ГОСТ Р МЭК 62928-2021 Транспорт железнодорожный. Состав подвижной. Требования к тяговым литий-ионным бортовым батареям

ГОСТ Р МЭК 62928-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Транспорт железнодорожный

СОСТАВ ПОДВИЖНОЙ

Требования к тяговым литий-ионным бортовым батареям

Railway applications. Rolling stock. Requirements for traction lithium-ion onboard batteries

ОКС 29.220.99
45.060.01

Дата введения 2021-06-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 "Аккумуляторы и батареи"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 февраля 2021 г. N 72-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62928:2017* "Транспорт железнодорожный. Состав подвижной. Тяговые литий-ионные бортовые батареи" (IEC 62928:2017 "Railway applications - Rolling stock - Onboard lithium-ion traction batteries", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо номеров знаков безопасности по ИСО 7010 номерами знаков безопасности по ГОСТ 12.4.026-2015, список соответствия которых приведен в дополнительном приложении ДА.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДБ.

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

В 90-х годах на рынке начали разрабатывать и в массовом количестве изготавливать в основном портативные литиевые аккумуляторы, что обусловило разработку стандартов, ориентированных в первую очередь на небольшие портативные батареи:

- МЭК 61960-3:2017 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Литиевые аккумуляторы и батареи для портативных применений. Часть 3. Призматические и цилиндрические литиевые аккумуляторы и батареи;

- МЭК 62133 (все части) Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для портативных герметичных аккумуляторов и батарей из них при портативном применении.

Данные стандарты не охватывают большие аккумуляторы и батареи для промышленного и железнодорожного применения, которые являются непереносимыми и весят сотни килограммов. В этой связи технические комитеты МЭК начали работу с литиевыми аккумуляторами и батареями большой емкости:

- МЭК 62619:2017 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений;

- МЭК 62620:2014 Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и батареи литиевые для промышленных применений.

Документы часто носят общий характер и упоминают железнодорожные применения только в качестве примера, что послужило основанием введения настоящего стандарта, который разработан для уточнения требований для тягового применения на железной дороге.

Настоящий стандарт, как и ранее введенный МЭК 62864-1:2016, который определяет общие требования к бортовой системе накопления энергии на уровне системы, являются частью взаимоувязанной системы стандартов, иерархия которой показана на рисунке 1.

Рисунок 1 - Иерархия стандартов, связанных с МЭК 62928

Стандарты, перечисленные на рисунке 1, не являются исчерпывающими.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на бортовые литий-ионные тяговые батареи для систем накопления электрической энергии (СНЭЭ) для тягового привода железнодорожных транспортных средств (ТС), таких как гибридные ТС, как определено в МЭК 62864-1:2016, и устанавливает требования к их конструкции, рабочим параметрам, безопасности, обмену данными, маркировке и обозначению, а также виды и методы испытания.

Общие требования к бортовым СНЭЭ установлены в МЭК 62864-1:2016.

Настоящий стандарт устанавливает требования к батарейным системам на основе литий-ионных аккумуляторов.

Настоящий стандарт распространяется на субкомпоненты внутри батарейных систем, таких как система контроля и управления батарей (СКУ), система управления температурой батарей (СКУТ).

Настоящий стандарт не распространяется на вспомогательные батареи для питания только вспомогательного оборудования и оборудование для преобразования энергии (например, прерыватель, преобразователь и т.д.), электрические реакторы, конденсаторы и распределительные устройства.

Настоящий стандарт не распространяется на гибридные СНЭЭ на основе двух или более технологий накопления энергии, например тяговая батарея и электрохимические (двойнослойные) конденсаторы. Если на одном и том же железнодорожном ТС применяют несколько СНЭЭ на основе разных технологий, управление которых осуществляется независимо, то требования к таким СНЭЭ должны быть установлены в стандарте, соответствующем примененной технологии.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

IEC 60050-482:2004, International Electrotechnical Vocabulary - Part 482: Primary and secondary cells and batteries (Международный электротехнический словарь. Глава 482. Первичные и вторичные элементы и батареи)

IEC 60050-811:2017, International Electrotechnical Vocabulary - Chapter 811: Electric traction (Международный электротехнический словарь. Глава 811. Электрическая тяга)

IEC 60051 (all parts), Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories (Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним)

IEC 60077-1, Railway applications - Electric equipment for rolling stock - Part 1: General service conditions and general rules (Электрооборудование железнодорожного подвижного состава. Часть 1. Общие условия эксплуатации и технические условия)

IEC 60077-5, Railway applications - Electric equipment for rolling stock - Part 5: Electrotechnical components - Rules for HV fuses (Электрооборудование железнодорожного подвижного состава. Часть 5. Предохранители высоковольтные. Общие технические условия)

IEC 60529, Degrees of protection provided by enclosures (IP Code) [Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)]

IEC 60571, Railway applications - Electronic equipment used on rolling stock (Транспорт железнодорожный. Оборудование электронное для железных дорог, применяемое на подвижном составе)

IEC 60850, Railway applications - Supply voltages of traction systems (Транспорт железнодорожный. Напряжения электропитания систем тяги)

IEC 61373, Railway applications - Rolling stock equipment - Shock and vibration tests (Оборудование железнодорожного подвижного состава. Испытания на удар и вибрацию)

IEC 61991, Railway applications - Rolling stock - Protective provisions against electrical hazards (Железнодорожный подвижной состав. Требования к защите от поражения электрическим током)

IEC 62236-3-2, Railway applications - Electromagnetic compatibility - Part 3-2: Rolling stock - Apparatus (Совместимость технических средств электромагнитная. Системы и оборудование железнодорожного транспорта. Часть 3-2. Железнодорожный подвижной состав. Аппаратура и оборудование. Требования и методы испытаний)

IEC 62278:2002, Railway applications - Specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS) (Транспорт железнодорожный Технические условия и демонстрация надежности, эксплуатационной готовности, ремонтопригодности и безопасности)

IEC 62279, Railway applications - Communications, signaling and processing systems - Software for railway control and protection systems (Железные дороги. Системы связи, сигнализации и обработки данных. Программное обеспечение систем управления и защиты на железных дорогах)

IEC 62497-1, Railway application - Insulation coordination - Part 1: Basic requirements - Clearances and creepage distances for all electrical and electronic equipment (Транспорт железнодорожный. Координация изоляции. Часть 1. Основные требования. Зазоры и длина пути тока утечки для всего электрического и электронного оборудования)

IEC 62498-1:2010, Railway applications - Environmental conditions for equipment - Part 1: Equipment on board rolling stock (Транспорт железнодорожный. Влияние окружающей среды на оборудование. Часть 1. Оборудование в вагоне подвижного состава)

IEC 62619:2017, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Safety requirements secondary lithium cells and batteries for use in industrial applications (Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Требования безопасности для литиевых аккумуляторов и батарей для промышленных применений)

IEC 62620:2014, Secondary cells and batteries containing alkaline or other non-acid electrolytes - Secondary lithium cells and batteries for use in industrial applications (Аккумуляторы и аккумуляторные батареи, содержащие щелочной или другие некислотные электролиты. Аккумуляторы и батареи литиевые для промышленных применений)

IEC 62864-1:2016, Railway applications - Rolling stock - Power supply with onboard energy storage system - Part 1: Series hybrid system (Транспорт железнодорожный. Состав подвижной. Энергообеспечение бортовыми системами накопления энергии. Часть 1. Гибридные системы, соединенные последовательно)

ISO/IEC Guide 51:2014, Safety aspects - Guidelines for their inclusion in standards (Аспекты безопасности. Руководящие указания по включению их в стандарты)

ISO 7010, Graphical symbols - Safety colors and safety signs - Registered safety signs (Символы графические. Цвета и знаки безопасности. Зарегистрированные знаки безопасности)

3 Термины, определения и сокращения

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60050-482, МЭК 60050-811 и Руководство ИСО/МЭК 51, а также следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/;

- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на http://www.iso.org/obp.

3.1.1 сохраняемость заряда [энергии] (charge retention, capacity retention): Способность батарейной системы сохранять запасенный в нем заряд [энергию] при разомкнутой внешней цепи при заданных условиях.

Примечание - См. также саморазряд.

[МЭК 60050-482:2004, статья 482-03-35, модифицирован - "аккумулятор или батарея" заменено на "батарейную систему"]

3.1.2 саморазряд (self-discharge): Процесс потери энергии аккумулятором или батарейной системой любым другим образом, кроме разряда во внешнюю цепь.

Примечание - См. также сохраняемость заряда.

[МЭК 60050-482:2004, статья 482-03-27, модифицирован - "батарея" заменено на "батарейную систему"]

3.1.3 конечное напряжение, напряжение конца разряда (final voltage, end-of-discharge voltage): Напряжение цепи с подключенной нагрузкой, при котором разряд аккумулятора или батарейной системы останавливают.

[МЭК 62620:2014, статья 3.3, модифицирован - "батарея" заменено на "батарейную систему"]

3.1.4 номинальное напряжение (nominal voltage): Приблизительное значение напряжения, используемое для обозначения или определения аккумулятора или батарейной системы.

Примечания

1 Значение номинального напряжения указывает изготовитель аккумуляторов и/или батарейной системы.

2 Номинальное напряжение батарейной системы из последовательно соединенных аккумуляторов равно сумме номинальных напряжений одиночного аккумулятора.

[МЭК 62620:2014, статья 3.4, модифицирован - "определение аккумулятора" заменено на "определение напряжения аккумулятора", а "батарея" заменено на "батарейная система"]

3.1.5 нормированная емкость (rated capacity): Емкость аккумулятора или батарейной системы, определенная при установленных условиях и заявленная изготовителем.

Примечание - Нормированная емкость - это количество электричества , А·ч (ампер-часы), заявленное изготовителем, которое один аккумулятор или батарея могут отдать при разряде в течение -часового периода при заряде, хранении и разряде в условиях, установленных в 6.3.1 МЭК 62620:2014. 5 для аккумуляторов с режимами разряда Е, М и Н.

[МЭК 60050-482:2004, статья 482-03-15, модифицирован - "батарея" заменено на "батарейная система" и добавлено примечание 1]

3.1.6 степень заряженности; СЗ (state of charge, SOC): Оставшаяся емкость, доступная для разряда, обычно выражаемая в процентах от полной емкости, по выбранному выражению, как определено в приложении А МЭК 62864-1:2016.

[МЭК 62864-1:2016, статья 3.1.13, модифицирован - "как указано в соответствующих стандартах" заменено на "по выбранному выражению, как определено в приложении А МЭК 62864-1:2016" и примечание 1 удалено]

3.1.7 аккумулятор, литиевый аккумулятор (cell, secondary lithium cell): Аккумулятор, в котором электрическая энергия выделяется в результате процесса внедрения/выхода ионов лития или реакции окисления/восстановления лития на отрицательном и положительном электродах.

Примечание - Аккумулятор обычно имеет электролит, который состоит из соли лития и органического растворителя в жидком, гелеобразном или твердом виде и имеет корпус из металла или ламинированной пленки. Он не готов для использования, поскольку еще не оснащен заключительным кожухом, контактными группами и электронным устройством управления.

[МЭК 62620:2014, статья 3.6]

3.1.8 блок аккумуляторов: Группа аккумуляторов, соединенных в параллельную конфигурацию, содержащая или не содержащая защитные устройства (например, предохранители или ПТК) и устройства сбора данных.

________________

ПТК - многоразовый предохранитель с положительным температурным коэффициентом (positive temperature coefficient device resettable fuse, polyfuse, polyswitch, PTC).

Примечание - Он не готов для использования, поскольку еще не оснащен заключительным кожухом, контактными группами и электронным устройством управления.

[МЭК 62620:2014, статья 3.7]

3.1.9 батарейный блок/модуль (battery pack/module): Устройство накопления энергии, которое состоит из одного или нескольких электрически соединенных аккумуляторов.

Примечания

1 В настоящем стандарте модуль означает то же, что и батарейный блок.

2 Он включает в себя защитный корпус и снабжен выводами или другим соединительным устройством.

3 Он включает в себя, по крайней мере, схему контроля, которая обеспечивает информацию (например, напряжение аккумулятора, температуру) для батарейной системы.

4 Он может включать в себя защитное устройство и схему управления.

[МЭК 62620:2014, статья 3.9, модифицирован - "/модуль" добавлено в термин, а "или модуль" удалено в определении. Примечание разделено на примечание 2 и примечание 4 и добавлено примечание 1]

3.1.10 батарейная секция (battery branch): Группа батарейных блоков/модулей, соединенных вместе в последовательной и/или параллельной конфигурации, которая имеет напряжение, равное напряжению батарейной системы, и является самой маленькой подсистемой, которую можно электрически изолировать.

Примечания

1 Электрическое изолирование осуществляется с помощью отключающих устройств, например контакторов, распределительных устройств, автоматических выключателей и т.д.

2 Батарейная секция может быть размещена в одном или нескольких корпусах.

3.1.11 батарейная система (battery system): Система, которая включает в себя один или несколько аккумуляторов, модулей или батарейных блоков, включая систему управления батареями и систему управления температурой, а также отключающие и/или изолирующие устройства, например контакторы, разъединители, предохранители и т.д.

Примечание - См. рисунки 2, 3 и рисунки А.1-А.4.

[МЭК 62620:2014, статья 3.10, модифицированный - определение после замены "батарейных блоков" изменено. Примечание изменено]

3.1.12 гибридное транспортное средство (hybrid vehicle): Транспортное средство, которое может накапливать энергию в бортовой СНЭЭ и приводится в движение, используя накопленную энергию, а также электрическую энергию от генератора или контактных линий.

[МЭК 62864-1:2016, статья 3.1.4]

3.1.13 безопасность (safety): Отсутствие неприемлемого риска.

[Руководство ИСО/МЭК 51:2014, статья 3.14]

3.1.14 опасность (hazard): Потенциальный источник вреда.

[МЭК 60050-903:2013, 903-01-02, модифицирован - примечание 1, примечание 2 и примечание 3 удалены]

3.1.15 использование по назначению (intended use): Использование продукта, процесса или услуги в соответствии с информацией, предоставляемой с продуктом или системой, или, при отсутствии такой информации, общепринятыми схемами использования.

Примечание - Использование по назначению может включать в себя профиль нагрузки, согласованный между интегратором и изготовителем батарейной системы.

[Руководство ИСО/МЭК 51:2014, статья 3.6, модифицирован - примечание 1 добавлено]

3.1.16 утечка (leakage): Видимый выход жидкого электролита.

[МЭК 62619:2017, статья 3.13]

3.1.17 сброс (venting): Высвобождение избыточного внутреннего давления из аккумулятора, модуля, батарейного блока или батарейной системы таким образом, чтобы предотвратить разрыв или взрыв.

[МЭК 62619:2017, статья 3.14]

3.1.18 разрыв (rupture): Механическое разрушение корпуса аккумулятора или батареи, вызванное внутренней или внешней причиной, приводящее к обнажению или разливу материалов, но не выбросу.

[МЭК 62619:2017, статья 3.15]

3.1.19 взрыв (explosion): Авария, возникающая при резком открытии контейнера аккумулятора или корпуса батареи, сопровождающимся сильным выбросом твердых компонентов.

Примечание - Выпуск жидкости, газа и/или дыма не является взрывом.

[МЭК 62619:2017, статья 3.16, модифицирован - примечание 1 изменено]

3.1.20 воспламенение (fire): Выброс пламени от аккумулятора, батарейного блока/модуля или батарейной системы.

[МЭК 62619:2017, статья 3.17, модифицирован - "модуль, аккумуляторная батарея" заменено на "батарейный блок/модуль"]

3.1.21 верхний предел напряжения заряда аккумулятора (upper limit charging voltage of cell): Наибольшее напряжение при заряде в рабочей зоне аккумулятора, указанное изготовителем аккумулятора с точки зрения безопасности.

[МЭК 62619:2017, статья 3.19, модифицирован - добавлено "с точки зрения безопасности"]

3.1.22 максимальное напряжение батарейной системы (maximum voltage of the battery system): Наивысшее напряжение батарейной системы, при котором максимальное напряжение любого отдельного аккумулятора ниже верхнего предельного зарядного напряжения аккумулятора, как определено в 3.1.21, и все компоненты работают в установленном/допустимом рабочем диапазоне при всех условиях работы.

3.1.23 нижний предел напряжения разряда аккумулятора (lower limit discharging voltage of cell): Минимальное напряжение разряда, указанное изготовителем аккумулятора с точки зрения безопасности.

[МЭК 62619:2017, статья 3.22, модифицирован - добавлено "с точки зрения безопасности"]

3.1.24 минимальное напряжение батарейной системы (minimum voltage of battery system): Самое низкое напряжение батарейной системы, при котором минимальное напряжение любого отдельного аккумулятора более нижнего предела разрядного напряжения аккумулятора, как определено в 3.1.23, и все компоненты работают в установленном/допустимом рабочем диапазоне при всех условиях работы.

3.1.25 максимальный ток заряда (maximum charging current): Наибольший ток, допустимый для заряда в рабочей зоне аккумулятора, указанный изготовителем аккумулятора с точки зрения безопасности.

[МЭК 62619:2017, статья 3.20, модифицирован - "максимум" заменено на "наибольший", "который есть" заменено на "с точки зрения безопасности"]

3.1.26 максимальный ток разряда (maximum discharging current): Максимальный ток разряда в рабочей зоне аккумулятора, указанный изготовителем аккумулятора с точки зрения безопасности.

3.1.27 система накопления электрической энергии; СНЭЭ (energy storage system, ESS): Система, которая состоит из одного или нескольких БНЭЭ и другого оборудования, необходимого для подключения к линии постоянного тока, такого как преобразователи, системы управления и контроля, электрические реакторы, защитные устройства, системы охлаждения и т.д.

[МЭК 62864-1:2016, статья 3.1.22]

3.1.28 блок накопления электрической энергии; БНЭЭ (energy storage unit, ESU): Оборудование, включающее различные технологии накопления энергии, в частности системы литий-ионных тяговых батарей в контексте настоящего стандарта.

Примечание - Балансировка тяговой мощности между БНЭЭ является функцией верхнего уровня системы.

[МЭК 62864-1:2016, статья 3.1.20, модифицирован - "технология" указано для "системы литиево-ионных тяговых батарей", примечание изменено]

3.1.29 система контроля и управления батарей; СКУ (battery management system; BMS): Система, связанная с батарейным блоком, которая контролирует и/или управляет его состоянием, отключает или изолирует батарейный блок, рассчитывает вторичные данные и передает данные за пределы батарейной системы и/или контролирует параметры окружающей среды для обеспечения безопасного функционирования, рабочих характеристик и/или срока службы батареи.

Примечания

1 Функцию системы контроля и управления батарей может полностью или частично выполнять сам батарейный блок и/или оборудование, которое его использует.

2 В функции системы контроля и управления входит мониторинг температуры.

[МЭК 62620:2014, статья 3.11, модифицирован - "электронная" удалено, добавлен "отключает или изолирует батарейный блок", "сообщается, что данные" заменено на "передает данные за пределы батарейной системы" и "и имеет функции отключения..." удалено. Примечание 2 изменено]

3.1.30 система контроля и управления температурой батареи; СКУТ (battery thermal management system, BTMS): Система, связанная с батарейным блоком, которая отслеживает температуру и/или управляет тепловыми характеристиками, чтобы поддерживать температуру блока в требуемом диапазоне для профиля нагрузки, согласованного между интегратором и изготовителями батарейной системы.

3.1.31 потребитель (user): Организация, которая эксплуатирует тяговую систему, включая СНЭЭ.

Примечание - Потребителем, как правило, является организация, которая управляет транспортным средством, оснащенным тяговой системой, если ответственность не передана основному подрядчику или консультанту.

[МЭК 61377:2016, статья 3.4, модифицирован - "(см. рисунок 3)" удалено и добавлено "включая СНЭЭ"]

3.1.32 интегратор (integrator): Организация, которая несет техническую ответственность за всю тяговую систему, включая СНЭЭ.

Примечание - Интегратор может быть потребителем, изготовителем поездов или изготовителем тяговых систем, или ни одним из них.

3.1.33 изготовитель (manufacturer): Организация, которая несет техническую ответственность за предмет поставок.

Примечание - Изготовитель может быть изготовителем поезда или системным интегратором тяговых систем, изготовителем аккумуляторов и т.д. Если необходимо четко различить, применяют "изготовитель тяговых систем", "изготовитель батарейных систем" или "изготовитель аккумуляторов".

3.1.34 рабочий профиль (operational pattern): Определение потребителем и/или изготовителем условий, характеризующих требуемую работу, включая сопутствующие операции, например рабочий цикл, вспомогательные нагрузки, безопасные границы энергосодержания, ограниченный режим и т.д.

Примечание - Для целей настоящего стандарта рабочий профиль рассматривается на уровне транспортного средства.

[МЭК 62864-1:2016, статья 3.1.19 модифицирован - добавлено примечание]

3.1.35 профиль нагрузки (load profile): Электрическая мощность, потребляемая нагрузкой в определенные интервалы времени в течение установленного периода работы.

Примечание - Для целей настоящего стандарта профиль нагрузки определяют на выводах батарейной системы.

[МЭК 60050-617:2009, 617-04-05 модифицирован - "кривая, представляющая поданный" удалено, добавлено примечание 1]

3.1.36 конец срока службы; КСС (end of life, EOL): Точка во времени, в которой батарейная система уже не может обеспечить требуемую функциональность или выполнить рабочий профиль, как было согласовано первоначально между потребителем/интегратором и изготовителем.

Примечание - В качестве параметра конца срока службы допускается использовать внутреннее сопротивление или емкость.

[МЭК 62864-1:2016, статья 3.1.15, модифицирован - "потребитель" заменено на "потребитель/интегратор". Добавлено примечание]

3.1.37 начало срока службы; НСС (beginning of life, BOL): Точка во времени, в которой батарейная система имеет нормированную емкость или энергоемкость, полностью соответствующую минимальным рабочим характеристикам при поставке изготовителем.

[МЭК 62864-1:2016, статья 3.1.16, модифицирован - "БНЭЭ" заменено на "батарейную систему"]

3.1.38 время простоя батарейной системы (down time of battery system): Интервал времени, в течение которого батарейная система не работает в режиме тяги.

Примечание - Время простоя включает в себя время остановок, технического обслуживания, пребывания в депо, транспортирования и т.д. в выключенном или включенном состоянии.

3.2 Сокращения

4 Конфигурация батарейной системы

4.1 Батарейная система

Батарейная система состоит из аккумуляторов батареи, блоков аккумуляторов, батарейных блоков и подсистем, например СКУ, СКУТ и т.д. Батарейные системы изготавливают в различных конфигурациях. Такие подсистемы могут быть расположены вне батарейного ящика, например в тяговом преобразователе.

Батарейный ящик - это устройство в батарейной системе, непосредственный доступ к которому имеет потребитель. Батарейная система может быть разделена на несколько батарейных ящиков (несколько механических корпусов).

________________

Под непосредственным доступом потребителя понимается возможность при необходимости производить оперативную модульную замену силами персонала потребителя.

Некоторые батарейные ящики могут не содержать аккумуляторы (например, отдельно расположенные СКУ).

На рисунке 4 МЭК 62864-1:2016 приведен пример, в котором БНЭЭ является составной частью СНЭЭ в последовательной гибридной системе подвижного состава.

Функциональная конфигурация батарейной системы приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Функциональная конфигурация батарейной системы

Применение СКУ является обязательным, применение СКУТ - необязательным.

Уровень иерархии гибридной системы определяют в соответствии с МЭК 628641:2016:

a) уровень 1: интерфейс ТС/гибридной системы;

b) уровень 2: гибридные системы и интерфейсы;

c) уровень 3: компоненты;

d) уровень 4: субкомпоненты.

Примеры конфигурации батарейной системы приведены в приложении А.

4.2 Батарейный блок/модуль

Функциональная конфигурация аккумулятора, блока аккумуляторов и батарейного блока/модуля приведена на рисунке 3. Некоторые функциональные блоки включают аккумуляторы.

Для батарейного блока обязательно наличие функционального блока, включающего схемы контроля, контролирующие состояние аккумуляторов (напряжение, ток, температура и т.д.) и предоставляющие информацию СКУ.

Схема управления и защитные устройства могут быть включены в качестве дополнительных функциональных блоков.

Рисунок 3 - Функциональные конфигурации аккумуляторов, блоков аккумуляторов и батарейных блоков/модулей

4.3 Система контроля и управления батарей

СКУ является подсистемой, обеспечивающей безопасную работу и оптимизированные рабочие характеристики батарейной системы. СКУ имеет несколько функций:

- контроль напряжения каждого аккумулятора или каждого блока аккумуляторов;

- контроль тока каждого блока аккумуляторов или каждой секции батареи;

- контроль температуры характерных аккумуляторов;

- отключение или изолирование батарейных блоков, секции батареи при обнаружении ненормальных рабочих параметров;

- вычисление степени заряженности (СЗ) и т.д. по данным, полученным функцией мониторинга;

- передача полученных данных за пределы батарейной системы.

Примечание 1 - Для систем с некоторыми функциями безопасности, работающими автономно, допускается кратковременная потеря связи в течение определенных интервалов, согласованных между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы, и задокументированных;

- управление аккумуляторами или батарейными блоками/модулями для балансировки на них напряжения или установления СЗ.

Примечание 2 - Балансировка тяговой мощности между БНЭЭ является функцией верхнего уровня системы;

- контроль (опционально) условий среды внутри батарейной системы, например кондиционирование (температура, влажность) и т.д., которые могут включать СКУТ.

В некоторых случаях часть функций СКУ может быть интегрирована в другие системы, такие как тяговый преобразователь, блок управления ТС, батарейный модуль пассивной балансировки и т.д.

4.4 Система контроля и управления температурой батареи

СКУТ является дополнительной подсистемой для поддержания температуры батарейного блока/модуля с целью достижения определенных рабочих характеристик и срока службы в соответствии с установленным режимом работы и может выполнять следующие функции:

- контроль температуры аккумуляторов, теплоносителя и окружающей среды и т.д.;

- управление устройствами, обеспечивающими охлаждение или нагрев;

- передача данных СКУТ во внешние устройства.

При необходимости диапазон температур может быть согласован между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы.

Термокондиционирующее оборудование (охлаждающие вентиляторы и т.д.) допускается устанавливать внутри или снаружи батарейного ящика или как часть системы термокондиционирования тягового привода и т.д.

5 Допуски измерения параметров

Если в настоящем стандарте не установлены другие требования, то общая погрешность контролируемых или измеряемых значений относительно заданных или фактических значений должна находиться в следующих пределах, установленных в разделе 4 МЭК 62620:2014:

a) ±0,5% - для напряжения;

b) ±1% - для тока;

c) ±2°С - для температуры;

d) ±0,1% - для времени;

e) ±1% - для размеров.

Указанные допустимые погрешности измерений включают в себя комбинированную погрешность измерительных инструментов и приборов, метода измерения и другие погрешности, возникающие при проведении испытания.

Руководство по выбору аналоговых приборов приведено в МЭК 60051. Сведения об использованных приборах указывают в протоколе испытаний.

6 Условия эксплуатации

6.1 Общие положения

Условия эксплуатации электрооборудования подвижного состава - по МЭК 600771*. Особые условия, которые отличаются от условий, установленных в МЭК 60077-1, определены в соответствующих стандартах на конкретную продукцию.

___________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - .

В 6.2-6.6 приведена выдержка из МЭК 60077-1 и особые условия для батарейной системы.

Другие стандарты, относящиеся к подвижному составу, приведены в библиографии.

6.2 Требования по механическим воздействиям

Батарейная система должна выдерживать испытания на вибрацию и удар по МЭК 61373.

Примечание - Условия и прочность сварки должны соответствовать требованиям применимых стандартов.

6.3 Условия окружающей среды

6.3.1 Общие положения

Условия окружающей среды приведены в МЭК 62864-1:2016, МЭК 60077-1 и МЭК 624981*:2010.

___________________

* Текст документа соответствует оригиналу. - .

6.3.2 Температура окружающей среды

T1: от минус 25°С до плюс 40°С в соответствии с МЭК 62498-1:2010, если не установлены другие требования. Температура окружающей среды - это температура воздуха вне подвижного состава.

Температура окружающей среды вне вышеуказанного диапазона, если таковая имеется, должна быть указана потребителем/интегратором.

6.3.3 Температура внутри корпуса батареи

Компоненты внутри батарейного ящика должны быть рассчитаны на работу в пределах внутренних температурных диапазонов в соответствии с графой 2 или 3 таблицы 2 МЭК 62498-1:2010, если не указано иное.

6.3.4 Температура для расчета срока службы

Если не указано иное, то для расчета срока службы применяют TR1 в МЭК 62498-1:2010, таблица 3. Температура - это температура на открытом воздухе. Для батарейной системы, установленной в корпусе, повышение температуры воздуха внутри корпуса рассматривают с учетом условий охлаждения (СКУТ в работе и т.д.).

Следует использовать гистограмму температуры окружающей среды, предоставленную потребителем или интегратором, если таковая имеется. Температурная гистограмма может быть согласована между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы.

6.4 Электрические параметры

6.4.1 Тяговые цепи

Диапазоны напряжений батарейной системы, прямо или косвенно подключенной к тяговым цепям, должны соответствовать МЭК 60850. Допускается применять другие значения напряжения по соглашению между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы.

Напряжения тяговых цепей, подключенных к бортовому ОИП, должны быть основаны на технических характеристиках ОИП.

6.4.2 Цепи управления

Если питание для цепей управления батарейной системы подается извне батарейной системы, то управляющее напряжение должно соответствовать МЭК 60077-1.

При использовании в батарейной системе электронных схем для СКУ применяют требования, установленные в МЭК 60571.

6.4.3 Координация изоляции

Зазоры, пути утечки и диэлектрические испытательные напряжения установлены в МЭК 62497-1. Диэлектрические испытания оборудования - по МЭК 60077-1.

6.5 Электромагнитная совместимость

К батарейной системе применяют общий стандарт электромагнитной совместимости (ЭМС) МЭК 62236-3-2, распространяющийся на аппаратуру подвижного состава.

6.6 Программное обеспечение

Архитектура и валидация программного обеспечения СКУ должны соответствовать МЭК 62279 и МЭК 62278:2002.

7 Обозначение и маркировка

7.1 Идентификационная табличка

Идентификационная табличка батарейной системы или каждого отдельного батарейного блока должна быть размещена на легко видимой и доступной поверхности. Метод крепления таблички должен обеспечивать невозможность легкого снятия или удаления.

Примечание - Идентификационная табличка батарейного ящика, - см. 4.1.

На табличках должна быть размещена следующая информация:

- литий-ионный или Li-ion (рассматриваемая часть, если применимо);

- наименование или идентификация изготовителя;

- месяц и год изготовления (если это возможно, должен быть указан день);

- уникальный серийный номер для батарейной системы в сборе (отдельные ящики должны иметь индивидуальные серийные номера);

- обозначения (см. 7.2);

- номинальное напряжение (рассматриваемая часть, если применимо);

- нормированная емкость или расчетная паспортная емкость (см. последний пункт подраздела) (рассматриваемая часть, если применимо);

- масса;

- тип охлаждения;

- уровень проверки (если применимо);

- номер детали для батарейной системы в сборе или любых отдельных частей.

Если оценку емкости выполняют путем испытания разделенных блоков батарейной системы, то она должна быть указана как нормированная емкость и должна быть суммой, рассчитанной обоснованным методом.

7.2 Обозначения аккумуляторов и батарейной системы

Аккумуляторы должны быть обозначены следующим образом:

.

См. 5.2 МЭК 62620:2014.

Батарейный блок/модуль и батарейная система должен быть обозначен следующим образом:

.

См. 5.3 МЭК 62620:2014.

7.3 Маркировка

7.3.1 Общие положения

Маркировка должна быть надежной и нанесена на видимые и несъемные поверхности (с учетом условий эксплуатации железных дорог) соответствующих изделий.

7.3.2 Батарейный блок/модуль и аккумуляторы

Информация для батарейного блока/модуля и аккумуляторов должна соответствовать требованиям 5.1 МЭК 62620:2014.

7.3.3 Другие компоненты

Идентификационные таблички или маркировка других компонентов, например СКУ, контактор, охлаждающий вентилятор и т.д., должны соответствовать стандартам на конкретную продукцию.

7.3.4 Дополнительная информация

Если необходимо, то указывают следующую дополнительную информацию:

- полярность (вывода) (может быть опущена, если предусмотрено устройство для обеспечения правильного подключения);

- номер проводов и т.д.

Следующую информацию включают в руководство или инструкцию по эксплуатации, если она не нанесена на батарейную систему или аккумуляторы:

- метод расчета нормированной емкости;

- предупредительные надписи (включая инструкции по переработке);

- рекомендации по заряду.

Маркировка безопасности - по 8.2.

8 Требования безопасности

8.1 Общие требования

Изготовитель батарейной системы должен предоставить рекомендации по безопасному обращению с батарейным блоком/модулем, поскольку на выводах батарей всегда остается высокое напряжение.

Требования безопасности для аккумуляторов, батарейных блоков/модулей и батарейных систем установлены в МЭК 62619:2017.

Спецификация и проверка требований безопасности должны соответствовать МЭК 62278.

Защита от поражения электрическим током должна соответствовать МЭК 61991.

Должны быть рассмотрены по крайней мере следующие потенциальные опасности:

a) воспламенение;

b) вспышка/взрыв;

c) утечка электролита из аккумуляторов;

d) постоянный сброс горючих и/или токсичных газов;

e) разрыв корпуса батареи с обнажением внутренних компонентов.

8.2 Знаки безопасности

8.2.1 Снаружи батарейного ящика

На внешней стороне батарейного ящика должны быть размещены следующие знаки безопасности по ИСО 7010:

________________

Сводка соответствий использованных в настоящем стандарте знаков и знаков, установленных ГОСТ 12.4.026-2015 приведена в приложении ДА.

- предупреждающие знаки:

- W012 "Осторожно; электричество",

- W026 "Осторожно; заряд батареи";

- запрещающий знак:

- Р003 "Не допускать открытого огня; огонь, открытый источник возгорания и курение запрещены".

Детальные требования и дополнительные знаки должны быть согласованы между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы. Например, "Не наступать", если батарейная система установлена на крыше.

8.2.2 Внутри батарейного ящика

Внутри батарейного ящика должны быть размещены следующие знаки безопасности по ИСО 7010:

- предупреждающие знаки:

- W012 "Осторожно; электричество",

- W026 "Осторожно; заряд батареи",

- W002 "Осторожно; взрывоопасный материал";

- запрещающий знак:

- Р003 "Не допускать открытого огня; огонь, открытый источник возгорания и курение запрещены";

- предписывающие знаки:

- М002 "Ознакомиться с руководством по эксплуатации/буклетом",

- М004 "Работать в защитных очках",

- М009 "Работать в защитных перчатках",

- М010 "Работать в защитной одежде".

Если знаки безопасности закреплены на поддоне или каркасе, они могут быть черно-белыми или цветными.

Детальные требования должны быть согласованы между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы.

8.3 Изоляция для технического или сервисного обслуживания

Изоляция батарейной системы для технического или сервисного обслуживания должна быть согласована между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы.

8.4 Противопожарная защита

Литий-ионная батарея обладает высокой плотностью энергии. Во многих случаях электролит является легковоспламеняющимся, поэтому следует уделять особое внимание пожарной безопасности.

Примеры возможных мер безопасности по смягчению последствий:

- вложение батарейной системы в металлическую оболочку;

- использование детектора дыма и/или пожарного извещателя;

- использование оборудования для удаления дыма и т.д.

Указанные меры безопасности не являются исчерпывающими. Огнезащитные меры - в соответствии с установленными национальными требованиями. Сведения о национальных законодательных документах о противопожарной защите перечислены в МЭК 62864-1:2016, приложение С.

9 Размеры

Габаритные размеры компонентов батарейной системы (батарейный блок/модуль, батарейный ящик) должны находиться в пределах допусков, согласованных между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы.

Размеры выводов и точек крепления должны быть в пределах допусков, указанных на чертежах.

10 Требования к электрическим параметрам

10.1 Диапазон рабочих напряжений батарейной системы

Диапазон напряжений батарейной системы должен быть определен на основании требований применения и архитектуры тяговых систем.

Максимальное и минимальное рабочие напряжения должны быть установлены интегратором с учетом максимального и минимального напряжений батарейной системы. Максимальное и минимальное напряжения батарейной системы должны быть указаны изготовителем батарейной системы.

10.2 Пульсирующий ток

Уровень пульсаций тока и диапазон основных частот должны быть определены и согласованы между интегратором и изготовителем батарейной системы.

10.3 Контроль заряда и разряда батарейной системы

Управление батарейной системой должно осуществляться в соответствии с МЭК 62619:2017 и МЭК 62620:2014 и обеспечивать, чтобы каждый аккумулятор оставался в рабочей зоне аккумулятора (напряжение, ток и температура).

Примечание - Рабочая зона аккумуляторов - см. приложение А МЭК 62619:2017.

10.4 Связь

Существуют различные средства связи между батарейной системой и внешней системой (например, система тяги, система управления ТС и т.д.); выбор способа связи должен быть предметом соглашения между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы. Внутренняя связь между подсистемами батарейной системы может отличаться от типа сети связи, используемой в поезде.

10.5 Запуск отключенной батарейной системы

Батарейная система считается отключенной в любом из следующих случаев:

- нет напряжения на выводах батарейной системы после определенного времени задержки;

- нет связи с СКУ;

- СКУ отправляет статус отключенного состояния батарейной системы.

Примечание - На выводах батарейной системы не должно возникать никакого напряжения из-за внутренних процедур запуска, условий окружающей среды и т.д. Повторное подключение батарейной системы допускается проводить только после определенного времени задержки, установленного интегратором и изготовителем батарейной системы.

Подробные условия этих случаев должны быть согласованы между интегратором и изготовителем батарейной системы. Если батарейная система отключилась, например вследствие возникновения перегрузки и т.д., не рекомендуется продолжать использовать батарейную систему.

В случае чрезвычайной ситуации может быть рассмотрена возможность игнорирования статуса отключения, полученного от СКУ. Такая операция должна быть согласована между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы и задокументирована.

Пользователь должен обратиться к интегратору или изготовителю батарейной системы в случае отсутствия документации по использованию батарейной системы, которая находится в состоянии "отключена".

10.6 Состояние изоляции

Изоляция батарейной системы между выводами и батарейным ящиком (под ответственностью изготовителя батарейной системы) или кузовом ТС (под ответственностью интегратора) является важной мерой безопасности. Следует проверять или контролировать состояние изоляции, например сопротивление изоляции.

Проверка или контроль в батарейной системе может выполняться периодически путем непосредственного визуального осмотра или автоматически.

Автоматический контроль может быть опцией для системы тягового питания постоянного тока.

Автоматический контроль должен быть использован для системы тягового электроснабжения переменного тока и ТС, используемых с изолированным корпусом от земли, например с резиновыми шинами.

10.7 Система управления батарей

СКУ должна иметь функции и выбранную опцию, как описано в 4.3.

Допустимый диапазон дисбаланса, который измеряют как разность напряжений и/или СЗ всех аккумуляторов в БНЭЭ, должен быть согласован между интегратором и изготовителем батарейной системы. СКУ должна поддерживать балансировку аккумуляторов в БНЭЭ (см. рисунок 3) при работе, например во время или после работы или во время простоя батарейной системы.

11 Требования к конструкции

11.1 Требования к размещению в корпусе

Конструкция аккумулятора, батарейного блока и батарейной системы должна быть реализована таким образом, чтобы электролит, термостатирующая жидкость или газы не выходили неконтролируемым образом из корпуса устройства.

11.2 Стойкость к удару и вибрации

Стойкость к удару и вибрации должны соответствовать требованиям к механическим воздействиям по 6.2.

Примечание - Условия и прочность сварки должны соответствовать требованиям применимых стандартов. Например для европейских стран см. серию ЕН 15085.

11.3 Степень защиты

Степень защиты - по МЭК 60529.

Требование IP должно быть выполнено, по крайней мере, на самом высоком уровне механической интеграции, например батарейный ящик, блок тягового преобразователя, включающего часть батарейной системы (см. приложение А) и т.д.

12 Требования к рабочим характеристикам

12.1 Методика расчета энергии и мощности при проектировании

12.1.1 Общие положения

Применение в подвижном составе требует обеспечения следующих характеристик:

- конструкция большой мощности:

- при ускорении поезда требуется высокая мощность разряда;

- при рекуперативном торможении требуется заряд большой мощности;

- на зарядной станции требуется заряд большой мощности;

- конструкция большой энергоемкости:

- в случае, когда батарейные системы используются в качестве единственного источника питания для систем, потребляющих энергию в течение длительного времени, например тяговые и/или вспомогательные, требуется высокая энергоемкость.

Существуют различные требования к значению емкости:

- особые или редко встречающиеся условия, например условия перегрузки, которые не повторяются регулярно;

- нормальные условия, когда подвижной состав эксплуатируется по обычному маршруту.

Требования к бортовой СНЭЭ устанавливают в спецификациях системы или стандарте системного уровня МЭК 62864-1:2016.

12.1.2 Определение значения емкости

Батарейные системы должны иметь значение емкости в соответствии с требуемым режимом работы (например, нормальная работа, условия перегрузки, длительный разряд, характеристики при низкой или высокой температуре), включая срок службы. Необходимо иметь четкое определение различных режимов работы, а также их ожидаемого повторения в течение ежедневной работы (с возможным введением особых условий). Режим работы зависит от применения и/или времени года (например, зима/лето/середина сезона, особенно когда вспомогательные средства обеспечения комфорта занимают значительную долю режима работы).

Определение значения емкости имеет ключевое значение, чтобы батарейная система выполняла свои функции, не выходя за рамки предполагаемого использования (что означает потерю работоспособности с активацией в случае необходимости функций защиты).

Пользователь указывает режим работы подвижного состава на основе времени, скорости, нагрузок, остановок, уклонов, условий окружающей среды и т.д.

Затем интегратор должен определить требования, например профиль нагрузки, запас энергии и т.д., запрашиваемые по рабочему профилю. Эти требования следует использовать для проверки при испытании батарейной системы.

Изготовитель батарейной системы должен предложить значение емкости батарейной системы (включая в рассмотрение производственные допуски, допустимый диапазон дисбаланса, характеристики старения и т.д.). Изготовителем батарейной системы должен быть обеспечен рабочий ток, рассчитанный в соответствии с профилем нагрузки, указанным интегратором. Изготовитель батарейной системы должен учитывать рабочую зону аккумулятора, например максимальный ток заряда и максимальный ток разряда аккумулятора.

Согласно знаку, определенному в МЭК 62864-1:2016, положительная мощность на уровне батарейной системы соответствует ускорению поезда (использование энергии из батарейной системы для ускорения или, например для питания вспомогательных устройств). Отрицательное значение мощности на уровне батарейной системы соответствует замедлению (и рекуперации энергии в батарейную систему). Знак используют для визуального представления профиля нагрузки (графики).

12.1.3 Документация

Результаты расчетов и моделирования для установления требуемой значения емкости должны быть документированы в отчете. Минимальное содержание отчета:

- ключевые данные для батарейной системы: тип, емкость и число аккумуляторов, электрическая архитектура, как изначально определено интегратором;

- описание поведения батарейной системы в соответствии с предполагаемым рабочим профилем с указанием соответствия по сравнению с требуемыми условиями (например минимальное напряжение) для каждого сегмента профиля нагрузки в порядке их появления;

- условия окружающей среды (температуры для заряда и разряда и т.д.) и факторы ухудшения характеристик.

12.2 Требования к охлаждению/обогреву

Температура окружающей среды, необходимая для железнодорожного ТС, указанная в 6.3.2, может отличаться от допустимой температуры аккумуляторов. Также могут возникнуть неоднородные температуры аккумуляторов в составе батарейной системы. В таком случае в батарейной системе должны быть обеспечены адекватные методы для управления температурой аккумуляторов (охлаждение или нагрев и т.д.). Требование нагрева-охлаждения должно быть предложено изготовителем батарейной системы.

Потребление энергии СКУТ должно быть рассчитано изготовителем СКУТ на основе температуры при расчете срока службы по 6.3.4.

12.3 Конец срока службы

БНЭЭ должен выполнять рабочий профиль до тех пор, пока он не достигнет конца срока службы, как определено в расчете значения емкости батарейной системы, согласованном между потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы. См. 6.7 МЭК 62864-1:2016.

Примечание - Одним из показателей для оценки состояния БНЭЭ является степень работоспособности (СР). Существуют различные подходы для определения СР (параметры и/или методы оценки и т.д.) и несколько влияющих параметров (емкость, внутреннее сопротивление, механическая прочность и т.д.) и рабочие условия (температура, запас СЭ и т.д.). Параметры и условия эксплуатации должны быть определены изготовителем батареи, интегратором и потребителем с использованием пересчета в процентах на основе согласованных параметров.

Например:

- в КСС СР определяется как 0% и относится к профилю нагрузки. Когда рабочий профиль не может быть выполнен, достигается значение 0%. Батарейная система может по-прежнему иметь полезную емкость для другого применения;

- на НСС СР определяется как 100% и относится к нормированной емкости, указанной на идентификационной табличке, и/или начальному внутреннему сопротивлению по методу постоянного или переменного тока (см. 14.2.1).

13 Условия хранения и транспортирования

13.1 Транспортирование

В соответствии с действующими стандартами соответствующей страны в комплект сопроводительной документации должно входить руководство по эксплуатации батарейной системы.

Примечания

1 Для европейских стран применяют ЕН 50272-2.

2 Международным документом является Рекомендации Организации Объединенных Наций по перевозке опасных грузов, Руководство по испытаниям и критериям, 5-е пересмотренное издание, часть III, раздел 38.3 с поправкой ST/SG/AC.10/11/rev.5, amd.1 (ООН 38.3).

13.2 Хранение батарейных систем

Изготовитель батарейной системы должен указать способ хранения в руководстве.

13.3 Саморазряд

Спецификой железнодорожного применения является то, что до и/или после ввода в эксплуатацию подвижного состава могут происходить длительное хранение или транспортирование. Батарейная система после таких периодов должна быть работоспособна для ввода в эксплуатацию и для работы.

Сохраняемость заряда аккумуляторов, который уменьшается за счет саморазряда, установлена 6.4 МЭК 62620:2014.

Дополнительные компоненты, например функция балансировки СКУ, увеличивают скорость саморазряда батарейной системы. Для батарейной системы ее изготовителем должно быть предоставлено руководство для обеспечения безопасного транспортирования, а также работам, которые необходимо провести после длительного транспортирования и/или хранения перед установкой на подвижной состав и вводом в эксплуатацию.

Примечание - Подробное руководство можно найти в Рекомендациях ООН 38.3.

Период времени после ввода в эксплуатацию и доставки изготовленного подвижного состава на площадку потребителя до начала коммерческой эксплуатации должен быть определен потребителем и учтен в конструкции батарейной системы.

Изготовитель батарейной системы должен определить дополнительное оборудование для технического обслуживания, программное обеспечение, процедуры и т.д. для длительного хранения.

14 Испытания

14.1 Виды испытаний

14.1.1 Общие положения

Условия типовых испытаний должны быть согласованы между изготовителем аккумулятора и изготовителем батарейной системы для подтверждения конструкции и характеристик батарейной системы в соответствии с 14.1.2.

Контрольные испытания проводят для проверки правильности сборки каждой системы и правильной и безопасной работы всех компонентов и системы в целом. Испытания проводят в соответствии с 14.1.2.

Если проводят контрольное испытание всех аккумуляторов или всех батарейных блоков/модулей, нет необходимости повторять одно и то же испытание на другом уровне, кроме как по согласованию между изготовителем аккумулятора и изготовителем батарейной системы и/или интегратором.

Перечень испытаний, приведенный в таблице 1, не является исчерпывающим. Если это необходимо, в соответствии с соглашением между изготовителем аккумулятора и изготовителем батарейной системы и/или интегратором, могут быть выполнены другие испытания.

14.1.2 Категории испытаний

Наименования испытаний перечислены в таблице 1.

Допускается использовать результаты испытаний аккумуляторов, проведенных в соответствии с МЭК 62620:2014.

Вместо испытаний, по соглашению между интегратором и изготовителем батарейной системы, допускается применять результаты моделирования, основанные на надежном моделировании (успешно подтвержденные предыдущими измерениями).

Таблица 1 - Перечень испытаний

В соответствии с соглашением между интегратором и изготовителем батарейной системы, если батарейная система может быть разделена на более маленькие блоки и отделенный блок характеризует поведение батарейной системы, испытания допускается проводить на таком блоке. Когда используется меньшая единица, испытание следует выполнять с функциями, имеющимися в батарейной системе. При использовании для испытаний отделенного блока испытания проводят при тех же условиях заряда и разряда, что и для батарейной системы. Испытуемую единицу описывают в протоколе испытаний.

Допускается расчет и предоставление изготовителем аккумулятора характеристик батарейного блока/модуля на основании результатов электрических испытаний аккумуляторов. Если требуются испытания батарейного блока/модуля, они должны проводиться по согласованию между интегратором и изготовителем батарейной системы.

Результаты испытаний должны быть документированы с необходимыми параметрами. Содержание отчета должно быть согласовано между интегратором и изготовителем батарейной системы.

14.2 Испытания по определению электрических характеристик и работоспособности подсистем

14.2.1 Испытания по определению электрических характеристик

Испытания по определению электрических характеристик аккумуляторов и батарейной системы установлены в МЭК 62620:2014.

Испытания являются выборочными и состоят из следующих видов:

a) рабочие характеристики разряда при 25°С (проверка нормированной емкости);

b) рабочие характеристики разряда при пониженной температуре (емкость при пониженной температуре);

c) наибольший допустимый ток;

d) сохраняемость и восстановление заряда;

e) внутреннее сопротивление по методу переменного тока;

f) внутреннее сопротивление по методу постоянного тока;

g) долговечность при циклировании.

Определение внутреннего сопротивления по методу постоянного тока допускается проводить током и/или длительностью, отличными от тех, которые указаны в МЭК 62620:2014. Условия должны быть согласованы между изготовителем аккумулятора и изготовителем батарейной системы и/или интегратором.

14.2.2 Испытания системы контроля и управления батарей

14.2.2.1 Общие положения

Испытание проводят для проверки функционирования батарейной системы по 4.3.

Функции зависят от применения и технических характеристик системы. Испытания являются выборочными.

Допускается выполнение функций совместно различными подсистемами подвижного состава, например охлаждение, управление и т.д. Компоновку испытуемого объекта для испытаний устанавливают в зависимости от разделения функций по подсистемам.

14.2.2.2 Перезаряд, контроль перегрева

Требования к контролю перезаряда по напряжению, перезаряда по току и перегрева установлены в МЭК 62619:2017. Испытание проводят в соответствии с МЭК 62619:2017.

14.2.2.3 Испытание изолирования и разъединения

Если предусмотрены функция разъединения или изолирования, они должны быть проверены, например при переразряде и т.д.

Моделируют ненормальные условия, при этом функция разъединения или изолирования, например контактор, должна работать правильно.

14.2.2.4 Испытание связи

Если предусмотрена функция связи батарейной системы с внешним по отношению к ней оборудованием, она должна быть проверена и должно быть подтверждено, что данные между СКУ и оборудованием вне батарейной системы передаются.

Если методы испытаний требуют использования компонентов или блока управления вне батарейной системы, отличных от серийного применяемых, необходимо определить соответствующие компоненты и локализацию места испытания, согласовав их между интегратором и изготовителем батарейной системы.

14.2.2.5 Проверка расчета степени заряженности

Испытание проверки вычисления СЗ проводят при начальной температуре окружающей среды (25±5)°С и при нормальных условиях эксплуатации. Перед испытанием батарейную систему полностью заряжают. Батарейную систему разряжают постоянным установленным током. Условия должны быть согласованы между интегратором и изготовителем батарейной системы.

При испытании контролируют напряжение и ток батарейной системы.

Должно быть проверено соответствие значения СЗ, рассчитанного в СКУ, и СЗ, вычисленной по измеряемому напряжению и току.

Ошибка допускается в пределах значения, установленного по соглашению между интегратором и изготовителем батарейной системы.

14.2.3 Испытание по определению рабочих характеристик

14.2.3.1 Общие положения

Испытания проводят для проверки способности батарейной системы выполнять требуемые профили нагрузки, как установлено интегратором, и соответствия проекта спецификациям. Число профилей нагрузки следует ограничить теми, которые необходимы.

14.2.3.2 Условия испытаний

Температура: максимальная и минимальная температуры, указанные в 6.3.2 с максимальным отклонениям ±2°С, если не указано иное.

Температура воздуха должна начинаться с вышеуказанных условий. Средняя температура температурной камеры должна быть в пределах ±5°С.

Испытание по определению рабочих характеристик должно основываться на профиле нагрузки мощность-время, в котором необходимо обеспечить:

- требуемую мощность по профилю нагрузки;

- максимальные значения мощности в пределах указанных профилей нагрузки для заряда и разряда;

- требуемую динамику по профилю нагрузки .

Для данного испытания допуски для измерения напряжения и тока по согласованию между интегратором и изготовителем батарейной системы допускается увеличить до ±3% с учетом измерительных датчиков оборудования, например тяговый преобразователь, используемый для комбинированного испытания.

Если существуют ограничения из-за инфраструктуры испытания, метод испытания должен быть определен соглашением между интегратором и изготовителем батарейной системы.

Примечание - Если в составе испытуемой батарейной системы не присутствует полупроводниковый преобразователь электроэнергии, пульсации тока не учитывают.

14.2.3.3 Подготовка

Батарейная система должна быть подвергнута подходящему числу циклов предварительной активации, заключающихся в проведении операций полного заряда по 6.2 МЭК 62620:2014.

________________

В качестве критерия числа циклов активации, которые необходимо провести, допускается применение сноски а) таблицы 2 МЭК 62620:2014. По соглашению сторон допускается использовать другие критерии.

Затем батарейную систему частично разряжают до достижения установленного исходного значения СЗ с учетом коэффициента старения, который учитывает потерю емкости по сравнению с емкостью в НСС.

Коэффициент старения и начальное значение СЗ рассчитывают и согласовывают на этапе проектирования путем моделирования и используют на данном этапе испытаний для проверки работоспособности батарейной системы в старом состоянии.

Увеличение внутреннего сопротивления по времени жизни не может быть смоделировано коэффициентом старения. На данном этапе испытаний увеличение внутреннего сопротивления моделируют вольт-добавкой к пределу минимального напряжения разряда в батарейной системе.

Батарейную систему помещают в температурную камеру для достижения температурных условий (согласованной температуры), пока не будет достигнута стабильная температура.

Если система охлаждения размещена в другой подсистеме и не может быть объединена при испытании, допускается использовать имитирующую альтернативную систему охлаждения.

14.2.3.4 Испытание

Выполняют профиль нагрузки, установленный в 12.1.2, детально регистрируя параметры (напряжение, ток, температура) по времени с использованием соответствующих средств.

14.2.3.5 Критерии соответствия

Измеренное минимальное напряжение должно быть более или равно установленному минимальному напряжению плюс добавка, описанная в 14.2.3.3, по всему профилю нагрузки испытания.

14.2.4 Долговечность при циклировании

14.2.4.1 Общие положения

Испытание проводят для оценки изменения рабочих характеристик по времени жизни аккумуляторов.

Конец срока службы, определенный в 3.1.36, зависит от профилей нагрузки. Конец срока службы рассчитывают в соответствии с результатами данного общего испытания на срок службы, другой информацией и/или опытом. Оценка конца срока службы должна быть согласована между изготовителем аккумулятора и изготовителем батарейной системы.

Токи заряда и разряда для испытаний базируются на значении нормированной емкости , А·ч, заявленной изготовителем аккумулятора для режима разряда длительностью , ч. Их выражают в виде кратного величине , А, где .

14.2.4.2 Испытание на долговечность при циклировании (общее)

14.2.4.2.1 Общие положения

Испытание проводят для проверки емкости аккумуляторов после 500 циклов в соответствии с 6.6.1 МЭК 62620:2014 в несколько этапов, описанных ниже.

14.2.4.2.2 Измерения

Этап 1 - аккумулятор разряжают при температуре окружающей среды (25±5)°С постоянным током , А, до конечного напряжения, установленного изготовителем аккумулятора в соответствии с 6.2 МЭК 62620:2014.

Этап 2 - аккумулятор заряжают при температуре окружающей среды (25±5)°С, используя метод, установленный изготовителем аккумуляторов.

Этап 3 - аккумулятор разряжают при температуре окружающей среды (25±5)°С постоянным током , А, пока его напряжение не станет равным конечному напряжению, установленному изготовителем аккумулятора в соответствии с 6.2 МЭК 62620:2014.

Примечание 1 - Для сокращения времени на выполнение этапа 3, допускается использовать ток разряда: , А, для аккумулятора или батареи типа Е, и , А, для аккумулятора или батареи типа М и Н.

Этап 4 - этапы 2, 3 повторяют 500 раз.

Этап 5 - после завершения 500 циклов энергию и емкость при разряде током , А, определяют по 6.3.1 МЭК 62620:2014.

Этап 6 - коэффициент оставшейся емкости вычисляют исходя из нормированной емкости и емкости, измеренной на этапе 5.

Этап 7 - коэффициент оставшейся энергоемкости вычисляют исходя из нормированной энергии и энергии, измеренной на этапе 5.

Примечание 2 - 5 для аккумуляторов или батарей типов Е, М и Н.

Примечание 3 - Е - тип, рассчитанный на режим длительного разряда с низкой скоростью; М - тип, рассчитанный на режим разряда средней скорости; Н - тип, рассчитанный на режим разряда с высокой скоростью. См. МЭК 62620:2014.

Примечание 4 - Определение оставшейся энергоемкости см. А.2.3 МЭК 62864-1:2016.

________________

Приведенная в оригинале ссылка неверна, в ней рассмотрено другое понятие.

14.2.4.2.3 Критерии соответствия

Фактическая оставшаяся емкость аккумуляторов после 500 циклов должна составлять не менее 80% от нормированной емкости.

Значение величины оставшейся энергоемкости должно быть зарегистрировано.

14.2.4.3 Испытание на долговечность при циклировании (высокая мощность)

14.2.4.3.1 Общие положения

Для некоторых применений требуется высокая мощность заряда и разряда. В областях практического применения заряд и разряд осуществляют не в диапазоне изменения СЗ между полностью заряженным и полностью разряженным состоянием, а в меньшем диапазоне изменения СЗ, например 20% от нормированной емкости.

________________

Испытание на долговечность при циклировании (высокая мощность) допускается не проводить для аккумуляторов, предназначенных для работы только в длительных (Е) и средних (М) режимах разряда и имеющих соответствующую маркировку Е и М по МЭК 62620 в наименовании. Потребитель должен быть уведомлен об этом.

Данное испытание проводят для проверки емкости аккумуляторов после 6000 циклов заряда и разряда большой мощности в диапазоне СЗ, равном 20% от нормированной емкости при заданной температуре поверхности аккумулятора.

Также в этом испытании проверяют оставшуюся емкость аккумулятора после 6000 циклов разряда.

Параметры, определенные в 14.2.4.3.2, являются репрезентативными. Дополнительные испытания могут быть согласованы между интегратором и изготовителем батарейной системы. Примеры диапазонов параметров приведены в приложении В.

14.2.4.3.2 Измерения

Этап 1 - аккумулятор разряжают при температуре окружающей среды (25±5)°С при постоянном токе , А, до установленного конечного напряжения. Конечное напряжение должно быть таким же, как установлено изготовителем аккумулятора в соответствии с 6.2, МЭК 62620:2014.

Этап 2 - аккумулятор заряжают при температуре окружающей среды (25±5)°С до 100% СЗ согласно методу, установленному изготовителем аккумулятора.

Этап 3 - разряжают аккумулятор до 80% СЗ (ток равен , А, в течение 3 мин).

Этап 4 - выдерживают 1 мин.

Этап 5 - аккумулятор разряжают при среднесуточной температуре поверхности аккумулятора (30±3)°С, постоянным током разряда , А, в течение 3 мин.

Этап 6 - выдерживают 1 мин.

Этап 7 - аккумулятор заряжают при среднесуточной температуре поверхности аккумулятора (30±3)°С, таким же постоянным током заряда , А, в течение 3 мин.

Этап 8 - этапы 4-7 повторяют 150 раз с последующим ежедневным временем выдержки 4 ч при температуре окружающей среды (25±5)°С.

Примечание 1 - Ежедневное время выдержки учитывают для календарного старения.

На этапах 4-7 средняя температура поверхности аккумулятора при ежедневных циклах после достижения состояния температурного равновесия должна поддерживаться на уровне (30±3)°С. Для поддержания однородной температуры аккумулятора допускается использовать теплоотвод или другие устройства. Допускается, что кратковременно температура может выходить за пределы отклонения от средней температуры, в таком случае следует зарегистрировать максимальную и минимальную температуры.

Примечание 2 - Если напряжение аккумулятора при испытании достигнет установленного верхнего предела зарядного напряжения аккумулятора, ток заряда следует уменьшить. Время заряда сохраняют 3 мин несмотря на то, что зарядная емкость, А·ч, уменьшается из-за уменьшенного тока.

Чтобы компенсировать сдвиг целевого начального СЗ во время циклирования, при необходимости, допускается проведение дополнительного заряда и/или разряда:

- выдержка аккумулятора в течение 5 мин;

- проведение компенсации дополнительным зарядом и/или разрядом.

Некоторые примеры проведения компенсации:

- заряд или разряд при постоянном напряжении током с максимальным значением , где значение напряжения должно соответствовать 80% СЗ;

- полный заряд, а затем разряд до 80% СЗ, где условия должны быть такими же, как на этапах 1-3 или соответствующие;

- заряд или разряд постоянным током, где значение тока и продолжительность должны быть установлены обоснованным методом;

- выдержка аккумулятора в течение оставшегося ежедневного времени.

Общее время выдержки и компенсации составляет 4 ч. Ток, прошедший электрический заряд и напряжение должны быть зарегистрированы. Поведение напряжения во время циклирования после этого процесса должно быть таким же, как и после этапов 1-3, чтобы подтвердить обоснованную компенсацию без чрезмерного заряда.

Примечание 3 - Сдвиг СЗ происходит из-за рабочих характеристик аккумуляторов при больших мощностях, конструкции, материала электрода и т.д. или точности испытательного оборудования.

Процесс компенсации не допускается проводить перед любым контрольным испытанием рабочих характеристик.

Этап 9 - контрольное испытание для определения рабочих характеристик в 14.2.4.3.3 следует выполнять после 150 циклов и каждые 3000 циклов или менее. Испытание для определения рабочих характеристик проводят сразу после этапа 5.

Примечание 4 - 150 циклов эквивалентны 20 ч.

Повторяют этап 8 не менее 40 раз.

14.2.4.3.3 Контрольное испытание для определения рабочих характеристик

При контрольном испытании для определения рабочих характеристик проверяют емкость и пиковую мощность.

Этап 1 - после завершения последнего этапа 5 в 14.2.4.3.2 измеряют оставшуюся емкость и энергию при разряде током , А, при среднесуточной температуре поверхности аккумулятора (30±3)°С.

Этап 2 - коэффициент оставшейся емкости после последнего разряда вычисляют исходя из нормированной емкости и емкости, измеренной на этапе 1.

Этап 3 - коэффициент оставшейся энергии после последнего разряда вычисляют на основе нормированной энергии и энергии, измеренной на этапе 1.

Этап 4 - аккумулятор выдерживают при (25±5)°С в течение более 10 ч.

Этап 5 - проверка емкости. Определение емкости проводят по 6.2 и 6.3.1 МЭК 62620:2014.

Этап 6 - коэффициент оставшейся емкости вычисляют исходя из нормированной емкости и емкости, измеренной на этапе 5.

Этап 7 - коэффициент оставшейся энергоемкости вычисляют исходя из нормированной энергии и энергии, измеренной на этапе 5.

Этап 8 - испытание по определению пиковой мощности:

- заряжают аккумулятор до напряжения, указанного изготовителем аккумулятора, в соответствии с 6.2 МЭК 62620:2014;

- разряжают аккумулятор до 50% СЗ (током , А, в течение 7,5 мин);

- выдерживают аккумулятор в течение 15 мин и измеряют напряжение разомкнутой цепи;

- разряжают аккумулятор током , А, в течение 30 с;

- измеряют напряжение аккумулятора во время импульса через 5, 10 или 30 с и вычисляют внутреннее сопротивление;

- выдерживают аккумулятор в течение 30 с;

- разряжают аккумулятор током , А, до минимального напряжения, установленного изготовителем аккумулятора.

Этап 9 - переходят к этапу 1 в 14.2.4.3.2.

Примечание - 5 для аккумуляторов или батарей типов Е, М и Н.

14.2.4.3.4 Критерии соответствия

Если напряжение аккумулятора достигает своего нижнего предельного напряжения разряда во время разряда на этапе 5 в 14.2.4.3.2, испытание заканчивают и аккумулятор считают не выдержавшим испытание, потому что он не может обеспечить 20% от нормированной емкости при циклировании.

Коэффициент оставшейся емкости этапа 2 в 14.2.4.3.3 должен быть более 0%.

14.2.5 Диэлектрическое испытание

Диэлектрические испытания проводят по МЭК 60077-1 и МЭК 62497-1.

Если батарейная система состоит из нескольких субкомпонентов, блоков и т.д., испытание допускается проводить на отдельных субкомпонентах и блоках.

14.2.6 Испытание на саморазряд

14.2.6.1 Общие положения

Испытание проводят для оценки саморазряда батарейной системы в условиях хранения и транспортирования, а также при установке на подвижной состав до начала эксплуатации, для условий, описанных в 13.3.

14.2.6.2 Испытание

Батарейную систему помещают в температурную камеру. По согласованию между интегратором и изготовителем батарейной системы испытания допускается проводить на батарейных блоках/модулях, если они являются представителями для батарейной системы.

Если не указано иное, испытания проводят в следующих условиях:

- исходный СЗ: СЗ для транспортирования или хранения, указанный изготовителем батарейной системы;

- температура окружающей среды: (25±2)°С;

- СКУ: состояние транспортирования, например нет подачи внешнего питания.

Через установленные интервалы времени СЗ следует контролировать.

Испытание проводят до достижения указанной конечной точки или критериев СЗ и/или времени хранения. Изготовитель батарейной системы должен сообщить характеристики саморазряда.

СЗ может быть вычислена из измеренного напряжения на основании зависимости напряжение - СЗ.

Допускается, чтобы продолжительность испытания не превышала интервал проверки СЗ, установленный изготовителем батарейной системы или изготовителем батарейного блока/модуля, для хранения или транспортирования, в зависимости от испытуемого устройства.

Пример испытания на саморазряд показан на рисунке 4.

- начальный СЗ; , - СЗ по окончанию установленного интервала; - СЗ по окончанию испытания; , - измеренное время, сут; - измеренное время, сут, после окончания испытания; - время, сут, окончания испытания; - измеренное СЗ в конце испытания

Рисунок 4 - Пример испытания на саморазряд

14.2.6.3 Критерии соответствия

Должны быть соблюдены следующие условия:

a) СЗ более установленного значения после установленного времени испытания; или

b) время испытания более установленного значения при установленном уменьшении СЗ; или

c) скорость саморазряда , %/сут, вычисленная по формуле (1), менее установленной величины.

, (1)

где , - измеренная СЗ, %;

, - время в СЗ и в СЗ, сут.

14.2.7 Проверка работоспособности балансировки

14.2.7.1 Общие положения

Испытания проводят для оценки способности осуществлять балансировку аккумуляторов в рабочих условиях после простоев батарейной системы в соответствии с 10.7. Максимальная продолжительность времени простоя должна быть согласована между интегратором и изготовителем батарейной системы.

Испытание проводят как дополнительное и оно может быть заменено соответствующим анализом моделирования.

14.2.7.2 Испытание

Батарейную систему помещают в температурную камеру. По согласованию между интегратором и изготовителем батарейной системы испытания допускается проводить на батарейных блоках/модулях, если они являются представителями для батарейной системы.

Если не указано иное, испытания проводят в следующих условиях:

- исходная СЗ: СЗ для транспортирования или хранения, указанная изготовителем батарейной системы;

- температура окружающей среды: (25±2)°С;

- СКУ: режим работы.

Через установленные интервалы времени следует контролировать состояние параметров и сообщений СКУ, например предупреждения, СЗ и т.д.

Испытание проводят до достижения максимальной согласованной продолжительности простоя, после чего проводят цикл предварительного заряда.

После завершения испытания батарейная система должна выполнить согласованный профиль нагрузки без дополнительных работ по техническому обслуживанию.

Изготовитель батарейной системы должен зарегистрировать результаты испытаний.

14.2.7.3 Критерии соответствия

Разбаланс напряжения аккумуляторов должен быть в допустимых пределах. Если имеются несбалансированные аккумуляторы, функция СКУ для их балансировки в режиме работы СКУ во время применения профиля нагрузки должна работать.

14.3 Испытания по проверке требований к конструкции

14.3.1 Внешний вид

Образцы, представленные для испытаний, должны быть визуально осмотрены. Не должно быть трещин, повреждений или коррозии. Любая деформация должна быть в пределах допусков размеров, указанных на чертежах изготовителя батарейной системы.

Должны быть измерены и должны находиться в пределах допусков, установленных в разделе 9, размеры контура и интерфейсов, таких как выводы и точки крепления.

14.3.2 Измерение массы

Батарейную систему взвешивают со всеми принадлежностями, входящими в комплект поставки.

Если невозможно измерить массу с вышеупомянутыми частями в сборе, части должны быть взвешены отдельно.

14.3.3 Испытание на удар и вибрацию

Испытание проводят по МЭК 61373.

Испытание проводят для ящиков с размещенными в них батареями, предназначенных для установки на борту ТС.

Если блок батарейной системы установлен в каком-либо другом корпусе, например в корпусе тягового преобразователя, испытание на удар и вибрацию следует проводить при испытании этого другого корпуса.

Если батарейная система разделена на несколько блоков, испытание допускается проводить на основе отдельных блоков, как описано в 4.1 и приложении А. Если масса отдельного ящика превышает 500 кг, вместо него можно испытать только меньшую единицу. Если масса меньшего устройства превышает 500 кг, условия проведения испытания на удар и вибрацию должны быть согласованы между интегратором и изготовителем батарейной системы (дополнительное испытание типа). Изготовитель батарейной системы должен четко заявить испытуемую единицу.

Если по соглашению между интегратором и изготовителем батарейной системы испытание на удар и вибрацию не проводят, изготовитель батарейной системы должен предоставить расчет устойчивости методом конечных элементов (FEM).

14.3.4 Проверка степени защиты

Выполнение испытания следует согласовать между изготовителем и потребителем.

Если проверка степени защиты предусмотрена в спецификации, ее выполняют по МЭК 60529.

14.4 Испытания на безопасность

14.4.1 Испытание на безопасность по МЭК 62619:2017

14.4.1.1 Общие положения

Испытания на безопасность следует проводить по МЭК 62619:2017.

Испытания состоят из двух категорий:

- проверка безопасности изделия (безопасность аккумулятора и батарейной системы);

- проверка функциональной безопасности (безопасность батарейной системы).

14.4.1.2 Испытания на безопасность изделия

Испытание на безопасность изделия состоит из следующих испытаний:

a) испытание на внешнее короткое замыкание (аккумулятор);

изменение внешнего сопротивления до значения 5 мОм или менее;

b) испытание на удар (аккумулятор);

c) испытание на падение (аккумулятор и батарейная система);

d) испытание на термическое воздействие (аккумулятор);

e) испытание на перезаряд (аккумулятор);

f) испытание на принудительный разряд (аккумулятор);

g) воздействие внутреннего короткого замыкания аккумулятора;

испытание на внутреннее короткое замыкание (аккумулятор);

испытание на распространение возгорания (батарейная система).

Примечание - Проводят либо испытание на внутреннее короткое замыкание (аккумулятор), либо испытание на распространение возгорания (батарейная система), по выбору изготовителя батарейной системы.

Потребителем/интегратором и изготовителем батарейной системы могут быть согласованы дополнительные требования к испытаниям.

14.4.1.3 Испытания функциональной безопасности

Испытание функциональной безопасности состоит из следующих испытаний:

a) контроль перезаряда по напряжению (батарейная система);

b) контроль перезаряда по току (батарейная система);

c) контроль перегрева (батарейная система).

Эти испытания требуются также в 14.2.2.

14.4.2 Специальные испытания подвижного состава

14.4.2.1 Общие положения

Должны быть проверены меры безопасности, указанные в разделе 8.

14.4.2.2 Знаки безопасности

Необходимо визуально проверить, размещены ли требуемые знаки безопасности в правильных местах.

14.4.2.3 Испытание на внешнее короткое замыкание

14.4.2.3.1 Общие положения

Испытания проводят для проверки эффективности защиты от короткого замыкания, например для контакторов, автоматических выключателей, предохранителей и т.д. Эта функция должна прерывать или ограничивать ток короткого замыкания, чтобы исключить БНЭЭ от любых дальнейших серьезных событий, вызванных током короткого замыкания.

В дополнение к испытанию на внешнее короткое замыкание, установленному в МЭК 62619:2017, в качестве проверки на уровне системы следует провести следующее испытание.

Испытание следует проводить либо комбинированным испытанием по 14.4.2.3.2, либо испытанием компонентов по 14.4.2.3.3.

По согласованию между интегратором и изготовителем батарейной системы вместо испытаний допускается применять результаты моделирования, основанные на надежных результатах испытаний аналогичного типа.

14.4.2.3.2 Комбинированное испытание

14.4.2.3.2.1 Общие положения

Испытание проводят на уровне системы при условии, что все компоненты, связанные с БНЭЭ, например контакторы, предохранитель и т.д., подключены.

Если можно проверить работоспособность, допускается использовать часть батарейной системы. Эта часть должна включать по крайней мере одну секцию батареи.

14.4.2.3.2.2 Условия испытаний

Условия испытаний следующие:

a) температура окружающей среды составляет (25±5)°С.

Если температура выходит за пределы этого диапазона, она может использоваться по соглашению между интегратором и изготовителем батарейной системы;

b) БНЭЭ должен быть полностью заряжен в соответствии с 6.2 МЭК 62620:2014;

c) все защитные устройства, которые имеют отношение к испытанию, включены.

14.4.2.3.2.3 Короткое замыкание

Цепи, такие как контакторы и т.д., должны быть замкнуты, как в нормальном режиме работы.

Батарейная система замыкается накоротко путем соединения положительных и отрицательных выводов БНЭЭ:

a) для проверки реакции предохранителей путем короткого замыкания с минимальным омическим сопротивлением, согласованным между интегратором и изготовителем батарейной системы (это считается жестким коротким замыканием);

b) для проверки реакции контакторов, прерывателей и т.д. путем короткого замыкания с ожидаемым сопротивлением внешнего короткого замыкания на СНЭЭ, например во время сбоя преобразователя по согласованию между интегратором и изготовителем батарейной системы (это считается рабочим коротким замыканием).

Испытание успешно пройдено, если защитная функция или устройства, например контакторы, которые управляются СКУ или предохранители, прерывают ток и размыкают цепь.

Примечание - В некоторых случаях часть функций СКУ интегрированы в другую систему, например тяговый преобразователь.

14.4.2.3.2.4 Критерии соответствия

Защитные функции или устройства (предохранители, контакторы, прерыватели и т.д.) исправно работают для прерывания или ограничения тока короткого замыкания.

Не наблюдается пожара, взрывов.

Не наблюдается никаких повреждений БНЭЭ, кроме предохранителей. При замене предохранителей БНЭЭ должен работать нормально.

Может произойти ухудшение срока службы, но это не является критерием соответствия данного испытания.

14.4.2.3.3 Испытание компонентов

14.4.2.3.3.1 Общие положения

Если комбинированное испытание не проводят, поведение аккумуляторов и работа функции защиты могут быть проверены отдельно.

Поведение аккумуляторов проверяют по 14.4.2.3.3.2.

Работу защитной функции проверяют по 14.4.2.3.3.3.

14.4.2.3.3.2 Испытания аккумуляторов

Испытания проводят для проверки того, что аккумулятор выдерживает условия короткого замыкания при правильной работе функции защиты.

Аккумулятор замыкают накоротко ожидаемым сопротивлением короткого замыкания, как указано в a) или b) 14.4.2.3.2.3, в течение периода времени до того момента, когда функции защиты (выключатели или предохранители и т.д.), размыкают короткое замыкание.

14.4.2.3.3.3 Испытание системных функций

Испытание проводят для проверки того, что каждый компонент работает так, как предусмотрено для совместной работы по защите. Систематическую проверку допускается проводить путем проверки документов.

Защитные функции или устройства, такие как контакторы, прерыватели, должны быть проверены изготовителем компонентов индивидуально. В качестве входного сигнала для функции защиты вместо фактического короткого замыкания используют сигнал обнаружения короткого замыкания.

Предохранитель должен быть испытан в соответствии с МЭК 60077-5. Правильную работу предохранителя проверяют по его характеристикам и ожидаемому току короткого замыкания.

Испытание допускается выполнять по 14.2.2.

14.4.2.3.3.4 Критерии соответствия

Критерием соответствия является то, что защитная функция или устройства работают должным образом, как и предусмотрено.

14.4.2.4 Система изолирования

Если имеется система изолирования, как указано в 8.3 и 14.2.2.3, ее работа должна быть проверена.

Когда работает система изолирования, напряжение в намеченном участке не должно оставаться.

14.4.2.5 Противопожарная защита

Должно быть проведено испытание для проверки правильности работы, принятой согласно 8.4, меры безопасности.

В случае использования оболочки батарейной системы с огнезащитным свойством, противопожарные свойства проверяют путем воздействия пламени в течение определенного времени, согласованного между интегратором и изготовителем батарейной системы, например 10 или 15 мин.

Должно быть проверено соблюдение требований национальной практики противопожарной защиты.

14.4.2.6 Испытание на электромагнитную совместимость (ЭМС)

Испытания на электромагнитную совместимость (ЭМС) батарейной системы определены в МЭК 62236-3-2 и их следует проводить по крайней мере на самом высоком уровне интеграции, например батарейный ящик, ящик тягового преобразователя, включающий часть батарейной системы (см. приложение A) и т.д.

Приложение A
(справочное)

Примеры конфигурации батарейной системы

На рисунке A.1 показан пример конфигурации контакторов внутри батарейного ящика. Все необходимые подсистемы установлены в батарейном ящике.

Функциональность реализуется аппаратным и/или программным обеспечением. На рисунках A.2-A.4 приведены примеры.

Рисунок A.1 - Пример конфигурации контактора внутри батарейного ящика

На рисунке A.2 показаны примеры нескольких конфигураций батарейного блока с контактором вне батарейного блока:

a) последовательно соединенные батарейные блоки/модули, установленные в отдельных ящиках;

b) последовательно соединенные батарейные блоки/модули с каждой секции батареи, установленной в отдельных ящиках;

c) параллельно соединенные батарейные блоки/модули в батарейной секции, установленные в отдельных ящиках.

a) последовательно соединенные батарейные блоки/модули, установленные в отдельных ящиках

b) последовательно соединенные батарейные блоки/модули с секциями батареи, установленными каждая в отдельном ящике

c) Параллельно соединенные батарейные блоки/модули в батарейных секциях, установленных в отдельных ящиках

Рисунок A.2 - Примеры конфигураций батарейного блока с контактором вне батарейного ящика

На рисунке A.3 показан пример конфигурации СКУТ вне батарейного ящика.

Примечание - Если естественная конвекция достаточна, то СКУТ не требуется (во всех случаях СКУ контролирует температуру верхнего и нижнего пределов).

На рисунке A.4 показан пример конфигурации СКУ и СКУТ, включенных в другую систему вне батарейного ящика.

В некоторых случаях некоторые части функций СКУ интегрированы в другую систему, например тяговый преобразователь.

Рисунок A.3 - Пример конфигурации СКУТ вне батарейного ящика

Рисунок A.4 - Пример конфигурации СКУ и СКУТ, включенных в другую систему вне батарейного ящика

Приложение B
(справочное)

Примеры диапазонов параметров для дополнительных испытаний циклирования при большой мощности

Примеры диапазонов значений параметров приведены в таблице B.1.

Таблица B.1 - Примеры диапазонов параметров для дополнительных испытаний циклирования при большой мощности

Приложение ДА
(справочное)

Сводка соответствий знаков безопасности

На территории ЕАЭС действует ГОСТ 12.4.026-2015, в связи с чем, цифровые коды знаков безопасности на территории ЕАЭС отличаются от ИСО 7010. В таблице ДА.1 приведена сводка соответствий знаков безопасности по стандартам, ИСО 7010 и ГОСТ 12.4.026-2015.

Таблица ДА.1 - Сводка соответствий знаков безопасности по стандартам ИСО 7010 и ГОСТ 12.4.026-2015

При поставках в зону ЕАЭС следует руководствоваться требованиями ГОСТ 12.4.026-2015, при поставках на экспорт в прочие страны при необходимости следует руководствоваться ИСО 7010.

Приложение ДБ
(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДБ.1

Библиография

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2021