Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12241-4:2018 về Pin lithium-ion thứ cấp - Phần 4

• Số hiệu: TCVN12241-4:2018
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2018

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12241-4:2018

IEC TR 62660-4:2017

PIN LITHIUM-ION THỨ CẤP DÙNG ĐỂ TRUYỀN LỰC CHO PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CHẠY ĐIỆN - PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM THAY THẾ CHO THỬ NGHIỆM NGẮN MẠCH BÊN TRONG CỦA TCVN 12241-3 (IEC 62660-3)

Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 4: Candidate alternative test methods for the internal short circuit test of IEC 62660-3

Lời nói đầu

TCVN 12241-4:2018 hoàn toàn tương đương với IEC TR 62660-4:2017;

TCVN 12241-4:2018 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 12241 (IEC 62660), Pin lithium-ion thứ cấp dùng để truyền lực cho phương tiện giao thông đường bộ chạy điện hiện có các phần sau:

...

...

...

- TCVN 12241-2:2018 (IEC 62660-2:2018), Phần 2: Độ tin cậy và thử nghiệm quá mức;

- TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016), Phần 3: Yêu cầu an toàn;

- TCVN 12241-4:2018 (IEC TR 62660-4:2017), Phần 4: Phương pháp thử nghiệm thay thế cho thử nghiệm ngắn mạch bên trong của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016).

PIN LITHIUM-ION THỨ CẤP DÙNG ĐỂ TRUYỀN LỰC CHO PHƯƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƯỜNG BỘ CHẠY ĐIỆN - PHẦN 4: PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM THAY THẾ CHO THỬ NGHIỆM NGẮN MẠCH BÊN TRONG CỦA TCVN 12241-3 (IEC 62660-3)

Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles - Part 4: Candidate alternative test methods for the internal short circuit test of IEC 62660-3

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra dữ liệu thử nghiệm trên cơ sở phương pháp thử nghiệm thay thế cho thử nghiệm ngắn mạch bên trong theo 6.4.4.2.2 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016). Thử nghiệm ngắn mạch bên trong đề cập trong tiêu chuẩn này nhằm mô phỏng ngắn mạch bên trong của pin gây ra bởi nhiễm bẩn vật dẫn điện, và để kiểm tra xác nhận tính năng an toàn của pin trong các điều kiện này.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các pin lithium ion thứ cấp và các khối pin được sử dụng để truyền lực cho phương tiện giao thông đường bộ chạy điện (EV) kể cả xe điện chạy acquy (BEV) và xe điện hybrid (HEV).

...

...

...

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn có ghi năm công bố thì áp dụng các bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).

TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016), Pin lithium-ion thứ cấp dùng truyền lực cho phương tiện giao thông đường bộ chạy điện - Phần 3: Yêu cầu về an toàn

IEC 62619:2017, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements for secondary lithium cells and batteries, for use in industrial applications (Pin và acquy thứ cấp chứa chất điện phân kiềm hoặc chất điện phân không axit khác - Yêu cầu về an toàn đối với các pin và acquy lithium thứ cấp, dùng cho các ứng dụng công nghiệp)

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016).

4  Quy định chung cho thử nghiệm thay thế

Thử nghiệm ngắn mạch được quy định trong 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016). Các phương pháp thử nghiệm khác để mô phỏng ngắn mạch bên trong của pin gây ra do nhiễm bẩn vật dẫn điện có thể được lựa chọn nếu đáp ứng các tiêu chí dưới đây, và có thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp:

a) Biến dạng vỏ không được ảnh hưởng nhiệt hoặc điện đến ngắn mạch của pin. Năng lượng không được bị phân tán bởi ngắn mạch bất kỳ không phải ngắn mạch giữa các điện cực.

...

...

...

c) Một điện tích ngắn mạch tương tự với diện tích trong 7.3.2 b) của IEC 62619:2017 phải được mô phỏng.

d) Các vị trí ngắn mạch trong pin phải giống với vị trí như mô tả trong 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016).

e) Thử nghiệm phải được lặp lại (xem Bảng 1 của IEC 62619:2017).

Các điều kiện thử nghiệm và tham số của thử nghiệm thay thế phải được điều chỉnh trước khi thử nghiệm theo thỏa thuận giữa khách hàng và nhà chế tạo pin, sao cho có thể đáp ứng tiêu chí trên. Kết quả thử nghiệm phải được đánh giá bằng cách tháo pin, quan sát tia X, v.v.

Nếu kết quả thử nghiệm cho thấy ngắn mạch bên trong ở nhiều hơn một lớp hoặc diện tích ngắn mạch lớn hơn thì thử nghiệm có thể được coi là thử nghiệm thay thế hợp lệ, với điều kiện là tiêu chí chấp nhận trong 6.4.4.3 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016) được đáp ứng. Việc không đạt thử nghiệm thay thế không có nghĩa là không đạt thử nghiệm theo 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016) vì điều kiện thử nghiệm của thử nghiệm thay thế có thể khắc nghiệt hơn tiêu chí quy định.

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp ngắn mạch bên trong không thể mô phỏng được thì thử nghiệm là không hợp lệ và ghi lại dữ liệu thử nghiệm này.

5  Phương pháp thử nghiệm thay thế

5.1  Mô tả phương pháp thử nghiệm thay thế

5.1.1  Quy định chung

...

...

...

Bảng 1 - Quy định kỹ thuật về thử nghiệm khuyến cáo

Hạng mục

Khuyến cáo

Nhiệt độ thử nghiệm (nhiệt độ của bàn thử nghiệm và nhiệt độ của pin)

25 °C ± 5 °C

Trạng thái nạp điện (SOC) của pin

SOC lớn nhất quy định bởi nhà chế tạo pin

Tốc độ ép

0,1 mm/s hoặc nhỏ hơn

...

...

...

± 0,01 mm/s

Ổn định vị trí sau khi ép

± 0,02 mm

Khả năng ép lớn nhất

1 000 N hoặc lớn hơn

Phương pháp đo áp lực ép

Đo trực tiếp bằng cảm biến lực

Thời gian đo áp lực ép

5 ms hoặc ít hơn

...

...

...

1 s hoặc ít hơn

Thời gian đo điện áp

5 ms hoặc ít hơn

Thời gian đến khi dừng khía sau khi phát hiện ra điện áp rơi

100 ms hoặc ít hơn

5.1.2  Chuẩn bị thử nghiệm và bố trí thử nghiệm

5.1.2.1  Chuẩn bị pin

Đối với pin dẹt hoặc pin dạng túi, không yêu cầu chuẩn bị.

Đối với pin hình lăng trụ có vỏ cứng, vỏ có thể được làm mỏng hoặc tháo ra bằng phương pháp thích hợp theo khuyến cáo của nhà chế tạo pin. Việc làm mỏng hoặc tháo vỏ ra cần được thực hiện trước khi nạp pin và điều chỉnh SOC. Thao tác này cần được thực hiện có tính đến tất cả các biện pháp an toàn cần thiết.

...

...

...

Pin cần được giữ theo cách không bị dịch chuyển trong quá trình thử nghiệm. Pin cần được cách ly về điện với bàn thử nghiệm.

Pin dẹt và pin dạng túi yêu cầu cơ cấu giữ cố định. Hình 1 và Hình 2 thể hiện các ví dụ về cơ cấu này.

5.1.2.3  Cơ cấu khía

5.1.2.3.1  Quy định chung

Trong phương pháp thử nghiệm thay thế này đề xuất hai loại cơ cấu khía như xác định trong 5.1.2.3.2 và 5.1.2.3.3.

5.1.2.3.2  Loại 1: đinh gốm 3 mm

Cơ cấu khía loại 1 là đinh gốm có đường kính 3 mm ± 0,2 mm. Góc tại đầu đinh nên bằng 45° ± 3°. Hình 1 thể hiện ví dụ về hướng của đinh gốm do với các lớp điện cực của pin trong quá trình ép.

5.1.2.3.3  Loại 2: đinh gốm 1 mm có đầu bằng niken

...

...

...

Đinh gốm có đầu Ni thích hợp cho pin hình lăng trụ có vỏ cứng và pin dẹt hoặc pin dạng túi.

Thử nghiệm có sử dụng cơ cấu khía loại 1 không áp dụng cho các pin mà sử dụng vỏ làm một phần của điện cực. Nếu vỏ được tháo ra, thì có thể áp dụng thử nghiệm này.

Kích thước tính bằng milimét

Hình 3 - Ví dụ về đinh gốm có đầu Ni

Hình 4 - Ví dụ về thử nghiệm đinh gốm có đầu Ni

5.1.3  Tiến hành thử nghiệm

Thử nghiệm cần được thực hiện như sau:

...

...

...

b) Điều chỉnh SOC của pin theo 5.3 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016), ở SOC lớn nhất do nhà chế tạo pin quy định.

c) Cố định pin vào bố trí thử nghiệm theo 5.1.2.2. Cơ cấu khía cần được chọn theo 5.1.2.3, theo thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp. Cơ cấu khía cần được đặt vuông góc với các lớp điện cực của pin. Pin hoặc cơ cấu khía cần di chuyển dọc theo trung vuông góc này. Vị trí khía cần giống như trong TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016).

d) Ấn cơ cấu khía lên pin, hoặc ấn pin lên cơ cấu khía, với vận tốc không đổi nhỏ hơn 0,1 mm/s. Cần dừng việc di chuyển cơ cấu khía khi phát hiện điện áp rơi tối thiểu là 5 mV. Chấp nhận sử dụng điện áp rơi nhỏ hơn 5 mV nếu sử dụng vôn mét có độ chính xác cao và vị trí ngắn mạch thực tế có thể xác định được khi kiểm tra vị trí ngắn mạch bên trong sau thử nghiệm. Độ chính xác của vôn mét cần được ghi vào báo cáo. Nếu không phát hiện được điện áp rơi tối thiểu là 5 mV cho đến khi cơ cấu khía được ấn đến một nửa chiều dày của pin thì thử nghiệm cần được dừng lại và xem là không hợp lệ, và cần thực hiện lại thử nghiệm.

e) Sau khi dừng việc khía, cơ cấu khía cần giữ đúng vị trí cho đến khi kết thúc quá trình quan sát. Trong thử nghiệm, điện áp pin, lực ấn, độ sâu ấn và nhiệt độ của pin cần được ghi vào báo cáo. Nhiệt độ của pin cần được đo trên bề mặt pin, ở khoảng cách nhỏ hơn 25 mm tính từ tâm của vết khía. Thời gian lấy mẫu để đọc điện áp và áp lực cần là 5 ms hoặc ít hơn. Thời gian lấy mẫu cho các tham số khác cần là 1 s hoặc ít hơn.

5.1.4  Tiêu chí chấp nhận

Trong suốt thử nghiệm và trong vòng 1 h quan sát, pin không được cho thấy bằng chứng về cháy hoặc nổ.

Phụ lục A

(tham khảo)

...

...

...

A.1  Quy định chung

Phụ lục này đưa ra thông tin về kết quả thử nghiệm được thực hiện theo Điều 5 và các thử nghiệm so sánh liên quan.

Độ tái lập của từng kết quả thử nghiệm được khẳng định trên một vài thiết kế pin. Dữ liệu thử nghiệm thêm nữa cần được đánh giá với các pin không đạt thử nghiệm trong 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016), v.v.

A.2  Dữ liệu thử nghiệm

A.2.1  Kết quả thử nghiệm

Bảng A.1 thể hiện kết quả của các thử nghiệm ngắn mạch bên trong trên một vài kiểu pin, bằng cách sử dụng cơ cấu khía trong 5.1.2.3 và các loại cơ cấu khía khác để so sánh. Thử nghiệm ngắn mạch bên trong cưỡng bức (FISC) trong 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016) cũng được thực hiện làm thử nghiệm so sánh.

Tất cả các pin trong Bảng A.1 không cho thấy bằng chứng về cháy hoặc nổ, và đáp ứng các tiêu chí chấp nhận trong 5.1.4.

Trong hầu hết các thử nghiệm ngoại trừ thử nghiệm FISC, số lớp bị ngắn mạch nhiều hơn một lớp, và cũng thay đổi giữa các ngăn giống nhau.

Dữ liệu bổ sung của từng thử nghiệm được thể hiện trong A.2.2.

...

...

...

Thử nghiệm số

Loại cơ cấu khía hoặc FISC

Pin

Hóa học hoặc Dung lượng hoặc Ứng dụng (HEV/PHEV/BEV)

Loại pin và chiều dày vỏ

Tốc độ ép

mm/s

Điện áp rơi mục tiêu để dừng cơ cấu khía

mV

...

...

...

Điện áp rơi khi dừng cơ cấu khía

mV

Độ tăng nhiệt

°C

Số lượng lớp bị ngắn mạch

Đạt - không đạt

Thông tin tùy chọn

Hình số

1-1

...

...

...

A

HC^a/MNC^b, 5 Ah, HEV

Hình lăng trụ

0,1

5

5

< 1

+^e:2 -^f:2

Đạt

...

...

...

A.1

1-2

0,1

5

3

4

+:1, -:2

Đạt

...

...

...

1-3

0,1

5

12

< 1

+:1, -:2

Đạt

A.3

...

...

...

Loại 2

0,1

5

7

23

+:4, -:4

Đạt

A.4

...

...

...

Loại 2

B

SC^a/MNC, 5 Ah, HEV

Hình lăng trụ

0,1

5

6

35

+:5, -:5

...

...

...

A.5

2-3

0,1

2

2

2

+:3, -:3

Đạt

...

...

...

A.6

3-1

Đinh gốm Ø1

A

HC/MNC, 5 Ah, HEV

Hình lăng trụ

1,0

25

20

...

...

...

+:7, -:6

Đạt

A.7

3-2

Loại 2

1,0

25

30

...

...

...

+:8, -:8

Đạt

A.8

4

Đinh gốm Ø3 + đầu Ni

0,1

2

2,4

...

...

...

+:2, -:3

Đạt

A.10

5-1

0,1

3

13,4

7,5

...

...

...

Đạt

A.11

5-2

0,1

20

21,4

21,4

+:8, -:8

...

...

...

A.12

6-1

Loại 2

C

BEV

Dạng túi

0,01

2

...

...

...

49

+:4, -:4

Đạt

A.13

6-2

3

0,3

+:2, -:2

...

...

...

6-3

12

0,1

+:1, -:2

Đạt

6-4

6

...

...

...

+:1, -:1

Đạt

6-5

3

52

+:3, -:3

Đạt

...

...

...

Loại 2

D

HEV

Dạng túi

0,01

2

10

+:3, -:3

...

...

...

A.14

7-2

4

+:3, -:4

Đạt

7-3

...

...

...

34

+:3, -:4

Đạt

7-4

10

43

+:3, -:4

Đạt

...

...

...

7-5

6

31

+:2, -:3

Đạt

8-1

Đinh gốm Ø3 + góc 20°

C

...

...

...

Dạng túi

0,01

2

1

47

+:5, -:5

Đạt

A.15

...

...

...

1

53

+:5, -:6

Đạt

8-3

1

41

+:4, -:4

...

...

...

8-4

Loại 1

2

32

+:4, -:5

Đạt

8-5

...

...

...

1

31

+:3, -:3

Đạt

9-1

Đinh gốm Ø3 + góc 20°

D

HEV

...

...

...

0,01

2

5

26

+:2, -:2

Đạt

A.16

9-2

...

...

...

36

+:2, -:3

Đạt

9-3

6

31

+:2, -:3

Đạt

...

...

...

9-4

Loại 1

5

30

+:2, -:3

Đạt

9-5

Loại 1

...

...

...

71

+:3, -:3

Đạt

10-1

FISC

C

BEV

Dạng túi

...

...

...

2

2

< 1

+:1, -:1

Đạt

A.17

10-2

FISC

...

...

...

HEV

Dạng túi

0,01

2

2

< 1

+:1, -:1

Đạt

...

...

...

11-1

FISC

E

Graphit/MNC, 21,5 Ah, PHEV^g

Hình lăng trụ 0,7mm

0,01

2

3,1

-

...

...

...

Đạt

Không khói

A.19

11-2

FISC

F

Graphit/NCA^h, 5 Ah, HEV

Hình lăng trụ 0,5mm

0,01

...

...

...

1,9

-

+:0, -:1

Đạt

Không khói

A.20

12-1

Đinh gốm Ø1 + đầu Ni (góc 45°,1mm)

E

...

...

...

Hình lăng trụ 0,7mm

0,01

2

7,4

-

+:2, -:2

Đạt

Không khói

A.21

...

...

...

Đinh gốm Ø3 + đầu Ni (góc 45°,1mm)

0,01

2

8,2

-

+:2, -:2

Đạt

Không khói

A.22

...

...

...

Loại 1 (30°)

E

Graphit/MNC, 21,5 Ah, PHEV

Hình lăng trụ 0,7mm

0,01

2

9,6

-

+:2, -:2

...

...

...

Không khói

A.23

12-4

Đinh gốm Ø3 + đầu Ni (góc 30°,1mm)

0,01

2

2,1

-

+:1, -:2

...

...

...

Không khói

A.24

12-5

Đinh gốm Ø3 + đầu Ni (góc 45°,1mm)

0,1

2

2,362

-

...

...

...

Khói

A.25

12-6

0,001

2

8,5

-

+:1, -:2

Đạt

...

...

...

A.26

12-7

Đinh gốm Ø3 + đầu Ni (góc 60°,1mm)

0,01

2

2 391

-

Đạt

...

...

...

A.27

13

Đinh gốm Ø3 + đầu Ni (góc 30°,1mm)

F

Graphit/NCA 5 Ah, HEV

Hình lăng trụ 0,5mm

0,01

2

52

...

...

...

+:1, -:2

Đạt

Không khói

A.28

14-1

Đinh gốm Ø3 + đầu Ni (góc 45°,1mm)

G

Graphit/MNC và LMO^i

60 Ah, PHEV

...

...

...

0,01

2

1 364

-

+:0, -:0

Không đạt

Cháy

A.29

14-2

...

...

...

0,01

2

1 455

-

+:0, -:0

Không đạt

Cháy

A.30

14-3

...

...

...

Hình lăng trụ 0,05mm

0,01

2

9,0

-

+-0, -:0

Đạt

Không khói

A.31

...

...

...

Hình lăng trụ 0 mm

0,01

2

2,0

-

+:7, -:8

Đạt

Không khói

A.32

...

...

...

Hình lăng trụ 0,05mm

0,1

2

2,0

-

+:4, -:4

Đạt

Không khói

A.33

...

...

...

Loại 1

H

Graphit/MNC, 37

Ah, PHEV

Dạng túi

0,01

5

2,0

26,4

...

...

...

Đạt

Không khói

A.34a

15-2

0,01

5

5,0

13,4

+:8, -8

...

...

...

Không khói

A.34b

15-3

0,01

5

3,0

36,5

+:4, -4

Đạt

...

...

...

A.34c

15-4

0,01

5

5,0

52,8

+:9, -9

Đạt

Không khói

...

...

...

15-5

0,01

5

5,0

25,0

+:6, -6

Đạt

Không khói

A.34e

...

...

...

Loại 2

0,01

5

4,0

27,7

+:9, -9

Đạt

Không khói

A.34a

...

...

...

0,01

5

5,0

36,3

+:5, -5

Đạt

Không khói

A.34b

16-3

...

...

...

5

2,0

24,8

+ :4, -4

Đạt

Không khói

A.34c

16-4

0,01

...

...

...

4,0

23,8

+:7, -7

Đạt

Không khói

A.34d

16-5

0,01

5

...

...

...

26,6

+:6, -6

Đạt

Không khói

A.34e

^a Cácbon cứng

^b Lithium mangan niken coban oxit

^c Cácbon mềm

^d Thử nghiệm ngắn mạch bên trong cưỡng bức (TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016), 6.4.4.2.1)

...

...

...

^f Điện cực âm

^g Xe điện hybrid loại cắm

^h Niken coban nhôm

^i Lithium mangan oxit

A.2.2  Dữ liệu của từng thử nghiệm

A.2.2.1  Thử nghiệm trên ngăn A và ngăn B

A.2.2.1.1  Kết quả thử nghiệm FISC trên ngăn A

Các thử nghiệm 1-1, 1-2 và 1-3 trong Bảng A.1 được thực hiện theo 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016), với ba mẫu pin A (HC/MNC, 5 Ah, dùng cho ứng dụng HEV). Dữ liệu thử nghiệm được thể hiện trên Hình A.1, Hình A.2, Hình A.3 và Bảng A.1. Hình “a” của từng hình vẽ thể hiện sự thay đổi điện áp và nhiệt độ của pin trong vòng 1 h, và “b" là hình vẽ phóng đại thể hiện sự thay đổi điện áp khi xảy ra ngắn mạch.

...

...

...

NGUỒN: Viện nghiên cứu ô tô Nhật Bản (JARI) thu thập các dữ liệu này trong khuôn khổ dự án Thúc đẩy sự phát triển hạ tầng năng lượng mới trong năm 2014, được ủy thác bởi tổ chức các nguồn năng lượng tự nhiên/Viện nghiên cứu Mitsubishi.

Hình A.1 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 1-1

NGUỒN: Viện nghiên cứu ô tô Nhật Bản (JARI) thu thập các dữ liệu này trong khuôn khổ dự án Thúc đẩy sự phát triển hạ tầng năng lượng mới trong năm 2014, được ủy thác bởi tổ chức các nguồn năng lượng tự nhiên/Viện nghiên cứu Mitsubishi.

Hình A.2 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 1-2

NGUỒN: Viện nghiên cứu ô tô Nhật Bản (JARI) thu thập các dữ liệu này trong khuôn khổ dự án Thúc đẩy sự phát triển hạ tầng năng lượng mới trong năm 2014, được ủy thác bởi tổ chức các nguồn năng lượng tự nhiên/Viện nghiên cứu Mitsubishi.

Hình A.3 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 1-3

A.2.2.1.2  Thử nghiệm với cơ cấu khía loại 2

...

...

...

Hình A.4 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 2-1

Hình A.5 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 2-2

Hình A.6 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 2-3

A.2.2.1.3  Thử nghiệm so sánh các đinh gốm có hoặc không có đầu bằng niken

Các thử nghiệm 3-1 và 3-2 trong Bảng A.1 được thực hiện trên pin A bằng cách sử dụng cơ cấu khía loại 2 và đinh gốm có đường kính 1 mm không có đầu Ni. Điều kiện kết thúc thử nghiệm là điện áp rơi là 20 mV. Dữ liệu thử nghiệm được thể hiện trên Hình A.7, Hình A.8 và Bảng A.1. Các kết quả của cả hai thử nghiệm hầu như giống nhau khi có hoặc không có đầu Ni.

...

...

...

Hình A.8 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 3-2

A.2.2.1.4  So sánh các cơ cấu khía có cỡ khác nhau

Thử nghiệm 4 trong Bảng A.1 được thực hiện trên pin A bằng cách sử dụng đinh gốm có đường kính 3 mm có đầu Ni được thể hiện trên Hình A.9. Cơ cấu khía được dừng tự động khi phát hiện điện áp rơi bằng 2 mV hoặc lớn hơn. Dữ liệu thử nghiệm được thể hiện trên Hình A.10 và Bảng A.1.

Hình A.9 - Đinh gốm đường kính 3 mm có đầu Ni

NGUỒN: Viện nghiên cứu ô tô Nhật Bản (JARI) thu thập các dữ liệu này trong khuôn khổ dự án Thúc đẩy sự phát triển hạ tầng năng lượng mới trong năm 2014, được ủy thác bởi tổ chức các nguồn năng lượng tự nhiên/Viện nghiên cứu Mitsubishi.

Hình A.10 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 4

...

...

...

Các thử nghiệm 5-1 và 5-2 trong Bảng A.1 được thực hiện trên pin A bằng cách sử dụng đinh gốm có đường kính 3 mm có đầu Ni, và với các điều kiện dừng thử nghiệm khác nhau. Theo 5.1.3, cơ cấu khía cần dừng lại khi phát hiện được điện áp rơi tối thiểu là 5 mV. Thử nghiệm 5-1 trên Hình A.11 được dừng lại khi phát hiện điện áp rơi là 5 mV, và thử nghiệm 5-2 trên Hình A.12 được dừng lại khi phát hiện điện áp rơi là 20 mV. Dữ liệu của cả hai thử nghiệm thể hiện rằng có thể mô phỏng được ngắn mạch bên trong của ít lớp hơn nếu thử nghiệm dừng ở điện áp rơi nhỏ hơn.

NGUỒN: Viện nghiên cứu ô tô Nhật Bản (JARI) thu thập các dữ liệu này trong khuôn khổ dự án Thúc đẩy sự phát triển hạ tầng năng lượng mới trong năm 2014, được ủy thác bởi tổ chức các nguồn năng lượng tự nhiên/Viện nghiên cứu Mitsubishi.

Hình A.11 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 5-1

NGUỒN: Viện nghiên cứu ô tô Nhật Bản (JARI) thu thập các dữ liệu này trong khuôn khổ dự án Thúc đẩy sự phát triển hạ tầng năng lượng mới trong năm 2014, được ủy thác bởi tổ chức các nguồn năng lượng tự nhiên/Viện nghiên cứu Mitsubishi.

Hình A.12 - Điện áp và nhiệt độ của thử nghiệm 5-2

A.2.2.2  Thử nghiệm trên pin C và pin D

A.2.2.2.1 Thử nghiệm với cơ cấu khía loại 2

...

...

...

Các thử nghiệm từ 7-1 đến 7-5 trong Bảng A.1 được thực hiện theo Điều 5 bằng cách sử dụng cơ cấu khía loại 2 lên pin D (pin dạng túi dùng cho ứng dụng HEV). Dữ liệu điện áp được thể hiện trên Hình A.14.

Các kết quả của thử nghiệm so sánh theo 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016) (FISC) cũng được thể hiện như các thử nghiệm 10-1 và 10-2 trong Bảng A.1, Hình A.13, A.14, A.18 và A.19. Khi so sánh với thử nghiệm FISC, các thử nghiệm 6 và 7 đã cho ra giá trị cao hơn của điện áp rơi, độ tăng nhiệt và số lớp bị ngắn mạch.

Hình A.13 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 6

Hình A.14 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 7

A.2.2.2.2  Thử nghiệm với cơ cấu khía loại 1 và so sánh với góc đầu đinh khác

Thử nghiệm từ 8-1 đến 8-5 trong Bảng A.1 được thực hiện với pin C, theo Điều 5 bằng cách sử dụng cơ cấu khía loại 1 và đinh gốm có đường kính 3 mm và góc 20°. Dữ liệu điện áp được thể hiện trên Hình A.15.

Các thử nghiệm từ 9-1 đến 9-5 trong Bảng A.1 được thực hiện với pin D, theo Điều 5 bằng cách sử dụng cơ cấu khía loại 1 và đinh gốm có đường kính 3 mm và góc 20°. Dữ liệu điện áp được thể hiện trên Hình A.16.

...

...

...

Khi so sánh với thử nghiệm FISC, các thử nghiệm 8 và 9 đã cho ra giá trị cao hơn của điện áp rơi, độ tăng nhiệt và số lớp bị ngắn mạch.

Hình A.5 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 8

Hình A.16 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 9

A.2.2.2.3  Kết quả thử nghiệm với pin C và pin D

Các thử nghiệm 10-1 và 10-2 trong Bảng A.1 được thực hiện theo 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016), với một mẫu pin C và pin D. Dữ liệu điện áp được thể hiện trên Hình A.17 và Hình A.18.

Hình A.17 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 10-1

...

...

...

Hình A.18 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 10-2

A.2.2.3  Thử nghiệm trên pin E và pin F

A.2.2.3.1  Kết quả thử nghiệm FISC

Các thử nghiệm 11-1 và 11-2 trong Bảng A.1 được thực hiện theo 6.4.4.2.1 của TCVN 12241-3:2018 (IEC 62660-3:2016), với pin E (graphit/MNC, 21,5 Ah, dùng cho ứng dụng PHEV) và pin E (graphit/MNC, 5 Ah, dùng cho ứng dụng HEV) tương ứng. Dữ liệu thử nghiệm được thể hiện trên Hình A.19 và Hình A.20. Hình "a" của từng hình vẽ thể hiện sự thay đổi điện áp và nhiệt độ của pin trong vòng 500 s, và "b" là hình vẽ phóng đại thể hiện sự thay đổi điện áp khi xảy ra ngắn mạch.

Cả hai pin đầu đạt tiêu chí thử nghiệm. Số lớp bị ngắn mạch trong cả hai thử nghiệm là không có điện cực dương và có một điện cực âm.

Hình A.19 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 11-1

Hình A.20 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 11-2

...

...

...

Các thử nghiệm từ 12-1 đến 12-7 trong Bảng A.1 được thực hiện trên pin E theo Điều 5 bằng cách sử dụng cơ cấu khía loại 2 và các cỡ khác nhau của đinh gốm có đầu Ni. Dữ liệu điện áp được thể hiện trên Hình A.21 đến Hình A.27. Các cơ cấu khía là các đinh gốm có đường kính 1 mm và 3 mm, với đầu Ni có chiều cao 0,35 mm hoặc 1 mm. Góc của đầu Ni là 30°, 45° hoặc 60°. Tốc độ ép thay đổi từ 0,001 m/s đến 0,1 mm/s.

Thử nghiệm 13 trong Bảng A.1 được thực hiện trên pin F, theo Điều 5 bằng cách sử dụng đinh gốm có đường kính 3 mm và đầu Ni cao 1 mm và góc là 30°. Dữ liệu điện áp được thể hiện trên Hình A.28.

Hình A.21 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 12-1

Hình A.21 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 12-2

...

...

...

Hình A.24 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 12-4

Hình A.25 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 12-5

Hình A.26 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 12-6

Hình A.27 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 12-7

...

...

...

A.2.2.4  Thử nghiệm trên pin G

Các thử nghiệm từ 14-1 đến 14-5 trong Bảng A.1 được thực hiện trên pin G (graphit/MNC và LMO, 60 Ah, với tấm đồng giữa vỏ và các điện cực được cuộn lại, dùng cho ứng dụng PHEV) theo Điều 5 bằng cách sử dụng cơ cấu khía loại 2 và đinh gốm có đường kính 3 mm với đầu Ni cao 1 mm, và góc ở đầu là 45°. Vỏ pin được làm mỏng, và thay đổi từ 0 mm đến 0,85 mm. Tốc độ ép là 0,01 mm/s hoặc 0,1 mm/s. Dữ liệu điện áp được thể hiện trên Hình A.29, Hình A.30. Hình A.31, Hình A.32 và Hình A.33.

Các kết quả thử nghiệm sẽ khác nhau phụ thuộc vào chiều dày của vỏ. Trong các thử nghiệm 14-1 và 14-2, trường hợp vỏ tương đối dày, các pin sẽ phát cháy. Ngoài ra, trong các thử nghiệm 14-1 đến 14-3, ngắn mạch chỉ xảy ra giữa vỏ và tấm đồng giữa vỏ và các điện cực cuộn lại, mà không có ngắn mạch ở các lớp.

Trong các thử nghiệm từ 14-3 đến 14-5, trường hợp vỏ tương đối mỏng, và sử dụng cơ cấu khía loại 2, không có cháy và khói trong khi số lượng các lớp ngắn mạch là khác nhau.

Hình A.29 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 14-1

Hình A.30 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 14-2

...

...

...

Hình A.32 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 14-4

Hình A.33 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 14-5

A.2.2.5  Thử nghiệm trên pin H

A.2.2.5.1  Thử nghiệm với cơ cấu khía loại 1

Các thử nghiệm từ 15-1 đến 15-5 trong Bảng A.1 được thực hiện trên pin H (graphit/MNC, 37 Ah dùng cho ứng dụng PHEV) theo Điều 5 bằng cách sử dụng cơ cấu khía loại 1. Dữ liệu thử nghiệm được thể hiện trên Hình A.34.

...

...

...

Hình A.34 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 15

A.2.2.5.2  Thử nghiệm với cơ cấu khía loại 2

Các thử nghiệm từ 16-1 đến 16-5 trong Bảng A.1 được thực hiện trên pin H (graphit/MNC, 37 Ah dùng cho ứng dụng PHEV) theo Điều 5 bằng cách sử dụng cơ cấu khía loại 2. Dữ liệu thử nghiệm được thể hiện trên Hình A.35.

Hình A.35 - Dữ liệu điện áp của thử nghiệm 16

MỤC LỤC

Lời nói đầu

...

...

...

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Quy trình chung cho thử nghiệm thay thế

5  Phương pháp thử nghiệm thay thế

Phụ lục A (tham khảo) - Dữ liệu thử nghiệm