Взрывозащищённые литиевые аккумуляторы защищают вас от взрывоопасных рисков во взрывоопасных зонах. При использовании аккумуляторных систем во взрывоопасных средах действуют строгие правила. Стандарты ATEX и IECEx определяют требования к литиевым аккумуляторным батареям во взрывоопасных зонах. Для предотвращения инцидентов необходимо уделять первостепенное внимание сертификации, безопасности и соблюдению нормативных требований во всех взрывоопасных средах.
Основные выводы
Взрывозащищенные литиевые батареи должны соответствовать строгим стандартам сертификации, таким как ATEX в ЕС, IECEx по всему миру, UL в Северной Америке и GB в Китае, чтобы гарантировать безопасность во взрывоопасных зонах.
Проходите строгие испытания и используйте функции безопасности, такие как защита от перезарядки, системы управления аккумулятором и терморегулирование, чтобы предотвратить риск возгорания и взрыва.
Тщательно проверяйте сертификаты, проводите регулярные проверки качества и будьте в курсе нормативных требований, чтобы обеспечить соответствие требованиям и защитить свой бизнес во взрывоопасных средах.
Часть 1: Сертификация взрывозащищенных литиевых батарей
Взрывозащищенные литиевые батареи Для обеспечения безопасной работы во взрывоопасных средах необходимо соблюдать строгие требования сертификации и стандарты. Чтобы выбрать подходящие литиевые аккумуляторы для работы в опасных условиях, необходимо понимать различия между глобальными и региональными системами сертификации. В этом разделе подробно рассматриваются наиболее важные сертификации: ATEX, IECEx, UL и GB, а также объясняется их значение для сертификации литиевых аккумуляторов и соответствия нормативным требованиям.
1.1 Обзор ATEX и IECEx
ATEX и IECEx — две наиболее признанные системы сертификации взрывозащищенных литиевых аккумуляторов, используемых в потенциально взрывоопасных средах. Вы столкнетесь с этими стандартами при использовании аккумуляторных батарей в таких отраслях, как Промышленное, Инфраструктура и Безопасность..
Примечание: Сертификация ATEX является обязательной в соответствии с правилами ЕС ATEX для любых литиевых аккумуляторных батарей, используемых во взрывоопасных зонах на территории Европейского Союза. Система сертификации IECEx признана на международном уровне и часто используется для многонациональных проектов.
Ниже приведено сравнение основных характеристик сертификаций ATEX и IECEx для взрывозащищенных литиевых батарей:
Особенность | Сертификация ATEX | Сертификация МЭКЕх |
|---|---|---|
Регион | Обязательно и имеет юридическую силу только в ЕС | Признан на международном уровне (Австралия, Азия, Ближний Восток и т. д.) |
Законное требование | Обязательно в пределах Европейского Союза | Необязательно, но широко принято во всем мире |
Формат сертификации | Декларация соответствия ЕС | Сертификат соответствия (CoC), выданный Управляющим комитетом IECEx |
Органы регулирования | Уполномоченные органы ЕС | Управляющий комитет IECEx |
Использование оборудования | Лучше всего подходит для операций в ЕС | Предпочтительно для соответствия международным нормам |
взаимозаменяемость | Юридические и страховые ограничения применяются, если нет двойной сертификации. | То же, что и ATEX; взаимозаменяемость зависит от юрисдикции |
Соблюдаемые стандарты | EN 60079 | IEC 60079 |
Применимость к батареям | Аккумуляторы, используемые в опасных зонах, должны быть сертифицированы в соответствии с этими стандартами для обеспечения безопасности. | То же, что и ATEX; применяется к взрывозащищенным литиевым батареям как электрооборудованию во взрывоопасных зонах |
В ЕС литиевые аккумуляторные батареи должны быть сертифицированы по стандарту ATEX, как того требует Директива ATEX 2014/34/EU. Сертификация IECEx действительна во многих регионах за пределами ЕС, включая Австралию, Азию и Ближний Восток. В США вместо ATEX действуют другие правила, например, Национальный электротехнический кодекс (NEC) и MSHA. Как ATEX, так и IECEx требуют, чтобы аккумуляторы, используемые во взрывоопасных средах, соответствовали строгим требованиям безопасности и производительности.
1.2 Стандарты UL
В Северной Америке для взрывобезопасных литиевых аккумуляторов применяются стандарты UL. Стандарты UL предусматривают строгие испытания на безопасность и необходимы для соответствия нормативным требованиям США. Эти стандарты регламентируют пожарные, электрические и механические риски, связанные с литиевыми аккумуляторами, используемыми во взрывоопасных средах.
Ниже приведен краткий обзор основных стандартов UL, касающихся взрывозащищенных литиевых батарей:
Стандарт UL | Зона фокусировки | Актуальность для взрывозащищенных литиевых батарей |
|---|---|---|
UL 1642 | Требования безопасности к литиевым батареям, испытания для предотвращения риска возгорания или взрыва | Непосредственно решает проблему предотвращения возгораний и взрывов в литиевых батареях. |
UL 2054 | Безопасность бытового и коммерческого применения литиевых аккумуляторов | Охватывает безопасное использование, обращение и хранение, имеющие отношение к снижению риска взрыва. |
UL 4200A | Безопасность вторичных литиевых батарей в высокопроизводительных приложениях | Обеспечивает безопасность в сложных условиях, косвенно поддерживая взрывозащищенную конструкцию. |
УЛ 60086-4 | Безопасность и производительность первичных литиевых батарей | Ориентирован на безопасную эксплуатацию при предполагаемом и предсказуемом использовании, снижая риск взрыва |
UL 1973 | Безопасность стационарных и передвижных аккумуляторных систем | Обеспечивает электробезопасность, терморегулирование, сдерживание пожара и предотвращение теплового разгона, что критически важно для взрывозащищенных систем. |
UL 9540 | Безопасность всех систем накопления энергии, включая батареи и инверторы | Объединяет электрическую, механическую и пожарную безопасность, поддерживая проектирование взрывозащищенной системы |
UL 9540A | Метод испытания на распространение пожара под действием теплового неуправляемого тока в системах хранения энергии аккумуляторных батарей | Имеет решающее значение для оценки и предотвращения теплового разгона и распространения пожара, является ключом к взрывобезопасности. |
Стандарт UL 2054 включает больше испытаний и более жесткие условия, чем международные стандарты IEC. Вы обнаружите, что стандарты UL более строгие, особенно для литиевых аккумуляторов, используемых в промышленность и стационарные системы хранения энергии. Стандарты UL 1973 и UL 9540A особенно важны для крупномасштабных аккумуляторных систем, поскольку они регулируют вопросы теплового разгона и локализации возгорания, которые критически важны для взрывобезопасных литиевых аккумуляторов.
1.3 ГБ и региональные стандарты
Если вы работаете в Китае, вы обязаны соблюдать стандарты Великобритании для взрывобезопасных литиевых аккумуляторов. Эти стандарты обязательны для аккумуляторных батарей, используемых в системах накопления энергии и электромобилях, особенно в опасных зонах.
Основные стандарты Великобритании включают:
GB 44240-2024: регламентирует взрывозащищенные литиевые батареи в системах накопления энергии ёмкостью более 100 кВт⋅ч. Охватывает весь жизненный цикл батареи, включая проектирование, производство, испытания, установку и переработку. Требует проведения 23 специальных испытаний на безопасность, таких как перезаряд, форсированный разряд, прокалывание гвоздём и перегрев.
GB/T 31485-2015 и GB/T 31486-2015: Основное внимание уделяется испытаниям безопасности и электрических характеристик модулей батарей.
Серия GB/T 31467: основана на ISO 12405, применяется к аккумуляторным батареям и системам, охватывает процедуры испытаний на безопасность и предотвращение теплового разгона.
GB/T 31484-2015: Предназначен для испытаний на циклический ресурс аккумуляторных батарей для электромобилей.
«Технические характеристики безопасности электробусов» МИИТ 2016 г.: вводит дополнительные испытания на тепловой разгон и распространение тепла.
Наконечник: Стандарт GB 44240-2024 соответствует международным стандартам, таким как IEC, UL и UN, что упрощает достижение вами глобального соответствия, если вы производите или интегрируете литиевые аккумуляторные батареи на экспорт.
Региональные стандарты отличаются от глобальных стандартов, таких как ATEX и UL, по степени юридической силы, системам классификации и сертификационным органам. В таблице ниже представлены основные различия:
Стандарт сертификации | Регион/Область применения | Система классификации | Легальное положение | Сертификационный орган | Ключевые примечания |
|---|---|---|---|---|---|
ATEX | Европейский союз | Зоны (0,1,2) | Обязательно в ЕС | Уполномоченные органы ЕС | Соответствует стандартам EN 60079; имеет юридическую силу только в ЕС. |
UL / FM | Северная Америка | Подразделения (1,2) | Обязательно в США/Канаде | OSHA/NRTL, FM Global | На основе NEC 500/505; ориентирован на регион |
CSA | Канада | Подразделения | Обязательно в Канаде | Группа CSA | На основе Канадского электротехнического кодекса (CEC) |
ИНМЕТРО | Бразилия | Зоны/на основе IEC | Обязательно в Бразилии | Национальный институт метрологии | Локальная адаптация стандартов МЭК |
IECEx | Глобальный | Зоны (0,1,2) | Добровольный, но всемирно признанный | Управляющий комитет IECEx | Гармонизированный глобальный стандарт на основе IEC 60079; способствует международному принятию |
Вам необходимо убедиться, что взрывозащищённые литиевые батареи соответствуют требованиям сертификации и стандартам, применимым к вашему целевому рынку. Такой подход гарантирует соблюдение местных норм и обеспечивает высочайший уровень безопасности во взрывоопасных средах.
Часть 2: Требования соответствия и безопасности
2.1 Протоколы испытаний
Для сертификации взрывозащищённых литиевых аккумуляторных батарей необходимо соблюдать строгие протоколы испытаний. Эти протоколы гарантируют, что ваша продукция соответствует самым высоким стандартам безопасности и способна выдерживать взрывоопасные условия в опасных средах. Серия стандартов IEC 60079, в частности IEC 60079-35-1 и IEC 60079-31, устанавливает мировые стандарты испытаний литиевых аккумуляторов, используемых во взрывоопасных средах. Эти стандарты фокусируются на риске воспламенения, конструкции и маркировке оборудования, включая литиевые аккумуляторные батареи.
Основные протоколы испытаний в соответствии с IEC 60079 включают:
Оценка конструкции аккумуляторов и методов их зарядки.
Защита от глубокого разряда и перезаряда.
Определение температурного класса по предотвращению возгорания.
Тестирование тепловой защиты и электронных схем.
Испытание герметичных элементов на устойчивость к току короткого замыкания и на наличие неисправностей.
Предельные значения температуры поверхности для кожухов во взрывоопасных пылевых средах.
При сертификации литиевых аккумуляторов необходимо также учитывать стандарты UL 1642 и IEC 62133. Эти стандарты различаются по области применения и направленности испытаний. В таблице ниже представлены их основные различия:
Особенность | UL 1642 | IEC 62133 |
|---|---|---|
Стандартный тип | Стандарт безопасности для литиевых батарей | Международный стандарт для никелевых и литиевых аккумуляторов |
Фокус тестирования | Безопасность элементов питания: перезарядка, короткое замыкание, высокая температура, механическое воздействие | Безопасность аккумуляторной батареи: схемы защиты, вибрация, высота, перегрев |
Процедуры тестирования | Экологические, электрические, механические оценки | Комплексные испытания, включая моделирование вибрации и высоты |
Признание рынка | Северная Америка | Глобальный (Европа, Азия и другие) |
Заполнитель | Литиевые элементы бытовой электроники | Портативные аккумуляторные батареи, включая комплекты |
Взрывозащищённые и климатические испытательные камеры соответствуют стандартам UL 1642 и IEC 62133, обеспечивая широкий диапазон регулирования температуры и влажности. Это гарантирует, что ваши литиевые аккумуляторы будут испытываться в условиях, имитирующих реальные опасности, включая тепловой разгон и возгорание.
При отправке литий-ионных аккумуляторов необходимо соблюдать UN 38.3, который распространяется на транспортировку литиевых аккумуляторов воздушным, морским и наземным транспортом. Этот стандарт требует испытаний на воздействие высоты, циклических перепадов температур, вибрации, ударов, внешнего короткого замыкания, ударов, перезаряда и принудительного разряда. Эти испытания помогают предотвратить возгорание и взрыв литий-ионных аккумуляторов при транспортировке.
2.2 Функции безопасности
Взрывозащищённая конструкция литиевых аккумуляторных батарей требует расширенных функций безопасности эксплуатации. UL 2271 предписывает комплексный набор мер защиты для минимизации рисков возгорания и взрыва в опасных зонах. В аккумуляторные батареи необходимо интегрировать следующие функции безопасности:
Защита от перезаряда для предотвращения сбоев во время зарядки.
Защита от короткого замыкания, позволяющая безопасно выдерживать случайные короткие замыкания.
Защита от чрезмерного разряда во избежание повреждений из-за чрезмерного истощения.
Ограничения тока и напряжения для обеспечения безопасной эксплуатации.
Система управления батареей (BMS) для мониторинга и управления в реальном времени.
Механическая защита, такая как устойчивость к вибрации, ударам и падениям.
Защита от воздействия окружающей среды, включая устойчивость к циклическим перепадам температур, влажности и тепловым ударам.
Испытания на химическую безопасность на утечку электролита и коррозионную стойкость.
Испытания на прочность, такие как смятие, проникновение и принудительный разряд, для предотвращения теплового пробоя.
Оценка функциональной безопасности программного и аппаратного обеспечения BMS.
Вам также следует внедрить такие функции эксплуатационной безопасности, как:
Датчики температуры для предотвращения перегрева.
Ограничители тока для предотвращения опасных скачков напряжения.
Системы аварийного отключения для быстрого отключения.
Физическая защита от механических повреждений.
Правильные условия хранения играют решающую роль во взрывозащищённой конструкции. Храните литиевые аккумуляторы при комнатной температуре, вдали от прямых солнечных лучей и в помещении, чтобы предотвратить перегрев. Используйте автоматические системы пожаротушения, защиту от непогоды и надлежащую вентиляцию для контроля пожара и рассеивания опасных газов. Современные огнетушащие вещества, такие как инкапсулирующий агент F-500, могут поглощать тепловую энергию, предотвращать тепловой разгон и образование взрывоопасных газов. Всегда соблюдайте стандарты NFPA по противопожарной защите и регулярно проверяйте аккумуляторы на наличие повреждений или утечек.
2.3 Проверка и выбор
Выбор сертифицированных взрывозащищённых литиевых аккумуляторов требует систематической проверки. Для обеспечения соответствия требованиям и безопасности необходимо выполнить следующие шаги:
Осмотрите внешний вид аккумулятора и упаковку на предмет дефектов, четкой маркировки (марка, модель, напряжение, емкость, дата производства, стандарты) и знаков сертификации.
Измерьте ёмкость аккумулятора профессиональными приборами. Полностью зарядите и разрядите аккумулятор, чтобы убедиться, что фактическая ёмкость находится в пределах ±5% от номинального значения.
Оцените стабильность напряжения, проведя нагрузочные испытания. Следите за изменениями напряжения во время разряда, чтобы обеспечить плавную работу.
Оцените эффективность зарядки и разрядки. Убедитесь в нормальном времени зарядки, отсутствии аномального нагрева или дыма, а также в стабильном процессе разрядки.
Проверьте безопасность аккумулятора, проведя контролируемые испытания на перезаряд и переразряд. Проверьте аккумулятор на наличие вздутий, утечек, дыма, возгорания или взрыва.
Убедитесь, что все испытания проводятся профессионалами, имеющими опыт работы с электрикой.
Для поддержания постоянного соответствия требованиям необходимо:
Внедрить заводской контроль качества после первичной сертификации.
Ведение полной технической документации, включая сведения о проекте, интеграцию BMS и отчеты об испытаниях.
Внедрить непрерывные процессы контроля качества для отслеживания постоянства производства.
Соблюдайте регулярные протоколы испытаний, имитирующие рабочие и неисправные условия.
Обратитесь в аккредитованные испытательные лаборатории за рекомендациями и проведением повторных испытаний.
Будьте в курсе изменений в нормативных актах, чтобы обеспечить соответствие стандартам взрывозащищенности литиевых аккумуляторов.
Независимые испытательные лаборатории, такие как UL Solutions, TÜV Rheinland, Intertek и SGS, обеспечивают независимую проверку соответствия. Их опыт и аккредитация помогут вам выйти на международные рынки и снизить риск выхода продукции из строя или отзыва.
Стоимость и сроки сертификации различаются в зависимости от региона и стандарта. В таблице ниже приведены типичные цены:
Сертификаты | Приблизительный диапазон затрат (долл. США) | Типичный регион/рынок | Заметки |
|---|---|---|---|
UL 1642 | 15,000 $ - $ 20,000 | Северная Америка | Самая высокая стоимость, ориентирован на рынок США/Канады |
IEC 62133 | 6,000 $ - $ 10,000 | ЕС и глобальный | Средняя стоимость, охватывает широкие международные рынки |
UN38.3 | 5,000 $ - $ 7,000 | Транспорт | Обязательно для обеспечения безопасности на транспорте, умеренная стоимость |
KC | 3,000 $ - $ 5,000 | Южная Корея | Более низкая стоимость, региональные требования |
PSE | 2,000 $ - $ 4,000 | Япония | Самая низкая стоимость среди перечисленных, региональный стандарт |
Схема CB | 4,000 $ - $ 6,000 | Многострановой | Умеренная стоимость, охватывает несколько стран |
Зависит | EU | Может быть самопровозглашенным или требовать тестирования в зависимости от емкости аккумулятора |
2.4 Директивы ATEX
Директивы ATEX устанавливают самые строгие требования к взрывозащищённым литиевым аккумуляторным батареям в Европейском союзе. Необходимо соблюдать стандарты серии EN 60079, включая EN 60079-0 (общие требования), EN 60079-11 (искробезопасные цепи) и EN 60079-7/18 (повышенная безопасность или герметизация корпусов аккумуляторных батарей).
Основные директивы ATEX включают в себя:
2014/34/EU (Директива по оборудованию): Требует, чтобы проектирование, производство и испытания осуществлялись уполномоченными органами ЕС.
1999/92/EC (Директива о рабочих местах): Классифицирует опасные зоны (зона 0/1/2) для размещения батарей.
Аккумуляторные батареи необходимо классифицировать и маркировать в соответствии с категорией оборудования (группа II, подгруппы IIA, IIB или IIC) и температурным классом (например, T4), чтобы гарантировать, что температура поверхности не превышает порогов самовоспламенения. Директивы ATEX обеспечивают искробезопасность, ограничение энергии, терморегулирование и конструктивную защиту аккумуляторных корпусов. Для доступа на рынок ЕС требуется подробная маркировка и более длительные сроки сертификации.
Директивы ATEX влияют на процесс проектирования и производства, требуя наличия искробезопасных функций, предотвращающих возгорание горючих газов или пыли от искр или тепла. Необходимо использовать защитные цепи для ограничения токов, тепла и искр. Опасные зоны классифицируются по зонам, что влияет на требования безопасности и выбор материалов. Температурные коды (T1–T6) определяют максимальные температуры поверхности, что влияет на выбор компонентов и материалов корпуса.
Вам также необходимо решать проблемы, связанные с дублированием и развитием стандартов, строгой документацией и сложностью правовой ответственности. Взрывозащищённая конструкция литиевых аккумуляторных батарей требует специальной противопожарной защиты, подавления взрывов и строгих графиков технического обслуживания. Вам следует сотрудничать с аккредитованными испытательными лабораториями и быть в курсе изменений нормативных требований, чтобы соответствовать директивам ATEX и другим международным стандартам безопасности.
Сертификация взрывозащищённых литиевых аккумуляторов защищает ваш бизнес во взрывоопасных зонах. Вы получаете более безопасную продукцию, юридические гарантии и доступ к мировому рынку. Чтобы обеспечить соответствие требованиям, всегда проверяйте наличие сертификатов, проверяйте функции безопасности и следите за обновлениями нормативных требований. Отдавайте приоритет сертифицированным литиевым аккумуляторам и консультируйтесь со специалистами, чтобы оставаться лидерами на развивающихся промышленных рынках.
FAQ
1. Какие сертификаты необходимы для взрывозащищенных литиевых аккумуляторных батарей в промышленности и медицине?
Вам потребуется сертификат ATEX или IECEx для ЕС, UL для Северной Америки и GB для Китая. Всегда проверяйте наличие сертификатов для вашего применения, например: Мед or Промышленное.
2. Как соотносятся сертификаты ATEX и IECEx для литиевых аккумуляторных батарей?
Особенность | ATEX (ЕС) | IECEx (глобальный) |
|---|---|---|
Легальное положение | Обязательно в ЕС | Добровольно, принято |
Заполнитель | Промышленность ЕС | Многонациональное использование |
3. Где можно приобрести индивидуальные решения по взрывозащищенным литиевым аккумуляторам?
Вы можете Свяжитесь с нами Large Power для индивидуальных литиевых аккумуляторных батарей. Нажмите, чтобы получить индивидуальную консультацию и экспертную поддержку для ваших проектов в области робототехники, безопасности или инфраструктуры.
