêu chuẩn TCVN 12503-1:2018 về Yêu cầu kỹ thuật về thử nghiệm đối với hệ thống và bộ ắc quy kéo loại Lithi-ion - Phần 1

• Số hiệu: TCVN12503-1:2018
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2018

Ký hiệu	Mô tả	Đơn vị
Cfade	Dung lượng mất dần	Phần trăm
Crttx	Dung lượng 1C (danh định) ở dòng điện thử	A.h
Crtt0	Dung lượng 1C danh định lúc bắt đầu tính tuổi thọ (BOL)	A.h
Icharge	Dòng điện nạp	A
Idischarge	Dòng điện phóng	A
Id,max	Dòng điện phóng lớn nhất do nhà sản xuất quy định cho thử năng lượng và dung lượng	A
Idp,max	Dòng điện phóng xung lớn nhất do nhà sản xuất quy định cho thử công suất, điện trở bên trong và hiệu suất năng lượng	A
Tmax	Nhiệt độ làm việc lớn nhất	°C
Tmin	Nhiệt độ làm việc nhỏ nhất	°C
Troom	Nhiệt độ phòng	°C
t	Thời gian	s
n	Hiệu suất	%

4.2  Thuật ngữ viết tắt

BOL

Beginning of life

Bắt đầu tính tuổi thọ

DUT

Device under test

Thiết bị được thử

EODV

End of discharge voltage

...

...

...

EUCAR

European Council for Automotive Research and Development

Hội đồng Châu Âu về nghiên cứu và phát triển ô tô

IEC

International Electrotechnical Commission

Ban kỹ thuật điện quốc tế

ISO

International Organization for Standardization

Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

...

...

...

Open circuit voltage

Điện áp mạch hở

PNGV

Partneship for a New Generation of Vehicles

Hiệp hội về các xe thế hệ mới

PSD

Power spectral density

Mật độ phổ công suất

RESS

...

...

...

Hệ thống tích điện nạp lại được

r.m.s

Root-mean-square

Giá trị hiệu dụng

SC

Standard cycle

Chu trình tiêu chuẩn

SCH

Standard charge

...

...

...

SDCH

Standard discharge

Phóng điện tiêu chuẩn

SOC

State of charge

Trạng thái nạp

USABC

United States Advanced Battery Consortium

Tổ hợp ắc quy tiên tiến của Hoa Kỳ

...

...

...

5.1  Điều kiện chung

5.1.1  Điều kiện cần thiết đầu tiên

Một bộ hoặc hệ thống ắc quy được thử phù hợp với tiêu chuẩn này phải đáp ứng các yêu cầu sau:

- Thiết kế an toàn điện phải được chấp nhận phù hợp với các yêu cầu cho trong ISO 6469-1 và ISO 6469-3.

- Tài liệu cần thiết cho vận hành và các chi tiết ghép nối cần thiết để nối vào thiết bị thử (nghĩa là các đầu nối, các giắc cắm bao gồm cả làm mát) phải được cung cấp cùng với DUT.

Một hệ thống ắc quy phải có khả năng được thử theo quy định, nghĩa là qua các chế độ thử quy định trang bộ điều khiển ắc quy (BCU) và phải có khả năng giao tiếp với băng thử thông qua các thanh góp chung.

Hệ con bộ ắc quy với tư cách là một DUT phải bao gồm tất cả các bộ phận do khách hàng quy định (ví dụ bao gồm các điểm đấu nối cơ và điện cho phép thử cơ học).

Nếu không cỏ quy định khác, trước mỗi phép thử, DUT phải được cân bằng ở nhiệt độ thử. Sự cân bằng nhiệt đạt được, nếu trong khoảng thời gian thử 1 h mà không có làm mát chủ động, các sai lệch giữa nhiệt độ thử và nhiệt độ của tất cả các điểm đo nhiệt độ ắc quy thấp hơn ± 2 K.

Nếu không có quy định khác, mỗi lần nạp điện và mỗi thay đổi của SOC phải được kèm theo một thời gian nghỉ 30 min.

...

...

...

Độ chính xác của thiết bị đo bên ngoài tối thiểu phải ở trong phạm vi các dung sai sau:

a) điện áp ± 0,5 %;

b) Dòng điện ± 0,5 %;

c) Nhiệt độ ± 1 K.

Độ chính xác toàn bộ của các giá trị kiểm tra hoặc đo được bên ngoài so với các giá trị thực hoặc quy định tối thiểu phải ở trong phạm vi các dung sai sau:

- điện áp ± 1 %:

- Dòng điện ± 1 %;

- Nhiệt độ ± 2 K;

- Thời gian ± 0,1 %:

...

...

...

- Kích thước ± 0,1 %:

Tất cả các giá trị (thời gian, nhiệt độ, dòng điện và điện áp) phải được ghi lại ít nhất là từng 5 % thời gian nạp điện và phóng điện được đánh giá trừ khi quy trình thử riêng biệt có quy định khác.

5.2  Sơ đồ trình tự thử

Trình tự thử cho một bộ hoặc hệ thống ắc quy riêng biệt hoặc một hệ con bộ ắc quy phải dựa trên thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp với sự xem xét các phép thử trong 5.3.

Bảng C1 đưa ra ví dụ về danh sách các điều kiện thử được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp.

5.3  Thử nghiệm

Hình 1 khái quát các phép thử, trong đó các điều riêng của tiêu chuẩn này cũng được viện dẫn.

Hình 1 - Sơ đồ thử - Mô tả tóm tắt

...

...

...

CHÚ DẪN

1. Mạch điện điện áp cấp B (các đầu nối, cầu chảy, sự đấu dây)

2. Các đầu nối điện áp cấp B

3. Các đầu nối điện áp cấp A

4. Bộ ắc quy

5. Bộ phận điện tử của ắc quy

6. Bộ phận làm mát và các đầu nối (tùy chọn)

7. Hộp chống va đập trong sử dụng bình thường

...

...

...

9  Ngắt phục vụ

a. vào

b. ra

Hình 2 - Cấu hình điển hình của hộp ắc quy

Một bộ ắc quy tiêu biểu cho một bộ phận tích điện bao gồm các ắc quy hoặc các cụm ắc quy, các bộ phận điện tử của ắc quy, mạch điện điện áp cấp B và cơ cấu ngắt dòng điện quá mức, bao gồm cả sự hợp mạng điện các giao diện cho làm mát, điện áp cấp B, điện áp phụ cấp A và sự giao tiếp. Mạch điện điện áp cấp B của bộ ắc quy có thể bao gồm các công tắc tơ và chức năng ngắt vận hành bằng tay (ngắt phục vụ). Tất cả các bộ phận thường được đặt trong một hộp chống va đập trong sử dụng bình thường

5.5  Hệ thống ắc quy - Cấu hình điển hình

5.5.1  Bộ điều khiển ắc quy (BCU)

BCU tính toán, đánh giá trạng thái hoạt nạp (SOC) và trạng thái hệ thống ắc quy, và đưa ra các giới hạn vận hành hệ thống ắc quy đối với thiết bị điều khiển xe. BCU có thể can thiệp trực tiếp vào công tắc tơ chính của hệ thống ắc quy để ngắt mạch điện điện áp cấp B trong các điều kiện quy định, ví dụ dòng điện quá mức, điện áp quá mức, điện áp thấp và nhiệt độ cao. BCU có thể thay đổi trong thiết kế và chế tạo; thiết bị này có thể chỉ là một bộ phận đơn được tích hợp vào hệ thống ắc quy hoặc có thể được đặt bên ngoài bộ ắc quy và được kết nối qua kênh thông tin hoặc các đường ra/vào của bộ ắc quy. Chức năng của BCU có thể là các chức năng tích hợp vào một hoặc nhiều bộ điều khiển xe.

5.5.2  Hệ thống ắc quy có BCU tích hợp

...

...

...

CHÚ DẪN

1. Mạch điện, điện áp cấp B (các đầu nối, cầu chảy, sự đấu dây)

2. Các đầu nối điện áp cấp B

3. Các đầu nối điện áp cấp A

4. Hệ thống ắc quy

5. BCU

6. Bộ phận điện tử của ắc quy

7. Bộ phận làm mát và các đầu nối (tùy chọn)

8. Hộp chống va đập trong sử dụng bình thường

...

...

...

10. Ngắt phục vụ

a. vào

b. Ra

Hình 3 - Cấu hình điển hình của hệ thống ắc quy có BCU tích hợp

Một hệ thống ắc quy tiêu biểu cho một thiết bị tích điện bao gồm các ắc quy hoặc các cụm ắc quy, các bộ phận điện tử của ắc quy, một BCU, mạch điện điện áp cấp B với các công tắc tơ và cơ cấu ngắt dòng điện quá mức, bao gồm cả sự hợp mạng điện, các giao diện cho làm mát, điện áp cấp B, điện áp phụ cấp A và cả sự giao tiếp. Mạch điện điện áp cấp B có thể bao gồm chức năng ngắt vận hành bằng tay (ngắt phục vụ). Tất cả các bộ phận thường được đặt trong một hộp chống va đập trong sử dụng bình thường. Trong ví dụ này, BCU được tích hợp bên trong hộp chống va đập trong sử dụng bình thường và được kết nối thông qua các chức năng điều khiển của nó đến hộp ắc quy.

5.5.3  Hệ thống ắc quy có BCU bên ngoài

CHÚ DẪN

1. Mạch điện, điện áp cấp B (các đầu nối, cầu chảy, sự đấu dây)

...

...

...

3. Các đầu nối điện áp cấp A

4. Hệ thống ắc quy

5. BCU

6. Bộ phận điện tử của ắc quy

7. Bộ phận làm mát và các đầu nối (tùy chọn)

8. Hộp chống va đập trong sử dụng bình thường

9. Cụm ắc quy (các ắc quy, cảm biến, thiết bị làm mát)

10. Ngắt phục vụ

a. vào

...

...

...

Hình 4 - Cấu hình điển hình của hệ thống ắc quy có BCU bên ngoài

Một hệ thống ắc quy tiêu biểu cho một thiết bị tích điện bao gồm các ắc quy hoặc các cụm ắc quy, bộ phận điện tử của ắc quy, một BCU, mạch điện điện áp cấp B với các công tắc tơ và cơ cấu ngắt dòng điện quá mức, bao gồm các đầu nối điện, các giao diện cho làm mát, điện áp cấp B, điện áp phụ cấp A và sự giao tiếp. Mạch điện điện áp cấp B có thể bao gồm chức năng ngắt vận hành bằng tay (ngắt phục vụ). Tất cả các bộ phận thường được đặt trong một hộp chống va đập trong sử dụng bình thường. Trong ví dụ này BCU được đặt bên ngoài hộp chống va đập trong sử dụng bình thường và được kết nối thông qua các chức năng điều chỉnh của nó đến bộ ắc quy.

5.6  Chuẩn bị bộ ắc quy và hệ thống ắc quy cho thử trên băng thử

5.6.1  Chuẩn bị bộ ắc quy

Nếu không có quy định khác, bộ ắc quy phải được đấu nối với các đầu nối điện áp cấp B và điện áp cấp A đến thiết bị thử kiểu băng thử. Các công tắc tơ, các dữ liệu về điện áp, dòng điện và nhiệt độ sẵn có phải được điều chỉnh theo các yêu cầu của nhà cung cấp bộ ắc quy và theo thông số kỹ thuật cho trên thiết bị thử kiểu băng thử. Cơ cấu bảo vệ thụ động chống dòng điện quá mức phải vận hành được trong bộ ắc quy. Thiết bị thử kiểu băng thử phải duy trì được sự bảo vệ chủ động chống dòng điện quá mức, nếu cần thiết, có thể ngắt các công tắc tơ chính của hộp ắc quy. Bộ phận làm mát có thể được đấu nối với thiết bị thử kiểu băng thử và được vận hành theo các yêu cầu của nhà cung cấp.

5.6.2  Chuẩn bị hệ thống ắc quy

Nếu không có quy định khác, hệ thống ắc quy phải được đấu nối với các đầu nối điện áp cấp B và điện áp cấp A và các đầu nối làm mát đến thiết bị thử kiểu băng thử. Hệ thống ắc quy phải được điều khiển với BCU, thiết bị thử kiểu băng thử phải tuân theo các giới hạn vận hành do BCU cung cấp thông qua sự giao tiếp bằng thanh dẫn. Thiết bị thử kiểu băng thử phải duy trì được các yêu cầu bật/tắt (on/off) cho các công tắc tơ chính và điện áp, dòng điện, nhiệt độ theo các yêu cầu của quy trình thử đã cho. Bộ phận làm mát hệ thống ắc quy và mạch làm mát tương ứng ở thiết bị thử kiểu băng thử phải vận hành theo điều khiển của BCU, trừ khi có quy định khác trong quy trình thử đã cho. BCU phải làm cho thiết bị thử kiểu băng thử thực hiện được quy trình thử yêu cầu trong phạm vi các giới hạn vận hành của hệ thống ắc quy. Nếu cần thiết, nhà cung cấp phải sửa đổi cho phù hợp chương trình của BCU theo quy trình thử yêu cầu. Cơ cấu bảo vệ chủ động và thụ động chống dòng điện quá mức phải được sự bảo vệ chủ động chống dòng điện quá mức, nếu cần thiết có thể ngắt các công tắc tơ chính của hệ thống ắc quy.

6  Thử nghiệm chung

6.1  Chu trình thuần hóa trước

...

...

...

Phải thuần hóa DUT bằng một số chu trình điện trước khi bắt đầu trình tự thử thực tế để bảo đảm sự ổn định hóa thích hợp đặc tính của bộ ắc quy hoặc hệ thống ắc quy.

Phép thử này áp dụng cho các bộ và hệ thống ắc quy.

6.1.2  Quy trình thử

Quy trình thử phải như sau:

- Phép thử phải được thực hiện ở nhiệt độ phòng;

- Phải tiến hành phóng điện ở 2 C hoặc ở một dòng điện khác nếu được nhà cung cấp đề nghị và/hoặc sử dụng trong thử nghiệm trước khi cung cấp. Phải thực hiện nạp điện theo khuyến nghị của nhà cung cấp.

- Phải thực hiện năm chu trình thuần hóa trước liên tiếp. Số lượng chu trình thuần hóa trước ít hơn có thể được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp.

- Lúc kết thúc quá trình phóng điện, điện áp của bộ ắc quy hoặc hệ thống ắc quy không được giảm xuống thấp hơn điện áp tối thiểu do nhà cung cấp khuyến nghị (Điện áp tối thiểu là điện áp thấp nhất trong điều kiện phóng điện mà không gây ra hư hỏng không thể khắc phục được).

- Bộ ắc quy hoặc hệ thống ắc quy phải được xem là “đã được thuần hóa trước” nếu dung lượng phóng điện trong hai lần phóng điện liên tiếp không thay đổi đi một giá trị lớn hơn 3 % dung lượng danh định (chế độ phóng điện 30 min hoặc chế độ phóng điện khác được chấp nhận trong quá trình thử theo chỉ dẫn của nhà cung cấp ắc quy). Nếu chế độ phóng điện bằng chế độ chế độ phóng điện được nhà cung cấp sử dụng trên cùng một bộ ắc quy hoặc hệ thống ắc quy trong quá trình thử ở nhà máy thì có thể so sánh trực tiếp các dữ liệu từ chu trình thứ hai với các dữ liệu từ nhà cung cấp.

...

...

...

CHÚ THÍCH  Cường độ phóng điện 2C được sử dụng để rút ngắn quá trình thuần hóa trước.

6.2  Chu trình tiêu chuẩn

6.2.1  Mục đích

Mục đích của chu trình tiêu chuẩn (SC) là bảo đảm cùng một điều kiện ban đầu cho mỗi phép thử bộ ắc quy hoặc hệ thống ắc quy. Phải thực hiện một SC như đã quy định trong 6.2.2.1 trước mỗi phép thử.

Phép thử này áp dụng cho các bộ và hệ thống ắc quy.

6.2.2  Quy trình thử

6.2.2.1  Quy định chung

Phải thực hiện SC ở nhiệt độ phòng (T_room). SC phải gồm có một lần phóng điện tiêu chuẩn (SDCH) (xem 6.2.2.2), theo sau là một lần nạp điện tiêu chuẩn (SCH) (xem 6.2.2.3).

Nếu vì bất cứ lý do nào, khoảng thời gian giữa lúc kết thúc SC và bắt đầu một phép thử mới dài hơn 3 h thì phải lặp lại SC.

...

...

...

Cường độ phóng điện: Chế độ phóng điện 1C hoặc chế độ phóng điện riêng khác theo yêu cầu kỹ thuật mà nhà cung cấp đã cho.

Giới hạn phóng điện: Theo yêu cầu kỹ thuật mà nhà cung cấp đã cho.

Thời gian nghỉ sau phóng điện để đạt tới trạng thái ổn định: Đạt tới 30 min hoặc làm cân bằng nhiệt ở T_room của DUT.

6.2.2.3  Nạp điện tiêu chuẩn

Quy trình nạp điện và tiêu chí kết thúc nạp điện, theo yêu cầu kỹ thuật mà nhà cung cấp đã cho; yêu cầu kỹ thuật phải bao hàm tiêu chí kết thúc nạp điện và các giới hạn thời gian cho toàn bộ quy trình nạp điện.

Thời gian nghỉ sau nạp điện để đạt tới trạng thái ổn định: 30 min.

7  Thử tính năng

7.1  Năng lượng và dung lượng ở nhiệt độ phòng

7.1.1  Mục đích

...

...

...

Phép thử này áp dụng cho các bộ và hệ thống ắc quy.

7.1.2  Quy trình thử

Phải thực hiện phép thử ở T_room với các cường độ phóng điện 1C, 10C và tốc độ lớn nhất tính bằng 1C mà nhà cung cấp cho phép (tốc độ lớn nhất tính bằng C tương đương với I_dmax).

Phải thực hiện trình tự thử như đã quy định trong Bảng 1.

Bảng 1 - Trình tự thử năng lượng và dung lượng ở nhiệt độ phòng

Bước

Quy trình

Nhiệt độ thử

1.1

...

...

...

T_room

1.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

1.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

2.1

Phóng điện ở 1 C

...

...

...

2.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

2.3

Phóng điện ở 1 C

T_room

2.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

...

...

...

Phóng điện ở 1C

T_room

2.6

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

2.7

Phóng điện ở 1 C

T_room

2.8

...

...

...

T_room

2.9

Phóng điện ở I_dmax

T_room

2.10

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

2.11

Phóng điện ở I_dmax

...

...

...

2.12

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

3.1

Chu trình tiêu chuẩn SC

T_room

- Quy trình SCH phải tuân theo 6.2.2.3.

- Quy trình SC phải tuân theo 6.2.

- Tất cả các phép thử phóng điện phải được kết thúc ở các giới hạn điện áp phóng điện của nhà cung cấp.

...

...

...

7.1.3  Yêu cầu

Nếu dung lượng 1C thu được trong quá trình thử ở 7.12, bước số 2.3 sai khác lớn hơn 5 % so với thông số kỹ thuật 1C của nhà cung cấp, dung lượng 1C đo được này phải được sử dụng làm dung lượng danh định và phải là giá trị cơ sở cho tất cả các yêu cầu về dòng điện phóng thêm nữa, nghĩa là giá trị đối với C trong mỗi tính toán dòng điện phóng, nC phải dựa trên dung lượng 1C đo được.

Phải báo cáo các dữ liệu sau:

- Dòng điện, điện áp, nhiệt độ của DUT và nhiệt độ môi trường xung quanh đối với thời gian tại mỗi phép thử phóng điện và nạp điện tiêu chuẩn theo sau;

- Dung lượng phóng điện tính bằng ampe.giờ (Ah); năng lượng tính bằng Watt.giờ (W.h) và công suất trung bình tính bằng Watt (W) tại mỗi phép thử phóng điện;

- Dung lượng nạp điện tính bằng ampe.giờ (A.h); năng lượng tính bằng Watt.giờ (W.h) và công suất trung bình tính bằng Watt (W) theo sau mỗi phép thử phóng điện;

- Hiệu suất vòng năng lượng tại mỗi phép thử phóng điện;

- Năng lượng phóng điện tính bằng Watt.giờ (W.h) là một hàm số của SOC tại mỗi phép thử phóng điện [tính bằng phần trăm (%) của dung lượng danh định];

- Điện áp kết thúc phóng điện (EODV) của tất cả các điểm đo điện áp ắc quy sẵn có cho tất cả các phép thử phóng điện đã thực hiện;

...

...

...

CHÚ THÍCH  Các dữ liệu dung lượng cũng được sử dụng cho tính toán tiếp sau về sự tổn thất dung lượng.

7.2  Năng lượng và dung lượng ở các nhiệt độ và cường độ phóng điện khác nhau

7.2.1  Mục đích

Phép thử này xác định dung lượng ở các nhiệt độ khác nhau tại ba cường độ phóng điện không đổi khác nhau. Phải thực hiện các cường độ phóng điện khác nhau theo một trình tự trước khi nhiệt độ môi trường xung quanh thay đổi và phải lặp lại phép thử sau khi đạt được nhiệt độ mới.

Phép thử này áp dụng cho các bộ và hệ thống ắc quy.

7.2.2  Quy trình thử

Phải thực hiện phép thử ở ba nhiệt độ khác nhau (40 °C, 0 °C và - 18 °C) với các cường độ phóng điện 1C, 10C và tốc độ lớn nhất C mà nhà cung cấp cho phép (tốc độ lớn nhất tính bằng C tương đương với I_dmax).

Phải thực hiện trình tự thử như quy định trong Bảng 2

Bảng 2 - Trình tự thử năng lượng và dung lượng ở nhiệt độ và các cường độ phóng điện khác nhau

...

...

...

Quy trình

Nhiệt độ thử

1.1

Cân bằng nhiệt

T_room

1.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

1.3

...

...

...

T_room

2.1

Cân bằng nhiệt

40 °C

2.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

40 °C

2.3

Phóng điện ở 1C

...

...

...

2.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

40 °C

2.5

Phóng điện ở 1C

40 °C

3.1

Cân bằng nhiệt

T_room

...

...

...

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

3.3

Chu trình tiêu chuẩn SC

T_room

4.1

Cân bằng nhiệt

40 °C

4.2

...

...

...

40 °C

4.3

Phóng điện ở 10 C

40 °C

4.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

40 °C

4.5

Phóng điện ở 10 C

...

...

...

5.1

Cân bằng nhiệt

T_room

5.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

5.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

...

...

...

Cân bằng nhiệt

40 °C

6.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

40 °C

6.3

Phóng điện ở I_dmax

40 °C

6.4

...

...

...

40 °C

6.5

Phóng điện ở I_dmax

40 °C

7.1

Cân bằng nhiệt

T_room

7.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

...

...

...

7.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

8.1

Cân bằng nhiệt

0 °C

8.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

0 °C

...

...

...

Phóng điện ở 1C

0 °C

8.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

0 °C

8.5

Phóng điện ở 1C

0 °C

9.1

...

...

...

T_room

9.2

Phóng điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

9.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

10.1

Cân bằng nhiệt

...

...

...

10.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

0 °C

10.3

Phóng điện ở 10 C

0 °C

10.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

0 °C

...

...

...

Phóng điện ở 10 C

0 °C

11.1

Cân bằng nhiệt

T_room

11.2

Phóng điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

11.3

...

...

...

T_room

12.1

Cân bằng nhiệt

0 °C

12.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

0 °C

12.3

Phóng điện ở I_dmax

...

...

...

12.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

0 °C

12.5

Phóng điện ở I_dmax

0 °C

13.1

Cân bằng nhiệt

T_room

...

...

...

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

13.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

14.1

Cân bằng nhiệt

- 18 °C

14.2

...

...

...

- 18 °C

14.3

Phóng điện ở 1C

- 18 °C

14.3

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

- 18 °C

14.4

Phóng điện ở 1C

...

...

...

15.1

Cân bằng nhiệt

T_room

15.2

Phóng điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

15.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

...

...

...

Cân bằng nhiệt

- 18 °C

16.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

- 18 °C

16.3

Phóng điện ở 10 C

- 18 °C

16.4

...

...

...

- 18 °C

16.5

Phóng điện ở 10 C

- 18 °C

17.1

Cân bằng nhiệt

T_room

17.2

Nạp điện tiêu chuẩn

...

...

...

17.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

18.1

Cân bằng nhiệt

- 18 °C

18.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

- 18 °C

...

...

...

Phóng điện ở I_dmax

- 18 °C

18.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

- 18 °C

18.5

Phóng điện ở I_dmax

- 18 °C

19.1

...

...

...

T_room

19.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

19.3

Chu trình tiêu chuẩn

T_room

- Quy trình SCH ở các nhiệt độ khác nhau phải tuân theo 6.2.2.3

- Quy trình SC phải tuân theo 6.2

...

...

...

- Tất cả các phép thử phóng điện phải được kết thúc tại các giới hạn điện áp phóng điện của nhà cung cấp.

- Sau khi phóng điện, DUT phải được nghỉ ít nhất là trong 30 min hoặc phải được cân bằng nhiệt ở nhiệt độ môi trường xung quanh yêu cầu hoặc phải sử dụng một khoảng thời gian cố định để cho phép cân bằng nhiệt trước khi bắt đầu bước tiếp sau trong trình tự thử.

CHÚ THÍCH  SCH để hoàn thành có thể nạp lại DUT để bù cho các tổn thất năng lượng có thể xảy ra trong quá trình cân bằng nhiệt độ.

7.2.3  Yêu cầu

Phải báo cáo các dữ liệu sau:

- Dòng điện, điện áp, nhiệt độ của DUT và nhiệt độ môi trường xung quanh đối với thời gian tại mỗi phép thử phóng điện và theo sau là nạp điện tiêu chuẩn;

- Dung lượng phóng điện tính bằng ampe giờ (A.h); năng lượng tính bằng Watt giờ (W.h) và công suất trung bình tính bằng Watt (W), tại mỗi phép thử phóng điện;

- Dung lượng nạp điện tính bằng ampe giờ (A.h); năng lượng tính bằng Watt giờ (W.h) và công suất trung bình tính bằng Watt (W) theo sau mỗi phép thử phóng điện;

- Hiệu suất vòng năng lượng tại mỗi phép thử phóng điện;

...

...

...

- EODV của tất cả các điểm đo điện áp sẵn có của ắc quy cho tất cả các phép thử phóng điện được thực hiện.

7.3  Công suất và điện trở trong

7.3.1  Mục đích

Phép thử công suất và điện trở trong dùng để xác định khả năng công suất động lực học, điện trở thuần cho các điều kiện phóng điện và nạp điện, cũng như OCV của DUT là một hàm số của soc và các nhiệt độ theo một prôfin tải trọng rút ra được từ vận hành lái xe. Quy trình thử kết hợp FreedomCAR “Hybrid pulse Power Characterization Test” (Phép thử biểu thi đặc trưng Hybrid của công suất xung) (xem tài liệu tham khảo [6] và EUCAR “Internal Resistance, Open circuit Voltage and Power Determination Test” (Phép thử xác định điện trở trong, điện áp mạch hở và công suất) (xem tài liệu tham khảo [5]).

Phép thử này áp dụng cho hệ thống và bộ ắc quy.

7.3.2  Profin biểu thị đặc trưng của công suất xung

Mục tiêu của profin này là trình bày và giải thích các khả năng của công suất xung phóng điện (0,1 s, 2 s, 10 s và 18 s) và công suất xung nạp điện tái sinh (0,1 s, 2 s và 10 s) ở các SOC khác nhau. Thủ tục thử sử dụng dòng điện không đổi ở các mức thu được từ dòng điện xung phóng điện danh định lớn nhất, I_dpmax của nhà cung cấp. Trong thỏa thuận với khách hàng, giá trị này có thể được giảm đi. Chỉ trong trường hợp trong đó DUT đạt tới giới hạn điện áp phóng điện, dòng điện sẽ được giảm đi sao cho điện áp ở cực của ắc quy được duy trì ở giới hạn điện áp phóng điện trong suốt xung phóng điện 18 s. Trị số dòng điện của xung nạp điện tái sinh phải giữ không đổi và phải được tính toán bằng 75 % của trị số dòng điện xung phóng điện. Chỉ trong trường hợp trong đó DUT đạt tới giới hạn điện áp ở cực của ắc quy được duy trì ở giới hạn điện áp nạp trong suốt xung nạp điện tái sinh 10 s.

Profin thử phải gồm có một xung phóng điện 18 s, theo sau là khoảng thời gian nghỉ 40 s để cho phép đo điện trở phân cực của ắc quy. Sau khoảng thời gian nghỉ 40 s, phải thực hiện một xung nạp điện 10 s có cường độ dòng điện 75 % của xung phóng điện để xác định các khả năng nạp điện tái sinh. Sau xung nạp điện theo sau là một khoảng thời gian nghỉ 40 s (về đo thời gian và dòng điện, xem Bảng 3 và Hình 5).

CHÚ THÍCH  Để thử nghiệm các hệ thống ắc quy, BCU cung cấp, ví dụ tùy theo nhiệt độ thực tế và SOC của DUT, các giới hạn vận hành lớn nhất cho phép của DUT thông qua giao tiếp thanh dẫn để thiết bị thử kiểu băng duy trì DUT tại tất cả các thời điểm trong điều kiện vận hành quy định. Để thử nghiệm các bộ ắc quy, nhà cung cấp cần phải cung cấp tất cả các giới hạn vận hành cần thiết cho DUT để điều chỉnh thiết bị thử kiểu băng thử duy trì DUT tại tất cả các thời điểm trong điều kiện vận hành quy định.

...

...

...

Độ gia tăng thời gian

s

Thời gian tích tụ

s

Dòng điện

0

0

0

18

...

...

...

Idpmax

40

58

0

10

68

- 0,75 Idpmax

40

108

...

...

...

Hình 5 giới thiệu một ví dụ trong đó dòng điện xung phóng điện danh định lớn nhất I_dpmax là 20C. Dòng điện phóng được quy định là dương và dòng điện nạp được quy định là âm. Nhà cung cấp phải quy định dòng điện xung phóng điện danh định lớn nhất I_dpmax để biểu thị đặc trưng của công suất xung.

CHÚ DẪN

X  thời gian (s)

Y  dòng điện (đến mức C)

1  phóng điện

2  nạp điện

Hình 5 - Profin biểu thị đặc trưng của công suất xung - Dòng điện

...

...

...

X  thời gian (s)

Y  điện áp (V) của hộp hoặc hệ thống ắc quy (ví dụ).

Hình 6 - Profin biểu thị đặc trưng của công suất xung - Điện áp

CHÚ THÍCH  Các giá trị điện áp trên hình 6 là một ví dụ và được biểu thị cho mức của bộ hoặc hệ thống ắc quy. Các giá trị này có thể khác đi tùy thuộc vào tính chất hóa học của ắc quy, nhiệt độ, SOC, v.v...

Đối với công suất đỉnh, việc xác định công suất tái sinh và điện trở, phải đo điện áp và dòng điện ở cực của ắc quy tại các thời gian cho trong Bảng 4.

Nếu thiết bị thử không thể cung cấp giá trị dòng điện với độ chính xác yêu cầu tại thời gian 100ms sau một thay đổi trong profin dòng điện, phải tính toán các giá trị không có liên quan đối với công suất và điện trở cho bước thử riêng này.

Bảng 4 - Điện áp và dòng điện đo được

Thời gian, t

s

...

...

...

Dòng điện

Giá trị dòng điện

0

U0

I0

0

0.1

U1

I1

...

...

...

2

U2

I2

I_{dp, max}

10

U3

I3

I_{dp, max}

18

...

...

...

I4

I_{dp, max}

58

U5

I5

0

58,1

U6

I6

...

...

...

60

U7

I7

- 0,75 I_{dp, max}

68

U8

I8

- 0,75 I_{dp, max}

108

...

...

...

i9

0

Các tính toán sau về điện trở và công suất phải được thực hiện theo Bảng 5

Bảng 5 - Tính toán điện trở và công suất

Giá trị

Phương trình

∆t

s

Điện trở phóng điện 0,1 s

...

...

...

0,1

Điện trở phóng điện 2 s

Ri_2s,ch = (U0 - U2)/I2

2

Điện trở phóng điện 10 s

Ri_10s,dch = (U0 - U3)/I3

10

Điện trở phóng điện 18 s

Ri_{18s, dch} = (U0 - U4)/I4

...

...

...

Điện trở phóng điện toàn bộ

Ri_dch = (U5 - U4)/I4

40

Điện trở nạp điện 0,1 s

Ri_0,1s.dch = (U5 - U6)/I6

0,1

Điện trở nạp điện 2 s

Ri_2s,cha = (U5 - U7)/I7

2

...

...

...

Ri_2s,cha = (U5 - U8)/I8

10

Điện trở nạp điện toàn bộ

Ri_cha = (U9 - U8)/I8

40

Công suất phóng điện 0,1 s

R_{0,1s, dch} = U1 x I1

0,1

Công suất phóng điện 2 s

...

...

...

2

Công suất phóng điện 10 s

P_{10s, dch} = U3 x I3

10

Công suất phóng điện 18 s

P_{18s, dch} = U4 x I4

18

Công suất tái sinh 0,1 s

P_{0,1s, cha} = U6 x I6

...

...

...

Công suất tái sinh 2 s

P_{2s, cha} = U7 x I7

2

Công suất tái sinh 10 s

P_{10s, cha} = U8 x I8

10

Điện áp mạch hở

U_ocv = U0

...

...

...

Phép thử phải được thực hiện ở năm nhiệt độ khác nhau (40°C, T_room, 0 °C, -10 °C và - 18 °C) và phải bao hàm một phạm vi SOC 80 % đến 20 % trong phạm vi năm bước (80 %, 65 %, 50 %, 35 %, 20 %), trong khi chỉ phải thực hiện bước cuối cùng ở SOC 20 % nếu dòng điện phóng lớn nhất của DUT bằng hoặc nhỏ hơn tốc độ dòng điện 10 C để tránh sự phóng điện sâu của DUT.

- Trước mỗi nhiệt độ thử, DUT phải được thuần hóa ở T_room phù hợp với các yêu cầu cân bằng nhiệt đã cho trong 5.1, theo sau là một SCH như đã cho trong 6.2.2.3 để hoàn thành và một SC như đã cho trong 6.2.

- Sau đó, DUT phải được thuần hóa ở nhiệt độ thử quy định phù hợp với các yêu cầu cân bằng nhiệt đã cho trong 5.1, theo sau là một SCH đến SOC 100 % cho trong 6.2.2.3. SCH được yêu cầu để thuần hóa DUT đến SOC 100 % ở nhiệt độ thử quy định trước khi profin thử thị đặc trưng của công suất xung.

- Trong bước tiếp sau, DUT được nạp đầy phải được phóng điện với tốc độ 1C tới SOC ban đầu 80 %, theo sau là khoảng thời gian nghỉ tối thiểu 30 min.

- Sau đó, profin biểu thị đặc trưng của công suất xung như đã mô tả trong 7.3.2 phải được thực hiện.

- Phải đạt được các bước SOC tiếp sau (65 %, 35 % và 20 %) bằng phóng điện 1C, theo sau là một khoảng thời gian nghỉ 30 min. Sau đó, profin biểu thị đặc trưng của công suất xung như đã trong 7.3.2 phải được thực hiện tại mỗi bước SOC đã nêu trên.

CHÚ THÍCH  Chỉ được thực hiện bước cuối cùng ở SOC 20 % nếu có thể thực hiện được.

- Lúc hoàn thành profin biểu thị đặc trưng của công suất xung, SCH phải được thực hiện ở mức SOC 20 %.

Lấy mẫu các dữ liệu, đặc biệt là đối với dòng điện và điện áp của DUT phải được thực hiện với tốc độ lấy mẫu thích hợp, ví dụ 10 ms.

...

...

...

Bảng 6 - Trình tự thử công suất và điện trở trong

Bước

Quy trình

Nhiệt độ thử

1.1

Cân bằng nhiệt

T_room

1.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

...

...

...

1.3

Chu trình tiêu chuẩn

T_room

2.1

Cân bằng nhiệt

T_room

2.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

T_room

...

...

...

Biểu thị đặc trưng của công suất xung

T_room

2.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

3.1

Cân bằng nhiệt

T_room

3.2

...

...

...

T_room

3.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

4.1

Cân bằng nhiệt

40 °C

4.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

...

...

...

4.3

Biểu thị đặc trưng của công suất xung

40 °C

4.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

40 °C

5.1

Cân bằng nhiệt

T_room

...

...

...

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

T_room

5.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

6.1

Cân bằng nhiệt

0 °C

6.2

...

...

...

0 °C

6.3

Biểu thị đặc trưng của công suất xung

0 °C

6.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

0 °C

7.1

Cân bằng nhiệt

...

...

...

7.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

T_room

7.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

8.1

Cân bằng nhiệt

- 10°C

...

...

...

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

- 10°C

8.3

Biểu thị đặc trưng của công suất xung

- 10°C

8.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

- 10°C

9.1

...

...

...

T_room

9.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

T_room

9.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

10.1

Cân bằng nhiệt

...

...

...

10.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

- 18 °C

10.3

Biểu thị đặc trưng của công suất xung

- 18 °C

10.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

- 18 °C

...

...

...

Cân bằng nhiệt

T_room

11.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

T_room

11.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

12.1

...

...

...

T_room

12.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH) để hoàn thành

T_room

12.3

Biểu thị đặc trưng của công suất xung

T_room

12.4

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

...

...

...

- Quy trình SCH ở các nhiệt độ khác nhau phải tuân theo 6.2.2.3.

- Quy trình SC phải tuân theo 6.2.

- Tất cả các phép thử phóng điện phải kết thúc ở các giới hạn điện áp phóng điện của nhà cung cấp.

CHÚ THÍCH: SCH để hoàn thành có thể khiến cho DUT được nạp lại để bù cho các tổn thất năng lượng có thể xảy ra trong quá trình cân bằng nhiệt.

7.3.4  Yêu cầu

Phải cung cấp các dữ liệu sau bằng sử dụng các phương trình đã mô tả trong Bảng 5:

- Công suất phóng điện trong 0,1 s, 2 s và 10 s và các giá trị đỉnh 18 s là một hàm số của SOC và nhiệt độ;

- Công suất tái sinh trong 0,1 s, 2 s và các giá trị đỉnh 10 s là một hàm số của SOC và nhiệt độ;

- Điện trở phóng điện trong 0,1 s, 2 s, 10 s và các giá trị đỉnh 18 s cũng như điện trở toàn bộ là một hàm số của SOC và nhiệt độ;

...

...

...

- Điện áp mạch hở là một hàm số của SOC và nhiệt độ;

- Sai lệch từ phép thử đầu tiên và phép thử cuối cùng ở T_room, nếu có;

- Nếu cần thiết phải giảm dòng điện nạp hoặc phóng điện do các giới hạn điện áp thì các giá trị điện trở trong phải được đánh dấu rõ ràng trong báo cáo thử và trong các bảng kết quả.

7.4  Tổn thất không tải của SOC

7.4.1  Mục đích

Mục đích của phép thử này là đo tổn thất SOC của một hệ thống ắc quy nếu hệ thống ắc quy này không được sử dụng trong thời gian dài. Phép thử này liên quan đến một kịch bản trong đó một xe không được vận hành trong một thời gian dài, vì vậy hệ thống ắc quy có thể không được đặt trong trạng thái nạp điện. Tổn thất không tải của SOC, nếu có, có thể là do sự tự phóng điện thường là tạm thời hoặc do cơ chế khác có thể sinh ra tổn thất lâu dài hoặc bán lâu dài của SOC.

Phép thử này chỉ áp dụng cho các hệ thống ắc quy.

7.4.2  Quy trình thử

Phải đo tổn thất không tải của SOC cho một hệ thống ắc quy đầy đủ và sẵn sàng cho hoạt động. BCU phải được cung cấp có nguồn điện phụ cần thiết (ví dụ, nguồn điện 12 V, một chiều) để có thể kiểm soát các chức năng cần thiết của hệ thống ắc quy trong thời gian nghỉ, ví dụ:

...

...

...

b) Các hoạt động đánh thức có chu kỳ của BCU.

Mức độ tổn thất không tải của SOC phải bao gồm bất kỳ sự đóng góp nào của sự phóng điện ký sinh hoặc phóng điện vận hành của bản thân mạch điện cân bằng của ắc quy vượt quá mức độ tự phóng điện vốn có của bản thân các ắc quy.

Phải đo mức độ tổn thất không tải SOC của hệ thống ắc quy trong ba thời gian nghỉ khác nhau và ở hai nhiệt độ khác nhau. Hệ thống ắc quy phải được phóng điện tới SOC 80 % (hoặc tới một SOC đã được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng và sau đó được để mạch hở trong một thời gian xác định. BCU phải có khả năng các hoạt động (ví dụ, cân bằng ắc quy và các hoạt động đánh thức thường xuyên). Sau khoảng thời gian nghỉ, phải xác định SOC còn lại bằng phóng điện 1C ở T_room.

Phép thử phải được thực hiện ở phòng thử kiểm soát được nhiệt độ ở các nhiệt độ đã cho. Trước mỗi chu trình thử ở một nhiệt độ đã cho, phải giữ ắc quy ở nhiệt độ thử trong khoảng thời gian tối thiểu là 12 h. Khoảng thời gian này có thể được giảm đi nếu đạt được sự cân bằng nhiệt, được quy định là nhỏ hơn mức thay đổi 4K trong số các nhiệt riêng biệt của ắc quy trong khoảng thời gian 1 h.

- Nhiệt độ: T_room và 40 °C;

- Chu trình tiêu chuẩn: Để đảm bảo rằng mỗi phép thử được thực hiện với hệ thống ắc quy ở cùng một điều kiện ban đầu, một SC (xem 6.2) phải được thực hiện trước mỗi phép thử;

- Cường độ phóng điện: Phóng điện hệ thống ắc quy tới SOC 80 % (hoặc tới một SOC được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng) ở cường độ 1C;

- Khoảng thời gian nghỉ: 24 h (1 ngày), 168 h (7 ngày) và 720 h (30 ngày);

- Năng lượng phụ: Tiêu thụ năng lượng phụ (ví dụ, mức 12 V, một chiều) đối với BCU và nếu có yêu cầu, đối với bộ phận điện tử của hệ thống ắc quy khác phải được đo liên tục và được tính bằng Watt giờ (Wh) cho mỗi khoảng thời gian nghỉ.

...

...

...

a) Trình tự thử đầu tiên: Khoảng thời gian thử ở nhiệt độ phòng (T_room).

Bảng 7 - Trình tự thử tổn thất không tải của SOC ở nhiệt độ phòng

Bước

Quy trình

Nhiệt độ thử

1.1

Cân bằng nhiệt

T_room

1.2

...

...

...

T_room

1.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

1.4

Phóng điện 1C tới 80 % SOC

T_room

1.5

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong thời gian 24 h

...

...

...

1.6

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

1.7

Phóng điện 1C tới 80 % SOC

T_room

1.8

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong thời gian 168h

T_room

...

...

...

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

_Troom

1.10

Phóng điện 1C tới 80 % SOC

T_room

1.11

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong thời gian 720 h

T_room

1.12

...

...

...

T_room

Tất cả các phép thử phóng điện phải được kết thúc nếu đạt tới các giới hạn điện áp phóng điện yêu cầu của nhà cung cấp.

b) Trình tự thử thứ hai: Khoảng thời gian nghỉ ở 40 °C (hoặc cao hơn theo thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng)

Bảng 8 - Trình tự thử tổn thất không tải của SOC ở 40 °C (hoặc cao hơn)

Bước

Quy trình

Nhiệt độ thử

2.1

Cân bằng nhiệt

...

...

...

2.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

2.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

2.4

Phóng điện 1C tới 80 % SOC

T_room

...

...

...

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong thời gian 24 h

40 °C (hoặc cao hơn)

2.6

Cân bằng nhiệt

T_room

2.7

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

2.8

...

...

...

T_room

2.9

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong thời gian 168 h

40 °C (hoặc cao hơn)

2.10

Cân bằng nhiệt

T_room

2.11

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

...

...

...

2.12

Phóng điện 1C tới 80 % SOC

T_room

2.13

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong thời gian 720 h

40 °C (hoặc cao hơn)

2.14

Cân bằng nhiệt

T_room

...

...

...

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

Tất cả các phép thử phóng điện phải được kết thúc nếu đạt tới các giới hạn điện áp yêu cầu của nhà cung cấp.

7.4.4  Yêu cầu

Phải báo cáo năng lượng 1C và SOC còn lại từ 80 % đầu tiên của SOC. Tổn thất năng lượng và SOC sau mỗi khoảng thời gian nghỉ phải được biểu thị bằng một tỷ lệ phần trăm của 80% đầu tiên của SOC.

Tiêu thụ năng lượng phụ (mức 12 V một chiều) đối với BCU và, nếu có yêu cầu đối với bộ phận điện tử của hệ thống ắc quy khác phải được biểu thị bằng Watt.giờ (W.h) cho mỗi khoảng thời gian thử.

Phải trình bày một biểu đồ bao gồm các dữ liệu cho ba khoảng thời gian nghỉ và hai nhiệt độ thử chỉ ra dung lượng còn lại đối với khoảng thời gian nghỉ.

7.5  Tổn thất của SOC lúc bảo quản

7.5.1  Mục đích

...

...

...

Phép thử này chỉ áp dụng cho hệ thống ắc quy.

7.5.2  Quy trình thử

Phải đo tập tính tổn thất của SOC lúc bảo quản với một hệ thống ắc quy đầy đủ và sẵn sàng cho hoạt động. Trong thời gian bảo quản, tất cả các đầu dây của hệ thống ắc quy phải được ngắt (ví dụ, các đầu nối cho điện áp cấp B, đầu nối cho điện áp cấp A và làm mát. Cơ cấu ngắt vận hành, nếu có, phải được ngắt.

Phải đo tập tính tổn thất của SOC lúc bảo quản của hệ thống ắc quy sau khoảng thời gian nghỉ 720 h (30 ngày) ở nhiệt độ xung quanh 45 °C với SOC ban đầu 50 %. Dung lượng còn lại sau thời gian bảo quản phải được xác định bằng cường độ phóng điện 1C.

Phải đo tập tính tổn thất của SOC lúc bảo quản phải được thực hiện trong phòng thử có nhiệt độ kiểm soát được.

- Nhiệt độ: 45 °C;

- Chu trình tiêu chuẩn: Để đảm bảo rằng mỗi phép thử được thực hiện với hệ thống ắc quy ở cùng một điều kiện ban đầu phải thực hiện một SC (xem 6.2) trước khi thử tổn thất dung lượng lúc bảo quản;

- Cường độ phóng điện: Phóng điện hệ thống ắc quy tới SOC 80 % ở cường độ 1C;

- Khoảng thời gian nghỉ: 720 h (30 ngày);

...

...

...

- Ngắt vận hành: Cơ cấu ngắt vận hành, nếu có, phải được ngắt.

7.5.3  Trình tự thử

Bảng 9 - Trình tự thử tổn thất SOC lúc bảo quản

Bước

Quy trình

Nhiệt độ thử

1.

Cân bằng nhiệt

T_room

...

...

...

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

3.

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

4.

Phóng điện 1C tới SOC 50 %

T_room

5.

...

...

...

45°C

6.

Cân bằng nhiệt

T_room

7.

Chu trình tiêu chuẩn

T_room

Tất cả các phép thử phóng điện phải được kết thúc nếu đạt tới các giới hạn điện áp phóng điện yêu cầu của nhà cung cấp.

CHÚ THÍCH: SOC còn lại được đo trong phạm vi bước 7 trong quá trình thử SDCH, đây là phần thứ nhất của phép thử SC.

...

...

...

Phải báo cáo năng lượng 1C còn lại và SOC từ SOC 50 % ban đầu. Tổn thất năng lượng và SOC sau thời gian nghỉ phải được tính bằng tỷ lệ phần trăm của SOC 50 % ban đầu.

7.6  Công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ thấp

7.6.1  Mục đích

Phép thử công suất khởi động bằng tay quay ở các nhiệt độ thấp dùng để đo khả năng công suất ở các nhiệt độ thấp. Các nhiệt độ có liên quan phải là - 18° và, nếu được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp, cũng có thể là - 30 °C. Mục đích là tạo ra cơ sở dữ liệu của công suất ra phụ thuộc vào thời gian ở các nhiệt độ thấp.

Phép thử này chỉ áp dụng cho các hệ thống ắc quy.

7.6.2  Trình tự thử

Phép thử về công suất khởi động bằng tay quay ở - 18 °C phải được thực hiện ở mức thấp nhất cho phép của SOC do nhà cung cấp quy định theo trình tự trong Bảng 10.

Bảng 10 - Trình tự thử công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ thấp (- 18 °C)

Bước

...

...

...

Nhiệt độ thử

1.1

Cân bằng nhiệt

T_room

1.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

1.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

...

...

...

...

...

...

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong 10s

- 18 °C

1.8

Lặp lại các bước 1.6 đến 1.7 hai lần

- 18 °C

1.9

Cân bằng nhiệt

T_room

1.10

...

...

...

T_room

Tốc độ lấy mẫu cho các dữ liệu thử trong quá trình thử phải ≤ 50 ms.

Nếu có thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng, phép thử công suất khởi động bằng tay quay cũng được thực hiện ở - 30 °C tại mức thấp nhất của SOC do nhà cung cấp quy định theo trình tự thử trong Bảng 11.

Bảng 11 - Trình tự thử công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ thấp (- 30 °C)

Bước

Quy trình

Nhiệt độ thử

2.1

Cân bằng nhiệt

...

...

...

2.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

2.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

2.4

Phóng điện DUT được nạp điện hoàn toàn ở cường độ phóng điện 1C tới SOC 20 % hoặc mức thấp nhất cho phép của SOC do nhà cung cấp quy định (SOC tối thiểu)

T_room

...

...

...

Cân bằng nhiệt

- 30 °C

2.6

Chỉnh đặt điện áp không đổi của băng thử tới mức điện áp thấp nhất cho phép phóng điện của hệ thống ắc quy theo khuyến nghị của nhà cung cấp trong 5s và giám sát thời gian. Dòng điện lớn nhất không được vượt quá đặc tính kỹ thuật của nhà cung cấp

- 30 °C

2.7

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong 10s

- 30 °C

2.8

...

...

...

- 30 °C

2.9

Cân bằng nhiệt

T_room

2.10

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

Tốc độ lấy mẫu cho các dữ liệu thử trong quá trình thử phải ≤ 50 ms.

Bảng 12 - Giới hạn điện áp cho công suất khởi động bằng tay ở nhiệt độ thấp

...

...

...

s

Thời gian tích lũy

s

Điện áp áp dụng của DUT

5

5

Điện áp phóng điện thấp nhất cho phép của hệ thống ắc quy

10

15

...

...

...

5

20

Điện áp phóng điện thấp nhất cho phép của hệ thống ắc quy

10

30

Mạch điện hở điện áp cấp B

5

35

Điện áp phóng điện thấp nhất cho phép của hệ thống ắc quy

...

...

...

45

Mạch điện hở điện áp cấp B

Phải thực hiện các xung profin trong toàn bộ khoảng thời gian 5 s (cho dù công suất thử phải được hạn chế trong phạm vi điện áp phóng điện nhỏ nhất cho phép) để cho phép thử thực hiện tính toán về sau của khả năng công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ thấp.

7.6.3  Yêu cầu

Các kết quả phải được cung cấp dưới dạng biểu đồ của profin công suất đối với thời gian, bao gồm các giá trị dòng điện, điện áp và nhiệt độ.

7.7  Công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ cao

7.7.1  Mục đích

Phép thử công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ cao dùng để đo các khả năng công suất ở nhiệt độ cao 50 °C hoặc nhiệt độ lớn nhất do nhà cung cấp quy định. Mục đích là tạo ra cơ sở dữ liệu của công suất ra phụ thuộc vào thời gian ở các nhiệt độ cao.

Phép thử này chỉ áp dụng cho các hệ thống ắc quy.

...

...

...

Phép thử về công suất khởi động bằng tay quay ở 50°C phải được thực hiện ở mức thấp nhất cho phép của SOC do nhà cung cấp quy định theo trình tự thử trong Bảng 13.

Bảng 13 - Trình tự thử công suất khởi động bằng tay ở nhiệt độ cao (50 °C)

Bước

Quy trình

Nhiệt độ thử

1.1

Cân bằng nhiệt

T_room

1.2

...

...

...

T_room

1.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

1.4

Phóng điện DUT được nạp điện hoàn toàn ở cường độ phóng điện 1C tới SOC 20 % hoặc mức thấp nhất cho phép của SOC do nhà cung cấp quy định (SOC tối thiểu)

T_room

1.5

Cân bằng nhiệt

...

...

...

1.6

Chỉnh đặt điện áp không đổi của băng thử tới mức điện áp thấp nhất cho phép phóng điện của hệ thống ắc quy theo khuyến nghị của nhà cung cấp trong 5s và giám sát công suất đối với profin thời gian. Dòng điện lớn nhất không được vượt quá đặc tính kỹ thuật của nhà cung cấp

50 °C (hoặc nhiệt độ lớn nhất do nhà cung cấp quy định)

1.7

Thời gian nghỉ với mạch điện hở điện áp cấp B trong 10 s

50 °C (hoặc nhiệt độ lớn nhất do nhà cung cấp quy định)

1.8

Lặp lại các bước 1.6 đến 1.7 hai lần

50 °C (hoặc nhiệt độ lớn nhất do nhà cung cấp quy định)

...

...

...

Cân bằng nhiệt

T_room

1.10

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

1.11

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

Tốc độ lấy mẫu cho các dữ liệu thử phải ≤ 50 ms.

...

...

...

Độ gia tăng thời gian

s

Thời gian tích lũy

s

Điện áp và dòng diện áp dụng của DUT

V và A

5

5

Điện áp phóng điện thấp nhất cho phép của hệ thống ắc quy và dòng điện phóng lớn nhất cho phép

...

...

...

15

Mạch hở

5

20

Điện áp phóng điện thấp nhất cho phép của hệ thống ắc quy và dòng điện phóng lớn nhất cho phép

10

30

Mạch hở

5

...

...

...

Điện áp phóng điện thấp nhất cho phép của hệ thống ắc quy và dòng điện phóng lớn nhất cho phép

Phải thực hiện các xung profin theo Bảng 15 trong toàn bộ khoảng thời gian 5 s (cho dù cần thiết phải hạn chế công suất thử trong phạm vi điện áp phóng điện nhỏ nhất cho phép) để cho phép thực hiện tính toán về sau của khả năng công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ cao.

7.7.3  Yêu cầu

Các kết quả phải được cung cấp dưới dạng biểu đồ của profin công suất đối với thời gian bao gồm các giá trị của dòng điện, điện áp và nhiệt độ.

7.8  Hiệu suất năng lượng

7.8.1  Mục đích

Mục đích của phép thử hiệu suất năng lượng là xác định hiệu suất khứ hồi của hệ thống ắc quy bằng tính toán từ profin xung nạp điện đã cân bằng. Đối với thiết bị, ứng dụng có công suất lớn, hiệu suất năng lượng của hệ thống ắc quy được sử dụng có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất của toàn bộ xe. Hiệu suất năng lượng ảnh hưởng trực tiếp đến tiêu thụ nhiên liệu và các mức phát thải của một xe được trang bị một hệ thống ắc quy cho ứng dụng có công suất lớn.

Phép thử này chỉ áp dụng cho các hệ thống ắc quy.

7.8.2  Mô tả phép thử

...

...

...

7.8.3  Quy trình thử

Áp dụng các điều kiện sau:

- T_room, 40 °C, 0 °C;

- Ba SOC khác nhau: 65 %, 50 %, 35 %:

- Khoảng thời gian nghỉ 30 min trước mỗi áp dụng trình tự xung công suất để cân bằng;

- Khoảng thời gian nghỉ thích hợp (xem các điều kiện chung trong 5.1) sau khi thay đổi nhiệt độ để cân bằng nhiệt;

- Profin dòng điện để biểu thị đặc trưng của hiệu suất năng lượng theo quy định trong Bảng 15.

Bảng 15 - Profin thử hiệu suất năng lượng

Độ gia tăng thời gian

...

...

...

Thời gian tích lũy

s

Dòng điện

A

0

0

0

12

12

...

...

...

40

52

0

16

68

- 15 C hoặc - 0,75 I_dpmax

40

108

0

...

...

...

Đánh giá:

- Năng lượng trong quá trình xung phóng điện: Tích phân của điện áp và dòng điện phóng theo thời gian;

- Năng lượng trong quá trình xung nạp điện: Tích phân của điện áp và dòng điện nạp theo thời gian.

Hiệu suất η biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm được tính toán là tỷ số giữa năng lượng trong quá trình xung phóng điện và năng lượng của xung nạp điện như đã cho trong phương trình (1)

(1)

Các giá trị mong đợi là giữa 75 % và 90 % tùy thuộc vào tính chất hóa học của hệ thống ắc quy.

Bảng 16 - Trình tự thử hiệu suất năng lượng

Bước

...

...

...

Nhiệt độ thử

1.1

Cân bằng nhiệt

T_room

1.2

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

1.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

...

...

...

2.1

Phóng điện với dòng 1C tới SOC 65 %

T_room

2.2

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

T_room

2.3

Thử hiệu suất năng lượng ở SOC 65 %

T_room

...

...

...

Phóng điện với dòng 1C tới SOC 50 %

T_room

2.5

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

T_room

2.6

Thử hiệu suất năng lượng ở SOC 50 %

T_room

2.7

...

...

...

T_room

2.8

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

T_room

2.9

Thử hiệu suất năng lượng ở SOC 35 %

T_room

3.1

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

...

...

...

3.2

Cân bằng nhiệt

40 °C

4.1

Phóng điện với dòng 1C tới SOC 65 %

40 °C

4.2

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

40 °C

...

...

...

Thử hiệu suất năng lượng ở SOC 65 %

40 °C

4.4

Phóng điện với dòng 1C tới SOC 50 %

40 °C

4.5

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

40 °C

4.6

...

...

...

40 °C

4.7

Phóng điện với dòng 1C tới SOC 35 %

40 °C

4.8

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

40 °C

4.9

Thử hiệu suất năng lượng ở SOC 35 %

...

...

...

5.1

Cân bằng nhiệt

T_room

5.2

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

5.3

Cân bằng nhiệt

0 °C

...

...

...

Phóng điện với dòng 1C tới SOC 65 %

0 °C

6.2

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

0 °C

6.3

Thử hiệu suất năng lượng ở SOC 65 %

0 °C

6.4

...

...

...

0 °C

6.5

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

0 °C

6.6

Thử hiệu suất năng lượng ở SOC 50 %

0 °C

6.7

Phóng điện 1 C tới SOC 35 %

...

...

...

6.8

Thời gian nghỉ 30 min với mạch điện hở điện áp cấp B

0 °C

6.9

Phóng điện với dòng 1 C tới SOC 35 %

0 °C

7.1

Cân bằng nhiệt

T_room

...

...

...

Nạp điện tiêu chuẩn (SCH)

T_room

7.3

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

Tốc độ lấy mẫu cho các dữ liệu thử trong quá trình phải ≤50 ms.

7.8.4  Yêu cầu

Phải báo cáo các dữ liệu sau: Hiệu suất năng lượng ở SOC 65 %, 50 % và 35 % cho các nhiệt độ thử T_room, 40 °C và 0 °C.

7.8.5  Ví dụ tính toán về thử hiệu suất năng lượng

...

...

...

Phóng điện/nạp điện trong quá trình phóng điện 12 s ở 20 C

0,4 A.h

Công suất điện (ví dụ)

32,40 kW

Công suất tái sinh (ví dụ)

39,60 kW

Biên độ lắc của SOC

6,667 %

Năng lượng ra trong quá trình phóng điện 12 s ở 20 C (ví dụ)

...

...

...

Năng lượng vào trong quá trình nạp điện 16 s ở 15 C (ví dụ)

132 W.h

Hiệu suất năng lượng

81,8 %

CHÚ THÍCH  Các giá trị này dường như là hiện thực, xuất hiện trong quá trình tăng tốc điển hình hoặc các pha tăng áp trong quá trình lái xe.

7.9  Tuổi thọ theo chu trình

7.9.1  Mục đích

Ngoài các yếu tố lão hóa khác (nghĩa là thời gian, nhiệt độ), hiệu suất năng lượng có ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ của một ắc quy.

Để lựa chọn một profin lão hóa có liên quan đến hiệu suất năng lượng, phải xem xét đến các điều kiện lái xe thực tế. Yêu cầu này có nghĩa là các cường độ phóng điện C cao và biên độ dao động của SOC được áp dụng phải bao hàm các yêu cầu của xe trong chừng mực có thể thực hiện được. Hơn nữa, phép thử năng lượng theo chu trình phải bao hàm phạm vi có thể dùng được của SOC. Đây là vấn đề quan trọng để có được các dữ liệu quan trọng và đáng tin cậy cho dự toán tuổi thọ. Mặt khác, hệ thống ắc quy không được chịu tác dụng của ứng suất quá mức. Vì vậy, quá trình điều khiển nhiệt và giám sát hệ thống ắc quy là bắt buộc; ngoài ra, cần có một số pha nghỉ để cân bằng nhiệt và cân bằng ắc quy.

...

...

...

7.9.2  Quy trình thử

7.9.2.1  Chuẩn bị

Trong quá trình thử cần phải duy trì nhiệt độ của DUT, khi sử dụng thiết bị làm mát, trong phạm vi nhiệt độ giữa T_room và 40 °C (nghĩa là T_room trong các khoảng thời gian nghỉ, một số nhiệt độ cao hơn trong quá trình vận hành). Nếu có yêu cầu của nhà cung cấp, có thể đặt ra các khoảng thời gian nghỉ bổ sung giữa các chu trình để giữ DUT trong phạm vi nhiệt độ quy định.

Thử tuổi thọ theo chu trình được thực hiện bằng kết hợp hai profin thử, một profin thử là “profin phóng điện mạnh” trong đó số lượng phóng điện lớn hơn một chút so với số lượng phóng điện như đã chỉ ra trong Bảng 18 và Hình 7 và profin thử kia là “profin nạp điện giàu” trong đó số lượng nạp điện lớn hơn một chút so với số lượng phóng điện như đã chỉ ra trong Bảng 19 và Hình 8.

Phạm vi biên độ dao động của SOC phải do khách hàng quy định, nếu không, phép thử tuổi thọ theo chu trình phải được thực hiện giữa SOC 30 % và 80 %. Bằng cách kết hợp hai profin thử, có thể sử dụng phạm vi biên độ dao động của SOC cho toàn bộ phép thử theo chu trình. Phải bắt đầu phép thử tuổi thọ theo chu trình từ giới hạn trên của SOC với profin phóng điện mạnh và một khi SOC đạt tới giới hạn dưới hoặc điện áp của ắc quy đạt tới giới hạn dưới của điện áp do nhà cung cấp quy định, profin thử phải được chuyển mạch sang profin nạp điện giàu và được tiếp tục tới khi đạt tới giới hạn trên của SOC hoặc giới hạn trên của điện áp (xem Hình 9).

Giới hạn của SOC cho thay đổi các profin thử có thể được phát hiện với một trong các thông số sau:

- SOC tính toán, nghĩa là bởi BCU;

- Số các chu trình (∆SOC cho mỗi chu trình bằng tới 1,9444 %);

- Ampe giờ (A.h) được xác định bằng phép đo bên ngoài;

...

...

...

Sau 22 h của chu trình, phải có 2 h nghỉ để cho phép cân bằng một chút trong phạm vi tính chất hóa học của ắc quy và đưa tất cả các ắc quy về trạng thái điện áp cân bằng (yêu cầu này thường được thực hiện bằng bố trí sơ đồ điện tích hợp để cân bằng điện áp của ắc quy), theo sau là kiểm tra đặc tính.

7.9.2.2  Profin thử tuổi thọ theo chu trình

CHÚ DẪN

X  Thời gian (s)

Y  dòng điện (tốc độ C)

1  phóng điện

2  nạp điện

Hình 7- Profin dòng điện cho thử tuổi thọ theo chu trình - profin phóng điện mạnh

...

...

...

Độ gia tăng thời gian

s

Thời gian tích lũy

s

Cường độ C của dòng điện

∆SOC tích lũy

5

5

20

...

...

...

10

15

10

- 5,556

32

47

5

- 10,000

20

...

...

...

0

- 10,000

5

72

- 15

- 7,917

10

82

- 10

...

...

...

37

119

- 5

- 5,139

20

139

0

0,000

5

...

...

...

15

0,000

10

154

10

- 2,083

37

191

5

...

...

...

20

211

0

- 10,000

5

216

- 12,5

- 10,000

7

...

...

...

- 7,5

- 6,806

35

258

- 5

- 1,944

42

300

0

...

...

...

CHÚ THÍCH 1  Vì các thời gian trễ khác nhau và các tốc độ chậm của các thiết bị thử ắc quy khác nhau được sử dụng cho nên không xác định các xung ngắn hơn 5 s.

Một cường độ phóng điện C yêu cầu theo Bảng 18 phải được giới hạn cho dòng điện lớn nhất do nhà sản xuất quy định. Nếu vậy, độ gia tăng thời gian tương ứng phải được tăng lên để đạt được giá trị ∆ SOC yêu cầu. Yêu cầu này dẫn đến thời gian tích lũy tăng đối với profin phóng điện mạnh.

CHÚ DẪN

X  Thời gian (s)

Y  dòng điện (tốc độ C)

1  phóng điện

2  nạp điện

Hình 8 - Profin dòng điện cho thử tuổi thọ - profin nạp điện giàu

...

...

...

Độ gia tăng thời gian

s

Thời gian tích lũy

s

Cường độ dòng điện C

∆SOC tích lũy

%

5

5

...

...

...

2,083

10

15

- 10

4,861

37

52

- 5

10,000

...

...

...

72

0

10,000

5

77

20

7,222

10

87

...

...

...

4,444

32

119

5

0,000

20

139

0

0,000

...

...

...

144

- 12,5

1,736

7

151

- 7,5

3,194

49

200

...

...

...

10,000

20

220

0

10,000

5

226

15

7,917

...

...

...

235

10

5,139

23

258

5

1,944

42

300

...

...

...

1,944

CHÚ THÍCH 2  Vì thời gian trễ khác nhau và các tốc độ chậm của các thiết bị thử ắc quy khác nhau được sử dụng cho nên không xác định các xung ngắn hơn 5 s.

Một cường độ phóng điện C yêu cầu theo Bảng 19 phải được giới hạn cho dòng điện lớn nhất do nhà sản xuất quy định. Nếu vậy, độ gia tăng thời gian tương ứng phải được tăng lên để đạt được giá trị ∆ SOC yêu cầu. Yêu cầu này dẫn đến thời gian tích lũy tăng đối với profin nạp điện giàu.

CHÚ DẪN

X  thời gian

Y  SOC (%)

1  profin phóng điện mạnh

2  protin nạp điện mạnh

...

...

...

4  điểm xoay của chu trình ở SOC = 30 %

CHÚ THÍCH  Tại SOC = 30 % là điểm xoay của chu trình.

Hình 9 - Biên độ lắc điển hình của SOC bằng kết hợp các profin phóng điện mạnh và nạp điện giàu

7.9.2.3  Trình tự thử tuổi thọ theo chu trình

Bảng 19 - Trình tự thử tuổi thọ theo chu trình

Bước

Quy trình

Nhiệt độ thử

1

...

...

...

T_room

2

Chu trình tiêu chuẩn (SC)

T_room

3

Chu trình tiêu chuẩn (SC) cho xác định dung lượng 1C

T_room

4

Phóng điện tiêu chuẩn (SCH) tới SOC 80% hoặc SOC có giới hạn trên khác do khách hàng quy định

...

...

...

5

Thực hiện theo chu trình bằng profin phóng điện giàu tới:

- SOC 30 % hoặc SOC có giới hạn dưới khác do khách hàng quy định;

- Điện áp ắc quy đạt tới giới hạn dưới do nhà cung cấp quy định

T_room

6

Thực hiện theo chu trình bằng profin nạp điện giàu tới:

- SOC 80 % hoặc SOC có giới hạn dưới khác do khách hàng quy định;

- Điện áp ắc quy đạt tới giới hạn trên do nhà cung cấp quy định

...

...

...

7

Lặp lại các bước 5 và 6 trong 22 h.

T_room

8

Mỗi ngày sau 22 h thực hiện theo chu trình và lúc kết thúc profin nạp điện giàu:

- Thời gian nghỉ để cân bằng các điện áp và nhiệt độ của ắc quy phải được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng.

T_room

9

Mỗi tuần sau 7 ngày thực hiện theo chu trình, thực hiện phép thử công suất với trình tự thử sau:

...

...

...

- Nạp điện tiêu chuẩn (SCH);

- Chu trình tiêu chuẩn (SC);

- Biểu thị đặc trưng công suất xung;

- Nạp điện tiêu chuẩn (SCH).

T_room

10

Tiếp tục bước 4, nhưng cứ mỗi hai tuần tiếp tục bước 2 để xác định dung lượng 1C.

T_room

7.9.2.4  Điều kiện

...

...

...

- Nhiệt độ môi trường xung quanh: bắt đầu ở T_room  trong phòng có nhiệt độ cùng với thiết bị an toàn thích hợp;

- Phạm vi của SOC nên là 30 % đến 80 % hoặc ở trong phạm vi được thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp;

- Khoảng thời gian nghỉ 2 h sau 22 h thực hiện theo chu trình để cân bằng nhiệt và cân bằng ắc quy;

- Cần làm mát hệ thống ắc quy;

- Trong quá trình thực hiện theo chu trình, bộ phận điện tử của DUT phải bảo đảm cho không có các giới hạn nào của ắc quy bị vượt qua và đạt được các giới hạn điện áp do nhà cung cấp quy định. Dòng điện phải tự động giảm đi để tránh bất cứ sự vận hành quá mức nào.

7.9.2.5  Giám sát và ghi chép dữ liệu

Phải giám sát và ghi chép tất cả các dữ liệu của cảm biến nhiệt độ và điện áp. Số lượng của các dữ liệu lưu trữ có thể được giảm đi bằng cách chỉ ghi chép các phần được lựa chọn của các trình tự thử.

Phải ghi lại dung lượng tích lũy tương đương với ∆ SOC để so sánh với giá trị SOC do BCU đưa ra.

7.9.2.6  Xác định SOC

...

...

...

7.9.2.7  Tiêu chí kết thúc phép thử

Phép thử tuổi thọ theo chu trình phải được kết thúc theo bất cứ các tiêu chí kết thúc phép thử nào sau đây:

- Profin thử tuổi thọ theo chu trình không thể thực hiện được lâu hơn, chẳng hạn do đã đạt tới các giới hạn;

- Các yêu cầu của phép kiểm thông số giữa các trình tự của profin thử tuổi thọ theo chu trình theo bước 9 của Bảng 19 không thể đáp ứng được nữa;

- Bởi thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng.

7.9.2.8  Sự mất dần dung lượng

Sự thay đổi của dung lượng có thể phóng điện được so với giá trị BOL (được đo theo phép thử năng lượng và dung lượng T_room; xem 7.1) đối với một điểm nào đó sớm hay muộn phải được báo cáo định kỳ là sự mất dần dung lượng. Sự mất dần dung lượng C_fade phải được biểu thị là một tỷ lệ phần trăm của dung lượng BOL ban đầu (1C ở T_room) như đã chỉ ra trong phương trình (2):

(2)

...

...

...

C_fade là sự mất dần dung lượng, tích lũy phần trăm;

C_{rt, tx} là dung lượng 1 C ở phép thử dòng điện;

C_{rt, to} là dung lượng danh định 1C tại BOL.

7.9.3  Yêu cầu

Phải báo cáo các dữ liệu sau:

- Dung lượng 1C lúc ban đầu;

- Điện trở trong, công suất đỉnh và OCV đối với thời gian từ trình tự thử công suất hàng tuần;

- Dung lượng 1C đối với thời gian thực hiện theo chu trình (từ xác định dung lượng 1C trong hai tuần lễ);

- Sự mất dần dung lượng đối với thời gian thực hiện theo chu trình.

...

...

...

Liên quan đến hiệu suất năng lượng, có thể dẫn ra các giá trị sau:

- Giả thử: Vận tốc trung bình là 60km/h

- Tính toán áng chừng cho “300V x I x t^n” và tóm tắt tất cả các bước

- Năng lượng ra mỗi chu kỳ 5 min

0,36 kW.h

5 km

- Năng lượng ra mỗi giờ

4,32 kW.h

60 km

...

...

...

95,05 kW.h

1320 km

- Năng lượng ra mỗi tuần

665,28 kW.h

9240 km

- Năng lượng ra mỗi 6 tuần

3991,68 kW.h

55440 km

- Năng lượng ra mỗi 12 tuần (vận hành 1848 h)

...

...

...

110880 km

8  Thử độ tin cậy

8.1  Sự đọng sương - Thay đổi nhiệt độ

8.1.1  Mục đích

Phép thử này mô phỏng việc sử dụng hệ thống ắc quy/ắc quy ở độ ẩm cao của môi trường xung quanh. Các dạng hư hỏng là sự trục trặc về điện do hơi ẩm gây ra (ví dụ, dòng điện rò rỉ gây ra bởi một bảng mạch in được ngâm trong hơi ẩm. Một dạng hư hỏng bổ sung thêm có thể là hiệu ứng thông gió vận chuyển hơi ẩm trong nhà khi không khí bên trong hệ thống ắc quy/ắc quy nguội đi và không khí xung quanh có độ ẩm cao bị hút vào hệ thống ắc quy/ắc quy.

Phép thử này áp dụng cho các bộ và hệ thống ắc quy.

8.1.2  Quy trình thử

Thực hiện phép thử phù hợp với TCVN 7699-2-30 (IEC 60068-2-30), Db với các sửa đổi sau:

- Các profin độ ẩm và nhiệt độ theo Hình 10;

...

...

...

Sử dụng chế độ vận hành 21 phù hợp với ISO 16750-1 trong toàn bộ trình tự thử.

Nếu nhiệt độ của DUT vượt quá các giới hạn do nhà cung cấp đã đưa ra, DUT nên được vận hành ở một chế độ vận hành như đã thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp.

CHÚ THÍCH  Profin nhiệt độ và độ ẩm được quy định để tạo ra các hiệu ứng đọng sương gần đúng với môi trường của xe.

8.1.3  Yêu cầu

Trạng thái chức năng phải là cấp A như đã quy định trong ISO 16750-1.

Các dữ liệu đo phải bao gồm điện trở cách điện giữa vỏ của DUT và các đầu cực dương và âm trước và sau khi thử.

a) Độ ẩm tương đối đối với thời gian

b) Nhiệt độ đối với thời gian.

...

...

...

CHÚ DẪN

Y₁  độ ẩm tương đối (%)

Y₂  nhiệt độ (°C)

X  thời gian, tính bằng giờ (h)

a  kết thúc sự tăng nhiệt độ

b  bắt đầu giảm nhiệt độ

c  giá trị đạt khuyến nghị của độ ẩm/nhiệt độ

d  ngưng tụ

e  làm khô

...

...

...

Hình 10 - Chu trình đọng sương

Mô tả chi tiết phép thử được cho trong ISO 16750-4.

8.2  Thực hiện theo chu trình sự thay đổi nhiệt độ đột ngột

8.2.1  Mục đích

Thực hiện theo chu trình sự thay đổi nhiệt độ đột ngột nhằm xác định điện trở của DUT đối với các thay đổi đột ngột của nhiệt độ. DUT chịu tác động của một số chu trình nhiệt độ quy định, bắt đầu ở T_room, theo sau là các chu trình nhiệt độ cao và thấp. Các dạng hư hỏng nhận được là các trục trặc về điện và cơ gây ra bởi chu trình nhiệt độ được tăng tốc.

Phép thử này áp dụng cho các bộ và hệ thống ắc quy.

8.2.2  Thử nghiệm

Trước khi thực hiện theo chu trình sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ, phải đánh giá dung lượng của DUT bằng cách thực hiện hai SC theo 6.2. Điều chỉnh SOC với sự phóng điện 1C tới 50 % trước khi bắt đầu profin chu trình thay đổi nhiệt độ đột ngột.

Với DUT ở SOC 50 % và nhiệt độ T_room được chứa trong một thể tích kín và với tất cả các cơ cấu điều khiển nhiệt mất khả năng hoạt động, thực hiện chu trình nhiệt cho DUT với nhiệt độ môi trường xung quanh ở giữa 85 °C hoặc T_max như đã được quy định giữa nhà cung cấp và khách hàng tới - 40 °C (nên đo nhiệt độ môi trường xung quanh ở vùng lân cận gần DUT). Thời gian để đạt tới mỗi nhiệt độ cực hạn phải là 30 min hoặc ít hơn. Nếu có thể đưa ra các giới hạn hợp lý của thiết bị và các xem xét về an toàn, DUT có thể được di chuyển giữa hai phòng thử nghiệm với mỗi điều chỉnh ở các giới hạn đối nhau của phạm vi nhiệt độ. DUT phải được giữ ở mỗi nhiệt độ cực hạn trong thời gian tối thiểu là 1h. Phải thực hiện tổng số của năm chu trình nhiệt. Sau khi thực hiện chu trình nhiệt, kiểm tra DUT về bất cứ hư hỏng nào, đặc biệt chú ý tới các mối hàn kín có thể có. Kiểm tra bảo đảm rằng sơ đồ điện điều khiển hoạt động bình thường.

...

...

...

Sau khi thực hiện theo chu trình sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ, phải đánh giá dung lượng của DUT bằng cách thực hiện hai SC theo 6.2.

Các dữ liệu đo phải bao gồm:

- Các nhiệt độ và điện áp của tất cả các điểm đo sẵn có cho sử dụng của DUT trong quá trình thử;

- Điện trở cách điện giữa hộp DUT và các đầu cực dương và âm trước và sau khi thử;

- Dung lượng 1C ở T_room trước và sau khi thử theo chu trình sự thay đổi đột ngột của nhiệt độ (trong mỗi trường hợp, dung lượng 1C của chu trình tiêu chuẩn thứ hai).

8.2.3  Yêu cầu

Trạng thái chức năng phải là cấp B như đã quy định trong ISO 16750-1.

8.3  Rung

8.3.1  Mục đích

...

...

...

Thử rung gồm có hai phần

- Phần 1 của quy trình thử rung là thử trạng thái của toàn bộ bộ hoặc hệ thống ắc quy (xem 8.3.2). Do khối lượng lớn của DUT này, tần số thử lớn nhất được giới hạn tới 200 Hg, nhưng phép thử rung phải được thực hiện theo trình tự trong cả ba chiều của không gian.

- Phần 2 của quy trình thử rung là thử tách biệt trạng thái của các thiết bị điện và điện tử có khối lượng nhỏ (so với các thiết bị điện/điện tử trong các ứng dụng thông thường của xe) bao gồm cả các khung, giá sử dụng trong bộ hoặc hệ thống ắc quy (xem 8.3.3). Phép thử này tuân theo ISO 16750-3 về các khu vực lắp trên khung xe.

Phép thử này áp dụng cho các bộ và hệ thống ắc quy.

CHÚ THÍCH  Có thể thực hiện phép thử này khi sử dụng một hệ con (cụm) bộ ắc quy (xem 5.1).

8.3.2  Phần 1 của thử rung - Bộ và hệ thống ắc quy

8.3.2.1  Quy trình thử

Phải thực hiện phép thử phù hợp với TCVN 7699-2-64:2013 (IEC 60068-2-64:2008), các Bảng 20 đến 23, hoặc theo một profin thử do khách hàng xác định và được kiểm tra theo ứng dụng của xe.

Các thông số thử đã cho có hiệu lực đối với DUT được thiết kế cho lắp đặt trên các khối lượng đặt trên lò xo (khung xe) của một xe. DUT phải được lắp trên một băng thử rung theo vị trí lắp đặt được thiết kế trên xe và theo các yêu cầu cho trong TCVN 7699-2-47 (IEC 60068-2-47).

...

...

...

Bảng 20 - Các giá trị cho PSD-ngang-dọc-X

Tần số

Hg

PSD

g^2/Hg

PSD

(m/s^2)^2/Hg

5

0,0125

...

...

...

10

0,03

2,89

20

0,03

2,89

200

0,00025

0,02

...

...

...

0,96g

9,42 m/s^2

Bảng 21 - Các giá trị cho PSD-nằm ngang-ngang-Y

Tần số

Hg

PSD

g^2/Hg

PSD

(m/s^2)^2/Hg

...

...

...

0,04

3,85

20

0,04

3,85

200

0,0008

0,08

r.m.s

...

...

...

12,07 m/s^2

Bảng 22 - Các giá trị cho PSD-nằm ngang-ngang-Y_{Hành khách-khoang-đáy}

Tần số

Hz

PSD

g^2/Hg

PSD

(m/s^2)^2/Hg

5

...

...

...

0,96

10

0,015

1,44

20

0,015

1,44

50

0,01

...

...

...

200

0,0004

0,04

r.m.s

0,95g

9,42 m/s^2

Bảng 23 - Các giá trị cho PSD-thẳng đứng-Z

Tần số

Hg

...

...

...

g^2/Hg

PSD

(m/s^2)^2/Hg

5

0,05

4,81

10

0,06

5,77

...

...

...

0,06

5,77

200

0,0008

0,08

r.m.s

1,44g

14,13 m/s^2

...

...

...

CHÚ DẪN

X  tần số

Y₁  mật độ công suất (g^2/Hg)

Y₂  mật độ công suất (m/s^2)^2/Hg

1  PSD nằm ngang dọc X

2  PSD nằm ngang ngang Y

3  PSD nằm ngang ngang Y

4  PSD thẳng đứng Z

CHÚ THÍCH  Các khối lượng được lắp trên khung xe

...

...

...

Các thông số điều khiển sau phải được bảo đảm

- Tần số kiểu tam giác (delta) 1,25 ± 0,25 Hg

- Dải trong của dung sai (mức cảnh báo) ± 3 dB

- Dải ngoài của dung sai (mức ngắt) ± 6 dB

Phải bảo đảm rằng thiết kế của bộ hoặc hệ thống ắc quy chịu tác động đặc biệt của nhiệt độ trong quá trình tuổi thọ; vì thế, thử nghiệm rung (thời gian thử cho mỗi chiều không gian) của bộ hoặc hệ thống ắc quy phải được một profin nhiệt độ theo Bảng 24 đặt chồng lên

Bảng 24 - Các giá trị khoảng thời gian thử và nhiệt độ xung quanh

Thời gian của một mẫu thử

min

Thời gian của hai mẫu thử

...

...

...

Thời gian của ba mẫu thử

min

Nhiệt độ thử

0

0

0

T_room

105

75

...

...

...

T_min

420

300

240

T_min

525

375

300

T_room

...

...

...

500

400

T_max

1085

775

620

T_max

1260

900

...

...

...

T_room

Σ = 21h

Σ = 15h

Σ = 12h

T_min và T_max phải được thỏa thuận giữa nhà cung cấp bộ hoặc hệ thống ắc quy và khách hàng. Nếu không được quy định, phải sử dụng các giá trị sau: T_min = - 40 °C; T_max = 75 °C.

Trước khi thử rung, phải đánh giá dung lượng của DUT bằng cách thực hiện hai SC theo 6.2. Điều chỉnh SOC với sự phóng điện 1C tới 50 % trước khi bắt đầu profin thử rung.

Sau khi thử rung, phải đánh giá dung lượng của DUT bằng cách thực hiện hai SC theo 6.2.

8.3.2.2  Yêu cầu

...

...

...

Chế độ vận hành phải được thực hiện với các công tắc tơ chính ở vị trí đóng.

Phải có trạng thái chức năng cấp A (xem ISO 16750-1) trong chế độ vận hành 3.2 như đã quy định trong ISO 16750-1, và trạng thái chức năng cấp C trong các khoảng thời gian có các chế độ vận hành khác.

Các dữ liệu đo phải bao gồm:

- Điện áp giữa các đầu dây dương và âm của DUT trong quá trình thử;

- Điện trở cách điện giữa vỏ của DUT và các đầu dây dương và âm trước và sau khi thử;

- Dung lượng 1C ở T_room trước và sau khi thử (trong mỗi trường hợp dung lượng 1C của SC thứ hai).

8.3.3  Phần 2 của thử rung - Các thiết bị điện/điện tử của bộ và hệ thống ắc quy

8.3.3.1  Quy trình thử

Các thông số thử đã cho có hiệu lực đối với DUT được thiết kế cho lắp đặt trên các khối lượng đặt trên lò xo (khung xe) của xe. Nếu yêu cầu riêng của xe hoặc khu vực lắp đặt khác so với các yêu cầu cho trong quy trình thử sau thì phải thực hiện phép thử phù hợp với ISO 16750-3 hoặc theo các dữ liệu từ các phép đo tải trọng vận hành riêng trên xe.

...

...

...

Giá trị bình phương trung bình (r.m.s) của gia tốc phải là 27,8 m/s^2.

Về PSD đối với tần số, xem Hình 12 và Bảng 25.

CHÚ DẪN

X  tần số (Hz)

Y  PSD (m/s^2)^2/Hg

Hình 12 - PSD của gia tốc theo tần số

Bảng 25 - Các giá trị cho PSD và tần số

Tần số

...

...

...

PSD

(m/s^2)^2/Hz

10

20

55

6,5

180

0,25

300

...

...

...

360

0,14

1000

0,14

2000

0,14

8.3.3.2  Yêu cầu

Không được xảy ra gẫy vỡ và mất tiếp xúc điện theo các yêu cầu của quy trình thử rung.

Cần có trạng thái chức năng cấp A (xem ISO 16750-1) trong chế độ vận hành 3.2 như đã quy định trong ISO 16750-1, và trạng thái chức năng cấp C trong các khoảng thời gian có các chế độ vận hành khác.

...

...

...

8.4.1  Mục đích

Phép thử này áp dụng cho các hộp và hệ thống ắc quy được dùng để lắp đặt trên các điểm cứng vững của thân (thùng) hoặc trên khung của xe.

Tải trọng xảy ra, ví dụ, khi lái xe qua một viên đá lề đường với vận tốc cao. Dạng hư hỏng là hư hỏng cơ khí của các chi tiết, bộ phận do các gia tốc cao gây ra.

Phép thử này áp dụng cho các bộ và hệ thống ắc quy.

CHÚ THÍCH  Có thể thực hiện phép thử này khi sử dụng một hệ con các bộ ắc quy.

8.4.2  Thử nghiệm

Phải thực hiện phép thử phù hợp với ISO 16750-3, Bảng 26 hoặc theo một profin thử do khách hàng xác định và được kiểm tra theo ứng dụng của xe.

Gia tốc do va chạm trong phép thử phải được tác động theo cùng một chiều như gia tốc va chạm xảy ra trong xe. Nếu không biết chiều tác động, DUT phải được thử theo tất cả sáu chiều của không gian.

Bảng 26 - Thử va chạm cơ học - Thông số

...

...

...

Yêu cầu

Chế độ vận hành của DUT

(xem ISO 16750-1)

Chế độ 3.2

Dạng xung

Nửa hình sin

Gia tốc

500m/s^2

Khoảng thời gian

...

...

...

Nhiệt độ

T_room

Số va chạm

10 trên mỗi chiều thử

Trước khi thử va chạm cơ học, phải đánh giá dung lượng của DUT bằng cách thực hiện hai SC theo 6.2. Điều chỉnh SOC với sự phóng điện 1C tới 50 % trước khi bắt đầu profin va chạm cơ học.

Chế độ vận hành phải được kiểm tra liên tục nhiệt độ và điện áp của tất cả các điểm đo có thể sử dụng được của DUT.

Sau khi thử va chạm cơ học, phải đánh giá dung lượng của DUT bằng cách thực hiện hai SC theo 6.2.

8.4.3  Yêu cầu

Trạng thái chức năng phải là cấp A như đã quy định trong ISO 16750-1.

...

...

...

- Các nhiệt độ và điện áp của tất cả các điểm đo có thể sử dụng được của DUT trong quá trình thử;

- Điện trở cách điện giữa hộp DUT và các đầu dây dương và âm trước và sau khi thử;

- Dung lượng 1C ở T_room trước và sau khi thử (trong mỗi trường hợp, dung lượng 1C của SC thứ hai).

9  Thử sử dụng quá mức

9.1  Thông tin

9.1.1  Trạng thái nạp điện

Mặc dù một bộ hoặc hệ thống ắc quy có công suất lớn có thể được xem là được nạp đầy ở SOC 80 % nhưng vẫn phải tiến hành các phép thử sử dụng quá mức ở SOC 100 %, trừ khi có quy định khác.

9.1.2  Thuần hóa

Trừ khi có quy định khác, phải áp dụng các điều kiện sau:

...

...

...

- DUT nên ở nhiệt độ vận hành bình thường của thiết bị này.

- Nếu hệ thống ắc quy bao gồm cả hệ thống điều khiển nhiệt thì các hệ thống này nên được vận hành;

- Nếu các phương tiện làm mát là cần thiết cho vận hành thì chúng phải ở đúng vị trí.

9.1.3  Khoang thời gian thử

Sau mỗi phép thử, phải quan sát DUT trong một khoảng thời gian ít nhất là 1h tới khi nhiệt độ của DUT giảm xuống dưới 50 °C hoặc tới thời gian mà DUT được xem là an toàn cho tiếp xúc bằng tay.

9.2  Bảo vệ chống ngắn mạch

9.2.1  Mục đích

Mục đích của phép thử bảo vệ chống ngắn mạch là kiểm tra chức năng của cơ cấu bảo vệ chống dòng điện quá mức. Cơ cấu này phải ngắt dòng điện ngắn mạch để bảo vệ DUT tránh các sự cố nghiêm trọng có liên quan do dòng điện ngắn mạch gây ra.

Phép thử này áp dụng cho các bộ về hệ thống ắc quy.

...

...

...

DUT phải ở nhiệt độ phòng, T_room, được nạp điện hoàn toàn và ở trong điều kiện vận hành bình thường (các công tắc tơ chính được đóng, các hệ thống ắc quy được điều khiển bằng BCU). Phải sử dụng một dây dẫn có cỡ kích thước thích hợp  mΩ để tác động một “ngắn mạch cứng” ít hơn 1s trong thời gian 10min hoặc tới khi xảy ra điều kiện khác nữa ngăn cản sự hoàn thành phép thử (ví dụ, nung chảy chi tiết). Phép thử phải được thực hiện với các cơ cấu bảo vệ chống ngắn mạch thích hợp thụ động và không thụ động được vận hành. Sau khi DUT đã bị ngắn mạch như đã mô tả ở trên, phải tiếp tục quan sát DUT trong thời gian 2 h. Tất cả các chức năng của DUT phải vận hành được hoàn toàn như đã thiết kế trong quá trình thử. Ở mức bộ ắc quy, cơ cấu bảo vệ chống dòng điện quá mức (ví dụ, cầu chảy) phải ngắt dòng điện ngắn mạch. Ở mức hệ thống ắc quy, dòng điện ngắn mạch phải được ngắt bằng cơ cấu bảo vệ chống dòng điện quá mức (ví dụ, cầu chảy) và/hoặc bằng ngắt tự động bởi các công tắc tơ chính.

Phải thực hiện lấy mẫu các dữ liệu, đặc biệt là điện áp và dòng điện của DUT với tốc độ lấy mẫu thích hợp, ví dụ 0,1 ms để đánh giá chức năng ngắt dòng điện và dòng điện ngắn mạch đỉnh thực tế.

9.2.3  Yêu cầu

Các dữ liệu đo phải bao gồm:

- Điện áp, dòng điện và nhiệt độ của DUT là một hàm số của thời gian;

- Điện trở cách điện giữa hộp DUT và các đầu dây dương và âm trước và sau khi thử.

9.3  Bảo vệ chống nạp điện quá mức (quá nạp)

9.3.1  Mục đích

Mục đích của phép thử bảo vệ chống nạp điện quá mức (qua nạp) là kiểm tra chức năng của bảo vệ chống quá nạp. Chức năng này phải ngắt dòng điện quá nạp để bảo vệ DUT tránh các sự cố nghiêm trọng có liên quan do dòng điện quá nạp gây ra.

...

...

...

9.3.2  Quy trình thử

DUT phải ở T_room, được nạp điện hoàn toàn và ở trong điều kiện vận hành bình thường với vận hành của hệ thống làm mát (các công tắc tơ chính được đóng, hệ thống ắc quy được điều khiển bằng BCU). Phép thử phải được thực hiện với các cơ cấu bảo vệ mạch thụ động tích hợp được vận hành. Sự điều khiển nạp điện chủ động của thiết bị thử phải được ngắt.

- DUT phải được nạp điện ở tốc độ dòng điện không đổi đã được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng. Dòng điện nạp không đổi được khuyến nghị nên là 5 C.

- Giới hạn trên của điện áp cung cấp điện nên được chỉnh đặt không vượt quá 20 % điện áp lớn nhất của hệ thống ắc quy;

- Sự nạp điện phải được tiếp tục tới khi DUT tự động ngắt nạp điện bằng các công tắc tơ chính;

- Phép thử bảo vệ chống quá nạp phải được kết thúc nếu mức SOC vượt quá 130 % hoặc các mức nhiệt độ của ắc quy vượt quá 55 °C. Các giới hạn cho các mức SOC và nhiệt độ ắc quy của DUT để kết thúc phép thử bảo vệ chống quá nạp có thể được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng.

Việc thu thập/giám sát các dữ liệu phải được tiếp tục trong thời gian 1 h sau khi dừng quá trình nạp điện.

Tất cả các chức năng của DUT phải vận hành được hoàn toàn như đã thiết kế trong quá trình thử. BCU phải ngắt dòng điện quá nạp bằng ngắt tự động của các công tắc tơ chính để bảo vệ DUT tránh các tác động nghiêm trọng có liên quan.

Phải thực hiện lấy mẫu các dữ liệu, đặc biệt là ở điện áp và dòng điện của DUT với tốc độ lấy mẫu thích hợp, ví dụ, 100 ms để đánh giá chức năng ngắt dòng điện.

...

...

...

Các dữ liệu đo phải bao gồm:

- Điện áp, dòng điện và nhiệt độ của DUT là một hàm số của thời gian;

- Điện trở cách điện giữa hộp DUT và các đầu cực dương và âm trước và sau khi thử.

9.4  Bảo vệ chống phóng điện quá mức

9.4.1  Mục đích

Mục đích của phép thử bảo vệ chống phóng điện quá mức là kiểm tra chức năng bảo vệ chống phóng điện quá mức. Cơ cấu này phải ngắt dòng điện phóng quá mức để bảo vệ DUT tránh bất cứ các sự cố nghiêm trọng nào có liên quan do dòng điện phóng quá mức gây ra.

Phép thử này chỉ áp dụng cho các hệ thống ắc quy.

9.4.2  Quy trình thử

DUT phải ở T_room, được nạp điện hoàn toàn và ở trong điều kiện vận hành bình thường với vận hành của hệ thống làm mát (các công tắc tơ chính được đóng, hệ thống ắc quy được điều khiển bằng BCU). Phép thử phải được thực hiện với các cơ cấu bảo vệ mạch thụ động tích hợp được vận hành. Sự điều khiển phóng điện chủ động của thiết bị thử phải được ngắt.

...

...

...

- Quá trình phóng điện phải được tiếp tục tới khi DUT ngắt phóng điện bằng tự động ngắt các công tắc tơ chính.

- Phép thử phóng điện phải được kết thúc bằng tay nếu đã đạt 25 % mức điện áp danh định hoặc một giới hạn thời gian 30 min sau khi vượt qua các giới hạn phóng điện bình thường của DUT. Các giá trị về thời gian và các giới hạn điện áp cho kết thúc phép thử bảo vệ chống phóng điện quá mức có thể được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và khách hàng.

CHÚ THÍCH  Điện áp danh định là điện áp mà nhà cung cấp đã cho và là điện áp vận hành được khuyến nghị của hệ thống ắc quy. Điện áp này phụ thuộc vào tính chất hóa học của ắc quy, số lượng ắc quy và sự bố trí các ắc quy. Việc thu thập/giám sát các dữ liệu phải được tiếp tục trong thời gian 1 h sau khi dừng quá trình phóng điện.

Tất cả các chức năng của DUT phải vận hành được hoàn toàn như đã thiết kế trong quá trình thử. BCU phải ngắt dòng điện phóng quá mức bằng ngắt tự động các công tắc tơ chính để bảo vệ DUT tránh các tác động nghiêm trọng có liên quan.

Phải thực hiện lấy mẫu các dữ liệu, đặc biệt là ở các giới hạn phóng điện bình thường và vượt quá điện áp và dòng điện của DUT với tốc độ lấy mẫu thích hợp, ví dụ, 100 ms, để đánh giá chức năng ngắt dòng điện.

9.4.3  Yêu cầu

Các dữ liệu đo phải bao gồm:

- Điện áp, dòng điện và nhiệt độ là một hàm số của thời gian;

- Điện trở cách điện giữa hộp DUT và các đầu dây dương và âm trước và sau khi thử.

...

...

...

Phụ lục A

(Tham khảo)

Bộ và hệ thống ắc quy và mô tả tóm tắt các phép thử

A.1  Quy định chung

Phụ lục này cung cấp thông tin về cách phân biệt giữa một bộ ắc quy và một hệ thống ắc quy, đồng thời giới thiệu sự phân định các phép thử cho các Bộ và hệ thống ắc quy.

A.2  Bộ ắc quy

Hình 1 giới thiệu cấu hình điển hình của một bộ ắc quy.

CHÚ DẪN

...

...

...

2  Các đầu nối điện áp cấp B

3  Các đầu nối điện áp cấp A

4  Bộ ắc quy

5  Bộ phận điện tử của ắc quy

6  Bộ phận làm mát và các đầu nối (tùy chọn)

7  Hộp chống va đập trong sử dụng bình thường

8  Cụm ắc quy (các ắc quy, cảm biến, thiết bị làm mát)

9  Ngắt phục vụ

10  Thanh dẫn

...

...

...

b  Ra

Hình A1 - Cấu hình điển hình của một bộ ắc quy

Một bộ ắc quy đại diện cho một bộ phận tích điện bao gồm các ắc quy hoặc các cụm ắc quy, bộ phận điện tử của ắc quy, mạch điện điện áp cấp B và cơ cấu ngắt dòng điện quá mức bao gồm cả các bộ phận hộp mạng, các giao diện cho làm mát, điện áp cấp B, điện áp phụ cấp A và hệ giao tiếp. Mạch điện điện áp cấp B của bộ ắc quy có thể bao gồm các công tắc tơ và chức năng ngắt bằng tay (ngắt phục vụ). Tất cả các bộ phận thường được đặt trong một hộp chống va đập, trong sử dụng bình thường.

A.3  Hệ thống ắc quy

A.3.1  Hệ thống ắc quy với BCU tích hợp

Hình A2 giới thiệu cấu hình điển hình của một hệ thống ắc quy có BCU tích hợp.

CHÚ DẪN

1  Mạch điện điện áp cấp B (các đầu nối, cầu chảy, sự đấu dây)

...

...

...

3  Các đầu nối điện áp cấp A

4  Hệ thống ắc quy

5  BCU

6  Bộ phận điện tử của ắc quy

7  Bộ phận làm mát và các đầu nối (tùy chọn)

8  Hộp chống va đập trong sử dụng bình thường

9  Cụm ắc quy (các ắc quy, cảm biến, thiết bị làm mát)

10  Ngắt phục vụ

11  Thanh dẫn

...

...

...

b  Ra

Hình A.2 - Cấu hình điển hình của một hệ thống ắc quy có BCU tích hợp

Một hệ thống ắc quy tiêu biểu cho một thiết bị tích điện bao gồm các ắc quy hoặc các cụm ắc quy, bộ phận điện tử của ắc quy, một BCU, mạch điện điện áp cấp B với các công tắc tơ và cơ cấu ngắt dòng điện quá mức (quá dòng điện) bao gồm cả các bộ phận hộp mạng, các giao diện cho làm mát, điện áp cấp B, điện áp phụ cấp A và hệ giao tiếp. Mạch điện điện áp cấp B có thể bao gồm chức năng ngắt bằng tay (ngắt phục vụ). Tất cả các bộ phận thường được đặt trong một hộp chống va đập trong sử dụng bình thường. Trong ví dụ này, BCU được tích hợp vào hộp chống va đập trong sử dụng bình thường và được đấu nối thông qua các chức năng điều khiển của nó cho bộ ắc quy.

A.3.2  Hệ thống ắc quy với BCU ở bên ngoài

Hình A.3 đưa ra cấu hình điển hình của một hệ thống ắc quy có BCU ở bên ngoài.

CHÚ DẪN

1  Mạch điện điện áp cấp B (các đầu nối, cầu chảy, sự đấu dây)

2  Các đầu nối điện áp cấp B

...

...

...

4  Hệ thống ắc quy

5  BCU

6  Bộ phận điện tử của ắc quy

7  Bộ phận làm mát và các đầu nối (tùy chọn)

8  Hộp chống va đập trong sử dụng bình thường

9  Cụm ắc quy (các ắc quy, cảm biến, thiết bị làm mát)

10  Ngắt phục vụ

11  Bộ ắc quy

12  Thanh dẫn

...

...

...

b  Ra

Hình A.3 - Cấu hình điển hình của một hệ thống ắc quy có BCU ở bên ngoài

Một hệ thống ắc quy tiêu biểu cho một thiết bị tích điện bao gồm các ắc quy hoặc các cụm ắc quy, bộ phận điện tử của ắc quy, một BCU, mạch điện điện áp cấp B với các công tắc tơ và cơ cấu ngắt dòng điện quá mức (quá dòng điện), bao gồm cả các bộ phận hộp mạng, các giao diện cho làm mát, điện áp phụ cấp A và sự giao tiếp. Mạch điện điện áp cấp B có thể bao gồm chức năng ngắt bằng tay (ngắt phục vụ). Tất cả các bộ phận thường được đặt trong một hộp chống va đập trong sử dụng bình thường. Trong ví dụ này, BCU được đặt bên ngoài hộp chống va đập trong sử dụng bình thường và được đầu nối thông qua các chức năng điều khiển của nó cho bộ ắc quy.

A.4  Mô tả tóm tắt các phép thử

Bảng A.1 giới thiệu các phép thử nên được thực hiện và mức thử cho phép thử này.

Bảng A.1 - Phân định các phép thử cho bộ và hệ thống ắc quy

Quy trình thử

Đặc tính

Độ tin cậy

...

...

...

Năng lượng và dung lượng

Công suất và điện trở trong

Tổn thất không tải của SOC

Tổn thất của SOC lúc bảo quản

Công suất khởi động bằng tay quay nhiệt độ thấp

Công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ cao

Hiệu suất năng lượng

Tổn thọ theo chu trình

Sự đọng sương

...

...

...

Rung

Va chạm cơ học

Ngắn mạch

Bảo vệ chống quá nạp

Bảo vệ chống phóng điện quá mức

Hệ thống ắc quy (bộ ắc quy có BCU tích gợp)

Hệ thống

x

x

...

...

...

x

x

x

x

x

x

x

x

x

...

...

...

v

v

Hệ thống ắc quy (bộ ắc quy với BCU ở bên ngoài)

Hệ thống

x

x

x

x

x

...

...

...

x

x

-

-

-

-

v

v

v

...

...

...

u

u

-

-

-

-

-

-

x

...

...

...

x

x

w

-

-

X  Phép thử có liên quan

-  Phép thử không có liên quan

u  Quy trình được sửa cho thích hợp/giảm

v  Phép thử chức năng bao gồm BCU chủ động

...

...

...

^a BCU không được bao gồm, BCU bên ngoài không vận hành, bộ phận, thiết bị làm mát không vận hành, các công tắc tơ chính được điều khiển bằng tay.

...

...

...

Phụ lục B

...

...

...

Các ví dụ về phiếu dữ liệu cho thử nghiệm bộ và hệ thống ắc quy

Các Bảng B.1 đến B.5 có thể được dùng làm các ví dụ cho báo cáo các kết quả thử. Cơ quan thử nghiệm nên điền vào các bảng nảy và đưa chúng vào báo cáo thử. Ngoài ra, cũng có thể đưa vào báo cáo thử các biểu đồ của dung lượng đối với phóng điện dòng điện không đổi (ở các nhiệt độ môi trường xung quanh khác nhau) và công suất đối với phóng điện công suất không đổi (ở các nhiệt độ môi trường xung quanh khác nhau). Nhà cung cấp ắc quy nên cung cấp tất cả các thông tin cần thiết và các dữ liệu kỹ thuật để hỗ trợ giúp cho bản thân phép thử.

Bảng B.1 - Bộ/hệ thống ắc quy - Dữ liệu chung của nhà cung cấp

Nhà cung cấp

Công ty

Địa chỉ

Địa chỉ Internet

...

...

...

Người tiếp xúc

Tên

Điện thoại

E.mail

Fax

...

...

...

Loại tính chất hóa học

Tên thương mại của nhà sản xuất

Ngày chế tạo

Điện áp danh định bộ/hệ thống ắc quy [V]

Dung lượng danh định @ 1C [A.h]

...

...

...

Điện áp danh định của ắc quy [V]

Số lượng ắc quy

Số lượng cụm pin (modun)

Loại vật liệu ca tốt

Loại vật liệu a nốt

...

...

...

Loại vật liệu tấm cách

Loại chất điện phân

Ắc quy

Cụm ắc quy (mođun)

Bộ/hệ thống ắc quy

Khối lượng [kg]

...

...

...

Thể tích [dm^3]

Chiều dài [mm]

...

...

...

Chiều rộng [mm]

Chiều cao [mm]

Ngày khách hàng nhận bộ/hệ thống ắc quy [YYYY-MM-DD]

...

...

...

Có:

Không:

BCU

Có:

Không:

Điều khiển nhiệt

Có:

Không:

Thiết bị an toàn

...

...

...

Không:

Sách hướng dẫn vận hành

Có:

Không:

Bảng B.3 - Bộ/hệ thống ắc quy - Thiết bị phụ

BCU

Làm mát

Đầu nối

...

...

...

khay

Tổng số

Khối lượng [kg]

...

...

...

Chiều dài [mm]

...

...

...

Chiều rộng [mm]

...

...

...

Chiều cao [mm]

Công suất tiêu thụ [w]

...

...

...

Bảng B.4 - Bộ/hệ thống ắc quy - Điều kiện vận hành

Nạp điện

Phương pháp

...

...

...

Các giới hạn nhiệt độ [°C]

Min:

max:

Dòng điện nạp liên tục lớn nhất [A]

Dòng điện nạp lớn nhất [A], khoảng thời gian (s)

Nhiệt độ lớn nhất của ắc quy trong trình nạp [°C]

...

...

...

Điện áp lớn nhất trong quá trình nạp [v]

Mô tả toàn bộ quy trình nạp bao gồm cả một sơ đồ nạp phải được đưa vào một phụ lục

Phóng điện

Giới hạn nhiệt độ [°C]

Min:

max:

Dòng điện phóng liên tục lớn nhất [A]

...

...

...

Điện áp lớn nhất trong quá trình phóng điện [v]

Điện áp cắt [v]

Mô tả toàn bộ các yêu cầu về các giới hạn của dòng điện và điện áp phụ thuộc vào SOC và nhiệt độ trong quá trình phóng điện phải được đưa vào một phụ lục

Bảng B.5 - Bộ/hệ thống ắc quy - Đặc tính hoạt động

Nhiệt độ thử [°C]

...

...

...

Dung lượng [A.h]

1C:

2C:

10C:

C ở I_dmax:

...

...

...

1C:

2C:

10C:

C ở I_dmax:

Năng lượng riêng [W.h/kg]

1C:

2C:

10C:

...

...

...

Mật độ năng lượng [Wh/I]

1C:

2C:

10C:

C ở I_dmax:

SOC 80%

...

...

...

SOC 50 %

SOC 35 %

SOC 20 %

Điện trở phóng điện 0,1s [mΩ]

...

...

...

Điện trở phóng điện 10s [mΩ]

...

...

...

Điện trở phóng điện 18s [mΩ]

Công suất phóng điện 0,1s [W]

...

...

...

Công suất phóng điện 2s [W]

...

...

...

Công suất phóng điện 18s [W]

...

...

...

Điện trở nạp điện 0,1 s [mΩ]

Điện trở nạp điện 2s [mΩ]

...

...

...

Điện trở nạp điện 10s [mΩ]

...

...

...

Công suất tái sinh 2s [W]

...

...

...

Công suất tái sinh 10s [W]

Điện áp mạch hở [v]

...

...

...

Phụ lục C

(Tham khảo)

Ví dụ về các điều kiện thử

Như đã mô tả trong phạm vi áp dụng, có thể lựa chọn các quy trình thử và các điều kiện thử có liên quan từ tiêu chuẩn này dựa trên thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp.

...

...

...

Bảng C.1 - Ví dụ về danh mục các điều kiện thử

Phép thử

Điều kiện

7.1. Năng lượng và dung lượng ở T_room

Cường độ phóng điện

1C, 10C

7.3. Công suất và điện trở trong

Nhiệt độ

...

...

...

SOC

80 %, 50 %, 20 % ở T_room

7.4. Tổn thất không tải của SOC

Nhiệt độ

T_room

7.5. Tổn thất của SOC lúc bảo quản

Tất cả các điều kiện quy định trong 7.5

7.6. Công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ thấp

...

...

...

- 18 °C

7.7. Công suất khởi động bằng tay quay ở nhiệt độ cao

Tất cả các điều kiện quy định trong 7.7

7.8. Hiệu suất năng lượng

Nhiệt độ

T_room, 40 °C, 0 °C ở SOC 50 %

SOC

80 %, 50 %, 20 % ở T_room

Cường độ phóng điện

...

...

...

Tốc độ nạp điện

- 0,75 I_dmax

7.9. Tuổi thọ theo chu trình

Tiêu chí kết thúc thử

Như đã quy định trong 7.9.2.7 hoặc sau 3 tháng

8.1. Sự đọng sương - thay đổi nhiệt độ

Tất cả các điều kiện quy định trong 8.1

8.2. Thực hiện theo chu trình thay đổi nhiệt độ đột ngột

Tất cả các điều kiện quy định trong 8.2

...

...

...

Nhiệt độ

T_room

8.4. Va chạm cơ học

Tất cả các điều kiện quy định trong 9.2

9.2. Bảo vệ chống ngắn mạch

Tất cả các điều kiện quy định trong 9.2

9.3. Bảo vệ chống quá nạp

Tất cả các điều kiện quy định trong 9.3

9.4. Bảo vệ chống phóng điện quá mức

...

...

...

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] IEC 62660-1, Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 1: Performance testing (Các ắc quy ion lithi để đẩy các phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Phần 1: Thử đặc tính).

[2] IEC 62660-2, Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 2: Reliability and abuse testing (Các ắc quy ion lithi để đẩy các phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Phần 2: Thử độ tin cậy và sử dụng quá mức).

[3] SAE J2464, Electric and Hybrid Vehicle Rechargeable Energy Storage System (RESS) Safety and Abuse Testing, November 2009 (Hệ thống tích điện nạp lại được của xe điện và hybid - Thử an toàn và sử dụng quá mức), Tháng 11-2009.

[4] EUCAR (European Council for Automotive Research): Specification of Test Procedures for Safety Testing of Traction Batteries; Traction Battery Working Grop, March 2003 (Hội đồng Châu Âu về nghiên cứu ô tô - EUCAR: Yêu cầu kỹ thuật của các quy trình thử cho thử an toàn các ắc quy kéo, Dự thảo, tháng 4 - 2003).

[5] EUCAR (European Council for Automotive Research): Specification of Test Procedures for high voltage hybrid electric vehicle traction batteries; Traction Battery Working Grop, Draft April 2004 (Hội đồng Châu Âu về nghiên cứu ô tô - EUCAR: Yêu cầu kỹ thuật của các quy trình thử cho các ắc quy kéo của xe hybrid - điện điện áp cao; Nhóm làm việc về ắc quy kéo, Dự thảo, tháng 4 - 2004).

[6] Freedom CAR: Battery Test Manual for power-assist Hybrid Electric Vehicles, October 2003 (Sách hướng dẫn thử ắc quy dùng cho xe hybrid - điện có công suất lớn, tháng 10-2003).

[7] Freedom CAR: Battery technology life verification test manual, February 2005 (Sách hướng dẫn thử kiểm tra tuổi thọ của công nghệ ắc quy, tháng 2-2005).

...

...

...

[9] USABC: (United States Advanced Battery Consortium): Development of advanced high power batteries for hybrid electric vehicle applications (Tổ hợp sản xuất ắc quy tiên tiến của Hoa Kỳ - USABC: Phát triển các ắc quy tiên tiến có công suất lớn cho các ứng dụng xe hybrid - điện).

[10] USABC: (United States Advanced Battery Consortium): Electrochemical storage system - Abuse test procedure manual (Tổ hợp sản xuất ắc quy tiên tiến của Hoa Kỳ: Hệ thống tích điện điện - hóa - sách hướng dẫn quy trình thử sử dụng quá mức).

[11] System design requirements specification (VDA Initiative Circle “Energy Storage System”, Source: VDA) (Bản ghi các yêu cầu cho thiết kế hệ thống).