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Os procedimentos de ensaio em células de lítio-íon secundárias de veículos elétricos

Como deve ser executado o ensaio de impacto mecânico? Como deve ser feito o ensaio de compressão? Por que realizar o ensaio de ciclagem de temperatura? Como deve ser feito o ensaio de curto-circuito externo? Essas interrogações estão sendo apresentadas na NBR IEC 62660-2 de 07/2022 - Células de lítio-íon secundárias para propulsão de veículos elétricos rodoviários - Parte 2: Ensaios de confiabilidade e abuso.

03/08/2022 - Equipe Target

NBR IEC 62660-2 de 07/2022 - Células de lítio-íon secundárias para propulsão de veículos elétricos rodoviários - Parte 2: Ensaios de confiabilidade e abuso

A NBR IEC 62660-2 de 07/2022 - Células de lítio-íon secundárias para propulsão de veículos elétricos rodoviários - Parte 2: Ensaios de confiabilidade e abuso especifica os procedimentos de ensaio para avaliar a confiabilidade e o comportamento quanto ao abuso das células e blocos de células de lítio-íon secundárias utilizadas para propulsão de veículos elétricos, incluindo veículos elétricos à bateria (VEB) e veículos elétricos híbridos (VEH). As células de lítio-íon utilizadas para propulsão de veículos elétricos híbridos plug-in (PHE) podem ser ensaiadas pelos procedimentos tanto para aplicação para veículos elétricos a bateria (VEB) quanto para aplicação para veículos elétricos híbridos (VEH), de acordo com o projeto do sistema de bateria e conforme acordado entre o fabricante da célula e o cliente.

Este documento especifica os procedimentos de ensaios-padrão para as características básicas das células de lítio-íon para uso em propulsão de veículos elétricos a bateria e híbridos. Os ensaios são indispensáveis para a obtenção dos dados essenciais de confiabilidade e do comportamento quanto ao abuso das células de lítio-íon para os vários projetos de sistemas de baterias e dos módulos de baterias. Este documento estabelece uma classificação-padrão para descrição dos resultados dos ensaios a serem utilizados para os projetos de sistemas de baterias ou dos módulos de baterias.

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Como deve ser executado o ensaio de impacto mecânico?

Como deve ser feito o ensaio de compressão?

Por que realizar o ensaio de ciclagem de temperatura?

Como deve ser feito o ensaio de curto-circuito externo?

A comercialização de veículos elétricos rodoviários, incluindo veículos a bateria, híbridos e híbridos plug-in, tem sido acelerada no mercado global, em resposta às preocupações globais com a redução de CO2 e segurança energética. Isto, por sua vez, leva ao rápido aumento de demanda por baterias tracionárias de alta potência e de alta densidade de energia.

Estima-se que as baterias de lítio-íon sejam das mais promissoras baterias secundárias para propulsão de veículos elétricos. Considerando-se a rápida propagação de veículos elétricos, é indispensável dispor de um método-padrão para ensaiar os requisitos de desempenho das baterias de lítio-íon, visando assegurar um nível básico de desempenho e obter dados essenciais para o projeto dos sistemas veiculares e dos módulos de baterias.

Este documento é utilizado para especificar ensaios de confiabilidade e abuso de células de lítio-íon para tração automotiva, que diferem basicamente de outras células, inclusive para aplicações portáteis e estacionárias, especificadas por outras normas. Para aplicações automotivas, é importante notar a especificidade do uso, isto é, a diversidade de projeto dos módulos de baterias e sistemas veiculares, e requisitos específicos para células e módulos de baterias correspondentes a cada projeto.

Baseado nestes fatos, o propósito deste documento é proporcionar uma metodologia básica de ensaio com versatilidade geral, provendo ensaios primários comuns para as células de lítio-íon aplicáveis em uma variedade de sistemas de baterias. Este documento não fornece nenhum critério de aprovação/reprovação para os ensaios, mas especifica uma classificação-padrão de descrições para os resultados dos ensaios.

Os detalhes da instrumentação utilizada devem ser fornecidos em todos os relatórios de resultados de ensaio. Os ensaios e as medições podem ser realizados sob condições de fixação recomendadas pelo fabricante da célula. Os instrumentos utilizados devem ser adequados aos valores de tensão, corrente e temperatura a serem medidos.

A escala destes instrumentos e métodos de medição devem ser escolhidos para assegurar a precisão especificada para cada ensaio. Para instrumentos analógicos, isto implica que as leituras sejam realizadas no último terço da escala graduada. Qualquer outro instrumento de medição pode ser utilizado, desde que forneça uma precisão equivalente.

A resistência dos voltímetros utilizados deve ser de pelo menos 1 MΩ/V. Todo o conjunto do amperímetro, incluindo seus circuitos, shunt e cabos de medição, deve resultar em uma classe de precisão de 0,5 ou melhor. A temperatura da célula deve ser medida utilizando um dispositivo de medição de temperatura de superfície com escala e precisão.

A temperatura deve ser medida em um local que melhor reflita a temperatura da célula ou bloco de células. A temperatura pode ser medida em locais adicionais apropriados, caso necessário. Os exemplos de medição de temperatura são mostrados na figura abaixo. Devem ser seguidas as instruções para medição de temperatura especificadas pelo fabricante da célula.

 

Clique na imagem acima para uma melhor visualização

 

A precisão global dos valores medidos ou controlados, relativos aos valores reais ou especificados, deve estar entre estas tolerâncias: ± 0,1% para tensão; ± 1% para corrente; ± 2 K para temperatura; ± 0,1% para tempo; ± 0,1 % para massa; ± 0,1 % para dimensões. Estas tolerâncias compreendem as precisões combinadas de instrumentos de medição, a técnica de medição utilizada e todas as outras fontes de erro no procedimento de ensaio.

Para estabilização da temperatura da célula, a célula deve ser mantida na temperatura ambiente especificada por no mínimo 12 h. Este período pode ser reduzido se a estabilização térmica for alcançada. A estabilização térmica é considerada atingida se, após o intervalo de 1 h, a mudança de temperatura for inferior a 1 K.

A menos que especificado de maneira diversa neste documento, antes dos ensaios elétricos a célula deve ser recarregada como a seguir. Antes da recarga, a célula deve ser descarregada, à temperatura ambiente, com uma corrente constante, até a tensão final de descarga especificada pelo fabricante da célula. A seguir, a célula deve ser recarregada, à temperatura ambiente, de acordo com o método declarado pelo fabricante da célula.

A capacidade da célula deve ser medida conforme os seguintes passos: Passo 1 – A célula deve ser recarregada. Após a recarga, a temperatura da célula deve ser estabilizada. Passo 2 – A célula deve ser descarregada nas temperaturas especificadas, com corrente constante It (A), até a tensão final de descarga informada pelo fabricante da célula.

FONTE: Equipe Target

Baseado nos documentos visitados

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