Cтандарты IEC по безопасности батарей для электротранспорта

Мировой рынок электротранспорта продолжает динамично развиваться. К 2030 г. общее количество электротранспорта (не считая двух/трехколесных транспортных средств) вырастет с 30 миллионов в 2022 г. до 240 миллионов. Рост использования электротранспорта будет способствовать сокращению выбросов от дорожного транспорта, на долю которого приходится более 15 % выбросов во всем мире.

Международная электротехническая комиссия (IEC) разрабатывает широкий спектр международных стандартов с целью поддержания технологий электротранспорта. Их применение способствует обеспечению совместимости и безопасного функционирования всех компонентов, включая батареи.

Большинство электротранспорта функционирует на литий-ионных батареях, позволяющих аккумулировать все большее количество энергии при меньшей стоимости. К недостаткам литий-ионных батарей относятся: ухудшение их эксплуатационных характеристик со временем, сложная переработка после окончания срока службы, а также негативное воздействие на окружающую среду при добыче лития, кобальта и никеля, необходимых для производства батарей. 

Технический комитет IEC TC 21 разрабатывает международные стандарты, касающиеся литий-ионных аккумуляторов, включая уже опубликованную серию IEC 62660:

– IEC 62660-1 «Аккумуляторы литий-ионные для электрического дорожного транспорта. Часть 1. Испытания эксплуатационных характеристик»;

– IEC 62660-2 «Аккумуляторы литий-ионные для электрического дорожного транспорта. Часть 2. Испытания на надежность и испытания в условиях неправильной эксплуатации»;

– IEC 62660-3 «Аккумуляторы литий-ионные для электрического дорожного транспорта. Часть 3. Требования безопасности». 

Перед размещением на рынке батареи проходят испытания на безопасность и эффективность, при этом особое внимание уделяется системе управления батареи (BMS). BMS контролирует все необходимые параметры каждого элемента или модуля элементов и определяет оптимальную эксплуатацию батареи. BMS также содержит данные для определения наличия механизмов безопасности и обнаружения неисправностей и соответствия техническим требованиям. 

Для подзарядки батарей используется энергия, поступающая от электросети. В большинстве случаев зарядка осуществляется с использованием бытовых зарядных устройств. Растет спрос на общедоступные быстрые зарядные устройства вдоль автомагистралей и шоссе. Расширение доступа к таким зарядным устройствам поможет устранить проблемы с запасом хода или покрываемым транспортным средством расстоянием, которые являются препятствием для более широкого внедрения электротранспорта. 

Способ зарядки определяет эксплуатационные характеристики и долговечность батареи. Для оптимизации срока службы и безопасности батареи предпочтительно сочетать быструю и медленную зарядку. Для большинства батарей гарантийный срок службы составляет около 8-10 лет, что приводит к частой утилизации электронных отходов и негативному воздействию на окружающую среду. Для решения данной проблемы все чаще применяется дальнейшее использование отработавших батарей в стационарных системах хранения электроэнергии, где требования к эксплуатационным характеристикам ниже и риски для безопасности меньше. 

Технический комитет IEC TC 120 разрабатывает стандарты в области интегрированных в сеть систем хранения электроэнергии (EES), соответствующих требованиям сети. Система EES – это интегрированная система, в качестве компонентов которой могут выступать батареи EV. В данный момент разрабатывается IEC 62933-5-4, определяющий методы и процедуры испытаний на безопасность для систем хранения энергии на основе литий-ионных батарей. Такие батареи могут применяться в самых разных областях – от бытового использования до использования в качестве резервных источников энергии в районах с ненадежным электроснабжением. 

В качестве примера подобного использования приводится проект по продвижению устойчивого управления электронными отходами от батарей «Переработка электронных отходов от батарей в электронные ресурсы». В рамках проекта также определят целесообразность использования литиевых батарей повторного использования для ремонта солнечных фотоэлектрических установок в школах, медицинских центрах и больницах. 

etech.iec.ch