许多国家和国际组织负责制定和执行电池性能、安全、回收和应用等领域的锂离子电池标准。目前,这些组织分为两大类:制定可选标准的组织,即提供最佳做法的组织;另一种是强制性标准,即在特定市场上制造、销售和使用产品所需的标准。本文将主要介绍第一种类型。
美国汽车工程师学会
汽车工程师协会(SAE)成立于1907年,拥有12000多名会员。SAE是一个专注于三个工业部门的国际组织:航空航天、汽车和商用车。SAE是世界上最大的工程专业人员组织之一,有两个不同的目的:第一是作为工程某些领域的专业组织,第二是制定非强制性标准。
凭借大量工程专家参与其标准化工作,SAE有能力为汽车、航空航天和商用车的几乎所有方面制定标准;而且它已经提供了许多关于汽车电气化的标准。电池标准委员会目前有大约20个不同的工作组,所有工作组都致力于制定和更新电气化标准。
SAE锂离子电池标准的最大优势是客户可以负担得起,因为几乎每项标准测试都不到100美元,协会成员可以获得更好的价格。此外,这些锂离子电池标准是由特定领域的专家开发和更新的,因此即使是一家小公司也可以利用一大群工业技术人员和工程师的集体知识和实践经验。
随着汽车电气化的快速发展,美国汽车工程师学会于2009年成立了锂离子电池标准发展委员会,该委员会今天继续致力于开发和更新以下领域的标准,这些标准可用于汽车电气化。
此外,这些工作组制定了一套重要的标准。此外,还有一些标准规范并不关注电池,而是与混合动力和纯电动汽车有关。需要注意的是,包括国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、保险商实验室(UL)和其他行业机构在内的行业机构也在一定程度上参与了SAB委员会的工作,以确保标准不重复,并促进新标准在行业中的充分使用。
国际标准化组织
国际标准化组织(ISO)成立于1947年,是一个致力于制定自愿性工业标准的全球性组织。SAE专注于汽车、航空航天和商用车行业,而ISO涵盖了更广泛的领域,包括健康、可持续发展、食品、饮用水、汽车、气候变化、能源效率和可再生能源。
ISO锂离子电池标准通常比SAE标准更昂贵,仅通过ISO标准就要花费数百至数千美元。ISO还以技术委员会的形式组织了一个行业专家小组来制定标准,以就标准的范围和内容达成共识。一旦一个技术委员会就一个标准达成一致,它就会被传递给更大的ISO联盟进行批准。也许与SAE标准最大的区别是要求参与锂离子电池标准开发的人员必须为ISO成员公司工作。
ISO经常与IEC(国际电工委员会)和其他标准化组织合作制定某些行业标准。
ISO 16750-1:道路车辆-电气和电子设备检测的环境条件
–第1部分:一般知识
ISO 16750-2,道路车辆——电气和电子设备测试的环境条件
–第2部分:电气负载
ISO 16750-3,道路车辆——电气和电子设备测试的环境条件
–第3部分:机械载荷
ISO 16750-4,道路车辆——电气和电子设备测试的环境条件
–第4部分:气候负荷
ISO 16750-5:道路车辆-电气和电子设备检测的环境条件
国际电工委员会
国际电工委员会(EC)成立于1906年,是ISO的姊妹标准组织,其主要目标是起草和发布所有电气、电子和相关技术的国际标准。
IEC成员不是按公司划分的,而是按国家划分的。每个成员国在锂离子电池标准制定过程中拥有相同的投票权,任何成员国采用任何标准都是完全自愿的。成员国设立国家委员会,负责在标准制定过程中协调国家利益。这些委员会主要由来自政府、大学、研究机构和行业的专家组成。
在锂离子电池标准领域,IEC标准包括:
IEC 60050-482-国际电工术语表-第482部分:一次电池和二次电池
IEC 61427-1-可再生能源储备用二次电池和电池-通用设备和测试方法-第1部分:光伏离网应用IEC 61429-使用国际回收符号ISO 7000-113的二次电池标记
IEC 61959-含有碱性或其他非酸性电解质的二次电池和蓄电池。
密封便携式二次电池和电池的机械测试:
IEC 61960 a含碱性或其他非酸性电解质二次电池和电池
便携式应用的二次锂电池和电池:
IEC 61982-电动汽车用二次电池(锂除外)-性能和耐久性试验
IEC 62133–二次电池和含有碱性或其他非酸性电解质的电池–在便携式应用中使用密封便携式二次电池及其组成的电池的安全要求
IEC 62281-运输过程中一次和二次锂电池和电池的安全-二次电池和电池设备的安全要求-第2部分:固定电池
IEC 62485-3-二次电池和电池设备的安全要求-第3部分:动力电池
与其他锂离子电池标准列表一样,这份列表并不是全部,到本书出版时,它可能已经发生了变化,可能已经添加了新的标准。因此,当您计划在哪个国家生产或销售产品时,建议您访问IEC网站搜索并调查所需的最新标准
电气与电子工程师协会(IEEE)
电气和电子工程师协会(IEEE)是一个以两个早期工业组织为基础的技术专业人士协会,汇集了电气、电子、计算和相关领域的专业人士。
IEEE非常像SAE:它们是同时制定行业标准的专业组织。两者的主要区别在于工作的重点。IEEE涵盖的行业范围仅限于电子元件和设备。
从对所有IEEE电池标准的回顾可以看出,它们的电池标准集中在以下几个方面:①固定应用;②铅酸蓄电池;③镍镉电池。以下是IEEE制定的一些与电池相关的标准。
固定用途开放式铅酸蓄电池的维护、测试和更换实施规程
484-2002–固定应用开放式铅酸蓄电池的安装设计和安装实践
485-2010–固定应用铅酸蓄电池尺寸的实施规程
光伏(PV)系统中铅酸电池的安装和维护实施规程937-2007
独立式光伏(PV)系统用铅酸电池尺寸设计实施规程
固定应用开口式镍镉电池的安装、维护、测试和更换实施规程
固定用途镍镉电池尺寸设计实施规程
1189-2007固定应用阀控密封铅酸(VRLA)电池选择指南
1184-2006–不间断电源系统中使用的电池指南
固定用途阀控铅酸蓄电池的安装设计和安装操作规范
1361-2014独立光伏系统用铅酸电池的选择、充电、测试和评估指南
固定蓄电池系统维护指南
1491-2012-固定应用电池监测设备的选择和使用指南
1536-2002轨道交通车辆电池的物理接口
1561-2007–铅酸电池远程混合动力系统性能和寿命优化指南
1562-2007–独立光伏(PV)系统中电池布置和尺寸设计指南
铁路客车用镍镉电池带电尺寸的设计和操作规范
1578-2007–固定式电池电解液的溢出容量和管理实施规范
1625-2008-便携式计算机用可充电电池标准
1635-2012-固定应用电池的通风和热管理指南
1657-2009–固定电池安装和维护个人资格认证实施规范
1660-2008–定期运行中使用的固定电池的应用和管理指南
1661-2007–光伏(PV)混合系统用铅酸电池的检测和评估指南
1679-2010-固定应用中新兴储能技术的表征和评估实施规范
1725-2011–移动电话充电电池标准
能源技术和信息技术与电力系统(EPS)终端应用和负载的智能电网互操作性指南,如上所示。尽管IEEE有几个锂离子电池标准。它们的目标是便携式电源应用。示例包括用于移动电话和便携式计算机的电池。
保险商实验室(UL)
保险商实验室(UL)成立于1894年,是世界上最古老的私人安全测试和认证组织之一。UL专注于为消费者测试和认证产品安全性。如今,UL继续扩大其测试覆盖范围,参与重要的咨询交易,“以不断发展的全球视角,将安全置于创新之上”
UL在为笔记本电脑、平板电脑或智能手机的消费电池制定测试和认证锂离子电池标准方面做得很好。然而,汽车制造商不愿意参加UL测试和认证,原因有两个:一方面,汽车制造商已经进行了重要而昂贵的测试来验证他们的电池,并制定了自己的测试和检查要求,这些要求与美国国家公路运输安全局的要求类似,NHTSA的要求是一致的。
其次,他们不喜欢由一个在产品开发过程中只参与很少的组织对他们的产品进行最终判断和批准。此外,UL测试可能会给本已昂贵的车辆检查程序增加大量成本,其中一些程序可能会重复。UL测试必须自行进行,而UN等认证可能只需要自我认证,即您只需要拥有可用的测试数据即可通过认证。
在撰写本文时,已经公布了7项UL认证条件,包括:
UL 1642锂离子电池
UL 1973轻型电动轨道(电车)和固定应用电池
UL 1989备用电池
UL 2054碱性电池或锂离子碱性电池组
UL 2271轻型电动汽车电池
用于电动汽车的UL 2580电池
UL/CSA/IEC 60065音频和视频设备用电池
如上所述,UL认证涵盖了广泛的领域,包括锂离子电池、轨道车辆、轻型车辆、固定储能系统、备用电源和电动汽车。
挪威船级社(DNV-GL)
挪威船级社于1864年在挪威奥斯陆成立,是一家致力于为海事、石油、天然气和能源行业提供分类、技术保证和独立专家咨询服务的领先组织。2013年底,DNV-GL开发并发布了一份大型船舶电池应用指南草案,名为“DNV-GL大型船舶电池系统指南”。
本DNVGL指南的目的是“为船东、设计师、系统和电池供应商提供指导。还有第三方协助大型锂离子电池系统的可行性研究、分析、设计、采购、制造、安装、运营和维护过程。”
由于海事和航运应用日益电气化,以及旨在减少世界主要港口污染的监管法规不断增加,许多造船商正指望电池能取代柴油发动机。由于DNV-GL在行业中有着密切的关系和悠久的历史,他们可以在这些应用领域制定锂离子电池标准。此外,DNV还提供第三方测试和认证服务。