Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12241-2:2018 về Pin lithium-ion thứ cấp - Phần 2

• Số hiệu: TCVN12241-2:2018
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2018

Nhiệt độ °C	Dòng điện phóng A
	Ứng dụng BEV	Ứng dụng HEV
0	1/3 It	1 It
25
45

Bước 3 - Đo thời gian phóng điện cho đến khi đạt đến điện áp kết thúc phóng điện quy định. Tính dung lượng của pin thể hiện bằng Ah đến ba chữ số có nghĩa bằng cách nhân dòng điện phóng (A) với khoảng thời gian phóng điện (h).

5.3  Điều chỉnh SOC

Các pin thử nghiệm phải được nạp như quy định dưới đây. Điều chỉnh SOC là quy trình cần tuân thủ để chuẩn bị các pin theo các SOC khác nhau đối với các thử nghiệm trong tiêu chuẩn này.

Bước 1 - Pin phải được nạp theo 5.1.

Bước 2 - Pin phải được để ở nhiệt độ phòng theo 4.4.

Bước 3 - Pin phải được phóng điện ở dòng điện không đổi theo Bảng 1 trong (100 - n)/100 x 3 h đối với ứng dụng BEV và (100 - n)/100 x 1 h đối với ứng dụng HEV, trong đó n là SOC (%) cần điều chỉnh đối với từng thử nghiệm.

6  Độ tin cậy và thử nghiệm quá mức

6.1  Quy định chung

Đối với tất cả các thử nghiệm quy định trong Điều 6, phải ghi vào báo cáo cách lắp đặt thử nghiệm kể cả các chi tiết cố định và đi dây của pin. Nếu cần, để tránh biến dạng, pin có thể được giữ trong suốt thử nghiệm theo cách không làm ảnh hưởng đến mục đích của thử nghiệm.

...

...

...

6.2  Thử nghiệm cơ khí

6.2.1  Rung

6.2.1.1  Mục đích

Thử nghiệm này được thực hiện để xác định đặc trưng đáp ứng của pin với rung giả thiết xảy ra trong sử dụng phương tiện giao thông.

6.2.1.2  Thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện như sau.

a) Điều chỉnh SOC của pin đến 100 % đối với ứng dụng BEV, và đến 80 % đối với ứng dụng HEV theo 5.3.

b) Thực hiện thử nghiệm với rung ngẫu nhiên trong IEC 60068-2-64. Sử dụng thời gian thử nghiệm 8 h đối với mỗi mặt phẳng của pin thử nghiệm.

c) Giá trị gia tốc hiệu dụng phải là 27,8 m/s^2. Mật độ phổ công suất (PSD) theo tần số được thể hiện trên Hình 2 và Bảng 2. Tần số lớn nhất phải là 2 000 Hz.

...

...

...

Hình 2 - PSD của gia tốc theo tần số

Bảng 2 - Giá trị PSD và tần số

Tần số

Hz

PSD

(m/s^2)^2/Hz

10

20

55

...

...

...

180

0,25

300

0,25

360

0,14

1 000

0,14

2 000

...

...

...

6.2.1.3  Kết quả thử nghiệm

Các đại lượng sau đây phải được đo và ghi lại làm kết quả thử nghiệm:

- Điện áp và dung lượng của pin khi bắt đầu và kết thúc thử nghiệm;

- Các điều kiện của pin khi kết thúc thử nghiệm theo mô tả trong Điều 7.

6.2.2  Xóc cơ khí

6.2.2.1  Mục đích

Thử nghiệm phải được thực hiện để xác định đặc tính của pin đáp ứng với xóc cơ khí được giả thiết là xảy ra trong sử dụng phương tiện giao thông.

6.2.2.2  Thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện như sau.

...

...

...

b) Thực hiện thử nghiệm theo ISO 16750-3 như thể hiện trong Bảng 3. Gia tốc xóc trong thử nghiệm phải được đặt theo cùng hướng như gia tốc xóc xuất hiện trong phương tiện giao thông. Nếu chưa biết hướng của tác động thì pin phải được thử nghiệm theo tất cả 6 hướng trong không gian.

Bảng 3 - Thử nghiệm xúc cơ khí - các tham số

Dạng xung

Nửa hình sin

Gia tốc

500 m/s^2

Khoảng thời gian

6 ms

Số lần xóc

...

...

...

6.2.2.3  Kết quả thử nghiệm

Các đại lượng sau đây phải được đo và ghi lại làm kết quả thử nghiệm:

- Điện áp và dung lượng của pin khi bắt đầu và kết thúc thử nghiệm;

- Các điều kiện của pin khi kết thúc thử nghiệm theo mô tả trong Điều 7.

6.2.3  Ép

6.2.3.1  Mục đích

Thử nghiệm phải được thực hiện để xác định đặc tính của pin đáp ứng với các lực tải bên ngoài có thể gây biến dạng.

6.2.3.2  Thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện như sau.

...

...

...

b) Pin được đặt trên bề mặt phẳng cách điện và được ép với dụng cụ ép là một thanh hình tròn hoặc nửa hình tròn, hoặc hình cầu hoặc bán cầu có đường kính 150 mm. Nên sử dụng thanh hình tròn để ép pin hình trụ, và hình cầu để ép pin hình lăng trụ (xem Hình 3). Lực ép phải đặt theo hướng dẫn vuông góc với bản xếp lớp của các điện cực dương và âm bên trong pin. Dụng cụ ép phải được chọn sao cho pin bị biến dạng xấp xỉ tỷ lệ với độ lớn của lực ép.

c) Lực phải được giải phóng khi xảy ra sụt áp đột ngột một phần ba điện áp ban đầu của pin, hoặc xảy ra biến dạng 15 % hoặc nhiều hơn của kích thước pin ban đầu, hoặc đặt vào một lực bằng 1 000 lần khối lượng của pin. Pin vẫn giữ thử nghiệm trong 24 h hoặc cho đến khi nhiệt độ vỏ giảm 20 % độ tăng nhiệt lớn nhất, chọn thời điểm nào xảy ra trước.

Hình 3 - Ví dụ về thử nghiệm ép

6.2.3.3  Kết quả thử nghiệm

Các đại lượng sau đây phải được đo và ghi lại làm kết quả thử nghiệm:

- Dạng dụng cụ ép;

- Tốc độ ép;

- Điện áp pin trong thử nghiệm;

...

...

...

- Các điều kiện của pin khi kết thúc thử nghiệm theo mô tả trong Điều 7.

6.3  Thử nghiệm nhiệt

6.3.1  Độ bền với nhiệt độ cao

6.3.1.1  Mục đích

Thử nghiệm này được thực hiện để xác định đặc tính của pin đáp ứng với môi trường nhiệt độ cao.

6.3.1.2  Thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện như sau.

a) Điều chỉnh SOC của pin đến 100 % đối với ứng dụng BEV, và đến 80 % đối với ứng dụng HEV theo 5.3.

b) Pin, được ổn định ở nhiệt độ phòng, phải được đặt trong trọng trường hoặc trong lò có lưu thông không khí. Nhiệt độ của lò phải được tăng lên với tốc độ 5 K/min đến nhiệt độ 130 °C. Pin vẫn giữ ở nhiệt độ này trong 30 min trước khi dừng thử nghiệm. Nếu cần, để tránh biến dạng, pin có thể được giữ trong thử nghiệm theo cách không làm ảnh hưởng đến mục đích thử nghiệm. Cách để tránh biến dạng cần là đại diện của các pin bên trong các hệ thống acquy và bộ acquy.

...

...

...

Các đại lượng sau đây phải được đo và ghi lại làm kết quả thử nghiệm:

- Các điều kiện của pin khi kết thúc thử nghiệm theo mô tả trong Điều 7.

Nên đo nhiệt độ, điện áp của pin và nhiệt độ lò trong quá trình thử nghiệm.

6.3.2  Chu kỳ nhiệt độ

6.3.2.1  Mục đích

Thử nghiệm này được thực hiện để xác định đặc tính độ bền nhiệt của pin bằng cách cho chịu môi trường nhiệt độ thấp và cao luân phiên để tạo ra sự dãn nở và co lại của các thành phần của pin.

6.3.2.2  Thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện như sau.

a) Điều chỉnh SOC của pin đến 100 % đối với ứng dụng BEV, và đến 80 % đối với ứng dụng HEV theo 5.3.

...

...

...

Bảng 4 - Nhiệt độ và khoảng thời gian

Thời gian lũy tích

min

Nhiệt độ

°C

0

25

60

T_min

...

...

...

T_min

210

25

300

T_max

410

T_max

480

25

...

...

...

Các đại lượng sau đây phải được đo và ghi lại làm kết quả thử nghiệm:

- Điện áp và dung lượng của pin tại thời điểm bắt đầu và kết thúc thử nghiệm;

- Các điều kiện của pin khi kết thúc thử nghiệm theo mô tả trong Điều 7;

- Điện áp, dòng điện và nhiệt độ của pin phải được ghi lại liên tục trong suốt chu kỳ thử nghiệm.

6.4  Thử nghiệm điện

6.4.1  Ngắn mạch bên ngoài

6.4.1.1  Mục đích

Thử nghiệm này được thực hiện nhằm xác định đặc tính của pin đáp ứng với ngắn mạch bên ngoài.

6.4.1.2  Thử nghiệm

...

...

...

a) Điều chỉnh SOC của pin đến 100 % theo 5.3.

b) Pin sau khi được điều chỉnh như điểm a) phải được đặt trong nhiệt độ phòng và sau đó được ngắn mạch bằng cách nối các đầu nối dương và âm với điện trở bên ngoài trong 10 min. Điện trở tổng bên ngoài phải bằng hoặc nhỏ hơn 5 mΩ theo thỏa thuận giữa khách hàng và nhà chế tạo.

6.4.1.3  Kết quả thử nghiệm

Các đại lượng sau đây phải được đo và ghi lại làm kết quả thử nghiệm; tốc độ lấy mẫu đối với số đọc điện áp và dòng điện phải nhỏ hơn hoặc bằng 10 ms:

- Điện áp pin trong thử nghiệm;

- Dòng diện pin trong thử nghiệm. Nếu độ chính xác lệch so với các yêu cầu của 4.3, điều này phải được ghi lại;

- Nhiệt độ pin trong thử nghiệm;

- Giá trị điện trở tổng bên ngoài;

- Các điều kiện của pin khi kết thúc thử nghiệm theo mô tả trong Điều 7.

...

...

...

6.4.2.1  Mục đích

Thử nghiệm phải được thực hiện để xác định đặc tính của pin đáp ứng với quá nạp.

6.4.2.2  Thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện như sau.

a) Điều chỉnh SO của pin đến 100 % theo 5.3.

b) Tiếp tục nạp pin quá 100 % SOC với dòng điện nạp theo thỏa thuận giữa khách hàng và nhà chế tạo pin, ở nhiệt độ phòng sử dụng nguồn điện đủ để cung cấp dòng điện nạp không đổi. Thử nghiệm quá nạp phải được dừng lại khi điện áp của pin đạt đến hai lần điện áp lớn nhất do nhà chế tạo quy định, hoặc cho đến khi không thể nạp được do cơ cấu bảo vệ pin, hoặc cho đến khi pin hỏng.

6.4.2.3  Kết quả thử nghiệm

Các đại lượng sau đây phải được đo và ghi lại làm kết quả thử nghiệm:

- Điện áp trong thử nghiệm;

...

...

...

- Nhiệt độ pin trong thử nghiệm;

- Các điều kiện của pin khi kết thúc thử nghiệm theo mô tả trong Điều 7.

6.4.3  Phóng điện cưỡng bức

6.4.3.1  Mục đích

Thử nghiệm này được thực hiện để xác định đặc tính của pin đáp ứng với quá phóng điện.

6.4.3.2  Thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện như sau.

a) Điều chỉnh SO của pin đến 100 % theo 5.3.

b) Tiếp tục phóng pin quá 0 % SOC ở 1 I_t (A) trong 90 min, ở nhiệt độ phòng.

...

...

...

Các đại lượng sau đây phải được đo và ghi lại làm kết quả thử nghiệm:

- Điện áp trong thử nghiệm:

- Dòng điện pin trong thử nghiệm;

- Nhiệt độ pin trong thử nghiệm;

- Các điều kiện của pin khi kết thúc thử nghiệm theo mô tả trong Điều 7.

7  Mô tả các kết quả thử nghiệm

Các kết quả thử nghiệm trong tiêu chuẩn này phải được ghi lại với các bản mô tả trong Bảng 5. Từng kết quả thử nghiệm có thể chứa nhiều bản mô tả. Các kết quả thử nghiệm có thể mô tả với các vật liệu liên quan ví dụ các ảnh chụp.

Bảng 5 - Mô tả kết quả thử nghiệm

Bản mô tả

...

...

...

Không hiệu ứng

Không hiệu ứng. Không thay đổi về ngoại quan.

Biến dạng

Thay đổi hoặc biến dạng ngoại quan kể cả việc phồng lên

Thoát khí

Thoát chất điện phân lỏng từ lỗ thoát khí

Rò rỉ

Thoát chất điện phân lỏng khỏi bộ phận không phải là lỗ thoát khí, ví dụ vỏ, phần gắn kín và/hoặc đầu nối

Khói

...

...

...

Nứt vỡ

Hư hại về cơ của vỏ vật chứa của pin do nguyên nhân bên trong hoặc bên ngoài, tạo ra phơi nhiễm hoặc tràn nhưng không phụt ra vật liệu. Kể cả khói ở chỗ nứt

Cháy

Phát khói ra khỏi pin

Nổ

Hư hại xảy ra khi vật chứa pin mở đột ngột và các thành phần chính bị tống mạnh ra ngoài

Phụ lục A

(tham khảo)

...

...

...

Phụ lục này cung cấp các điều kiện bổ sung và chọn lọc cho thử nghiệm dung lượng quy định trong 5.2. Các điều kiện thử nghiệm “r” được quy định trong tiêu chuẩn này. Ngoài ra, các điều kiện thử nghiệm “a” như cho trong Bảng A.1 có thể được chọn theo thỏa thuận giữa nhà chế tạo và khách hàng.

Bảng A.1 - Điều kiện thử nghiệm dung lượng

Ứng dụng

Nhiệt độ pin

-20 °C

0°C

25 °C

45 °C

BEV

...

...

...

a

a

a

a

1/3 I_t

a

r

r

r

...

...

...

a

a

a

a

5 I_t

a

a

a

a

...

...

...

0,2 I_t

a

a

a

a

1/3 I_t

a

a

a

...

...

...

1 I_t

a

r

r

r

10 I_t

a

a

a

...

...

...

I_dmax

a

a

a

a

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 12405-4, Road vehicles - Electrically propelled road vehicles - Test specification for lithium-ion battery packs and systems - Part 4: Performance testing

[2] IEC 62660-1, Pin lithium-ion thứ cấp dùng truyền lực cho phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Phần 1: Thử nghiệm tính năng

...

...

...

[4] IEC 61434:1996, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Guide to designation of current in alkaline secondary cell and battery standards (Pin và acquy thứ cấp chứa kiềm hoặc chất điện phân không axit khác - Hướng dẫn xác định dòng điện trong các tiêu chuẩn pin và acquy thứ cấp loại kiềm)

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Điều kiện thử nghiệm

5  Đo điện

...

...

...

7  Mô tả các kết quả thử nghiệm

Phụ lục A (tham khảo) - Điều kiện thử nghiệm chọn lọc

Thư mục tài liệu tham khảo