ISO 18243:2017
(Main)Electrically propelled mopeds and motorcycles — Test specifications and safety requirements for lithium-ion battery systems
Electrically propelled mopeds and motorcycles — Test specifications and safety requirements for lithium-ion battery systems
ISO 18243:2017 specifies the test procedures for lithium-ion battery packs and systems used in electrically propelled mopeds and motorcycles. The specified test procedures enable the user of this document to determine the essential characteristics on performance, safety and reliability of lithium-ion battery packs and systems. The user is also supported to compare the test results achieved for different battery packs or systems. ISO 18243:2017 enables setting up a dedicated test plan for an individual battery pack or system subject to an agreement between customer and supplier. If required, the relevant test procedures and/or test conditions of lithium-ion battery packs and systems are selected from the standard tests provided in this document to configure a dedicated test plan. NOTE 1 Electrically power-assisted cycles (EPAC) cannot be considered as mopeds. The definition of electrically power-assisted cycles can differ from country to country. An example of definition can be found in the EU Directive 2002/24/EC. NOTE 2 Testing on cell level is specified in IEC 62660 (all parts).
Cyclomoteurs et motocycles à propulsion électrique — Spécifications d'essai et exigences de sécurité pour les systèmes de batterie au lithium-ion
ISO 18243:2017 spécifie des modes opératoires d'essai spécifiques pour les blocs et systèmes de batterie au lithium-ion utilisables dans les motocycles et cyclomoteurs à propulsion électrique. Les modes opératoires d'essai spécifiés permettent à l'utilisateur du présent document de déterminer les caractéristiques essentielles de performance, de sécurité et de fiabilité des blocs et systèmes de batterie au lithium-ion. L'utilisateur peut également comparer les résultats d'essai obtenus pour différents blocs ou systèmes de batterie. ISO 18243:2017 permet d'établir un plan d'essai dédié pour un bloc ou système de batterie individuel sous réserve d'un accord entre le client et le fournisseur. Si nécessaire, les modes opératoires et/ou conditions d'essai approprié(e)s des blocs et systèmes de batterie au lithium-ion sont choisis parmi les essais normalisés fournis dans le présent document pour configurer un plan d'essai dédié. NOTE 1 Le vélo à assistance électrique (VAE) ne peut pas être considéré comme un cyclomoteur. La définition du vélo à assistance électrique peut différer selon les pays. Un exemple de définition est indiqué dans la Directive 2002/24/CE de l'UE. NOTE 2 Des essais de performance des accumulateurs sont spécifiés dans l'IEC 62660 (toutes les parties).
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18243
First edition
2017-04
Electrically propelled mopeds and
motorcycles — Test specifications and
safety requirements for lithium-ion
battery systems
Cyclomoteurs et motocycles à propulsion électrique — Spécifications
d’essai et exigences de sécurité pour les systèmes de batterie au
lithium-ion
Reference number
©
ISO 2017
© ISO 2017, Published in Switzerland
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www.iso.org
ii © ISO 2017 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .v
Introduction .vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols and abbreviated terms . 4
5 General requirements . 5
5.1 General conditions . 5
5.2 Tests . 5
5.3 Test procedure . 6
5.4 Preparation of the DUT for testing. 7
5.4.1 Preparation of battery pack . 7
5.4.2 Preparation of battery system . 7
6 General test methods . 8
6.1 Pre-conditioning cycles . 8
6.1.1 Purpose . 8
6.1.2 Test procedure . 8
6.2 Standard cycle (SC) . 8
6.2.1 Purpose . 8
6.2.2 Test procedure . 8
7 Performance test . 9
7.1 Energy and capacity at RT . 9
7.1.1 Purpose . 9
7.1.2 Test procedure . 9
7.1.3 Requirement .10
7.2 Energy and capacity at different temperature and discharge rates .10
7.2.1 Purpose .10
7.2.2 Test procedure .10
7.2.3 Requirements .12
7.3 Power and internal resistance .13
7.3.1 Purpose .13
7.3.2 Pulse power characterization profile .13
7.3.3 Test procedure .17
7.3.4 Requirements .18
7.4 No load SOC loss .19
7.4.1 Purpose .19
7.4.2 Test procedure .19
7.4.3 Test sequence . . .20
7.4.4 Requirement .20
7.5 SOC loss at storage .21
7.5.1 Purpose .21
7.5.2 Test procedure .21
7.5.3 Test sequence . . .21
7.5.4 Requirement .22
7.6 Cycle life .22
7.6.1 Purpose .22
7.6.2 Test procedure .22
7.6.3 Requirements .22
8 Safety and reliability test .23
8.1 Vibration .23
8.1.1 Purpose .23
8.1.2 Test procedure .23
8.1.3 Requirements .23
8.2 Mechanical shock .23
8.2.1 Purpose .23
8.2.2 Test procedure .23
8.2.3 Requirements .24
8.3 Drop .24
8.3.1 Purpose .24
8.3.2 Test procedure .24
8.3.3 Requirements .24
8.4 Thermal shock .24
8.4.1 Purpose .24
8.4.2 Test procedure .24
8.4.3 Requirements .24
8.5 Water immersion .25
8.5.1 Purpose .25
8.5.2 Test procedure .25
8.5.3 Requirements .25
8.6 Fire . .25
8.6.1 Purpose .25
8.6.2 Test procedure .25
8.6.3 Requirements .26
8.7 Overtemperature condition .26
8.7.1 Purpose .26
8.7.2 Test procedure .26
8.7.3 Requirements .26
8.8 Short circuit protection .27
8.8.1 Purpose .27
8.8.2 Test procedure .27
8.8.3 Requirements .27
8.9 Overcharge protection .27
8.9.1 Purpose .27
8.9.2 Test procedure .27
8.9.3 Requirements .28
8.10 Over discharge protection .28
8.10.1 Purpose .28
8.10.2 Test procedure .28
8.10.3 Requirements .28
8.11 Dewing .29
8.11.1 Purpose .29
8.11.2 Test procedure .29
8.11.3 Requirements .29
8.12 Salt spray .30
8.12.1 Purpose .30
8.12.2 Test procedure .31
8.12.3 Requirements .31
Annex A (informative) Battery pack and system.32
Annex B (informative) Description of the screen referenced in 8.6 .36
Bibliography .37
iv © ISO 2017 – All rights reserved
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 38,
Motorcycles and mopeds.
Introduction
Lithium-ion based battery systems are an efficient alternative energy storage system for electrically
propelled mopeds and motorcycles. The requirements for lithium-ion based battery systems to be used
as power source for the propulsion of electrically propelled mopeds and motorcycles are significantly
different to those batteries used for consumer electronics or stationary usage.
This document provides specific test procedures for lithium-ion battery packs and systems specifically
developed for propulsion of mopeds and motorcycles. This document specifies such tests and related
requirements to ensure that a battery pack or system is able to meet the specific needs of the mopeds
and motorcycles industry.
It enables mopeds and motorcycles manufacturers to choose test procedures to evaluate the
characteristics of a battery pack or system for their specific requirements.
vi © ISO 2017 – All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 18243:2017(E)
Electrically propelled mopeds and motorcycles — Test
specifications and safety requirements for lithium-ion
battery systems
1 Scope
This document specifies the test procedures for lithium-ion battery packs and systems used in
electrically propelled mopeds and motorcycles.
The specified test procedures enable the user of this document to determine the essential characteristics
on performance, safety and reliability of lithium-ion battery packs and systems. The user is also
supported to compare the test results achieved for different battery packs or systems.
This document enables setting up a dedicated test plan for an individual battery pack or system subject
to an agreement between customer and supplier. If required, the relevant test procedures and/or test
conditions of lithium-ion battery packs and systems are selected from the standard tests provided in
this document to configure a dedicated test plan.
NOTE 1 Electrically power-assisted cycles (EPAC) cannot be considered as mopeds. The definition of
electrically power-assisted cycles can differ from country to country. An example of definition can be found in
the EU Directive 2002/24/EC.
NOTE 2 Testing on cell level is specified in IEC 62660 (all parts).
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 13063, Electrically propelled mopeds and motorcycles — Safety specifications
ISO 16750-1, Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic
equipment — Part 1: General
IEC 60068-2-30, Environmental testing — Part 2-30: Tests – Test Db: Damp heat, cyclic (12 h + 12 h cycle)
IEC 60068-2-47, Environmental testing — Part 2-47: Tests – Mounting of specimens for vibration, impact
and similar dynamic tests
IEC 60068-2-52, Environmental testing — Part 2-52: Tests – Test Kb: Salt mist, cyclic (sodium, chloride
solution).
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: available at http:// www .iso .org/ obp
3.1
battery control unit
BCU
electronic device that controls, manages, detects, or calculates electric and thermal functions of the
battery system and that provides communication between the battery system and other mopeds and
motorcycles controllers
3.2
battery pack
energy storage device that includes cells or cell assemblies normally connected with cell electronics,
high voltage circuit and over current shut-off device including electrical interconnections, interfaces for
external systems (e.g. cooling, high voltage, auxiliary low voltage and communication)
Note 1 to entry: See A.2 for further explanation.
3.3
battery system
energy storage device that includes cells or cell assemblies or battery pack(s) as well as electrical
circuits and electronics (e.g. BCU, contactors)
Note 1 to entry: See A.3.1 and A.3.2 for further explanation. Battery system components can also be distributed
in different devices within the vehicle.
3.4
capacity
total number of ampere-hours that can be withdrawn from a fully charged battery under specified
conditions
3.5
cell electronics
electronic device that collects and possibly monitors thermal and electrical data of cells or cell
assemblies and contains electronic for cell balancing, if necessary
Note 1 to entry: The cell electronics can include a cell controller. The functionality of cell balancing can be
controlled by the cell electronics or it can be controlled by the BCU.
3.6
energy round trip efficiency
ratio of the net DC energy (W·h discharge) delivered by a DUT during a discharge test to the total DC
energy (W·h charge) required to restore the initial SOC by a standard charge
3.7
rated capacity
suppliers specification of the total number of ampere-hours that can be withdrawn from a fully charged
battery pack or system for a specified set of test conditions such as discharge rate, temperature,
discharge cut-off voltage, etc.
3.8
room temperature
RT
temperature of (25 ± 2) °C
3.9
device under test
DUT
battery pack or battery system
3.10
sign of battery current
discharge current is specified as positive and the charge current as negative
2 © ISO 2017 – All rights reserved
3.11
state of charge
SOC
available capacity in a battery pack or system expressed as a percentage of rated capacity
3.12
standard charge for top off
SCH
additional charge which eliminates possible SOC reduction after SCH at RT followed by thermal
equilibration at a different temperature
3.13
voltage class A
classification of an electric component or circuit with a maximum working voltage of ≤30 V a.c. or ≤60 V
d.c., respectively
Note 1 to entry: For more details, see ISO 6469-3.
3.14
voltage class B
classification of an electric component or circuit with a maximum voltage of (>30 and ≤1 000) V a.c. or
(>60 and ≤1 500) V d.c., respectively
3.15
maximum working voltage
highest value of a.c. voltage (r.m.s.) or of d.c. voltage which may occur in an electrical system under any
normal operating conditions according to the manufacturer’s specifications, disregarding transients
3.16
isolation resistance
resistance between live parts of voltage class B electric circuit and the electric chassis as well as the
voltage class A system
3.17
rupture
loss of mechanical integrity of the enclosure of the DUT resulting in openings that do not fulfil protection
degree IPXXB according to ISO 20653
3.18
explosion
sudden release of energy sufficient to cause pressure waves and/or projectiles that may cause structural
and/or physical damage to the surrounding of the DUT
Note 1 to entry: The kinetic energy of flying debris from the battery back or system may be sufficient to cause
damage as well.
3.19
fire
continuous emission of flames from a DUT (approximately more than 1 s)
Note 1 to entry: Sparks and arcing are not considered as flames.
3.20
venting
release of excessive pressure from a DUT intended by design
3.21
leakage
escape of liquid or gas from a DUT regardless of venting (pressure release device for cell) or not
3.22
customer
party interested in using the battery pack or system and, therefore, orders or performs the test
EXAMPLE A moped/motorcycle manufacturer.
3.23
supplier
party that provides battery systems and packs
EXAMPLE A battery manufacturer.
3.24
thermal equilibration
DUT achieving the thermal target
3.25
thermal equilibrium
thermal balance of the cell among the DUT
3.26
battery pack subsystem
representative portion of the battery pack
4 Symbols and abbreviated terms
BCU battery control unit
C capacity, expressed in ampere-hours (A·h)
nC current rate equal to n times the 1 h discharge capacity expressed in ampere (e.g. 5C is equal
to five times the 1 h current discharge rate, expressed in A)
DUT device under test
EODV end of discharge voltage
I maximum continuous discharge current specified by the manufacturer for energy and ca-
d max
pacity testing
I maximum discharge pulse current specified by the manufacturer for power, internal resist-
dp max
ance and energy efficiency testing
r.m.s. root mean square
RT room temperature (25 ± 2) °C
SC standard cycle
SCH standard charge
SDCH standard discharge
SOC state of charge
4 © ISO 2017 – All rights reserved
5 General requirements
5.1 General conditions
A battery pack or system to be tested according to this document shall fulfil the following requirements:
— electrical safety design shall be approved according to the requirements given in ISO 13063; and
— necessary documentation for operation and needed interface parts for connection to the test
equipment (i.e. connectors, plugs including cooling) shall be delivered together with the DUT.
A battery system shall enable the specified tests, i.e. via specified test modes implemented in the BCU
and shall be able to communicate with the test bench via common communication buses.
If not otherwise specified, the tests described apply to battery packs/systems. The status of the DUT,
e.g. new product, tested or used, shall be agreed upon between customer and supplier before testing.
The history of the DUT shall be documented.
If not otherwise specified, before each test the DUT shall be stabilized at the test temperature for a
minimum of 12 h and the BCU, if any, shall be switched off. This period may be reduced if the thermal
equilibration of the DUT is reached. Thermal equilibration is fulfilled when, after a period of 1 h, the
change among all available cell temperature measuring points is lower than 4 °C .
If not otherwise specified, each charge and each SOC change shall be followed by a rest period of 30 min.
The accuracy of external measurement equipment shall be at least within the following tolerances:
— voltage: ±0,5 %;
— current: ±0,5 %; and
— temperature: ±1 K.
The overall accuracy of externally controlled or measured values, relative to the specified or actual
values, shall be at least within the following tolerances:
— voltage: ±1 %;
— current: ±1 %;
— temperature: ±2 K;
— time: ±0,1 %;
— mass: ±0,1 %; and
— dimensions: ±0,1 %.
All values (time, temperature, current and voltage) shall be recorded at least every 1 % of the estimated
discharge and charge time, except if it is noted otherwise in the individual test procedure.
5.2 Tests
An overview about the tests is given in Figure 1, where the references to the specific clauses are also given.
Figure 1 — Overview of the tests
5.3 Test procedure
The test sequence and sample numbers for an individual battery pack or system, or a battery pack
subsystem, shall be based on agreement between customer and supplier. The basic suggestion of test
procedure is listed in Table 1.
6 © ISO 2017 – All rights reserved
Table 1 — Test procedure
Seq Test type Test procedure Sample SN
# #
1 Pre-conditioning cycles (6.1) 1 –20
# #
2 Standard cycle (6.2) 1 –20
General tests
# #
3 Standard discharge (6.2.2.2) 1 –20
# #
4 Standard charge (6.2.2.3) 1 –20
# #
5 Energy and capacity at RT (7.1) 1 –20
Energy and capacity at different temperature and discharge
#
6 1
rates (7.2)
#
7 Power and internal resistance (7.3) 2
Performance tests
#
8 No load SOC loss (7.4) 3
#
9 SOC loss at storage (7.5) 4
#
10 Cycle life (7.6) 5
#
11 Vibration (8.1) 6
#
12 Mechanical shock (8.2) 7
#
13 Drop (8.3) 8
#
14 Thermal shock (cycle) (8.4) 9
#
15 Water immersion (8.5) 10
#
16 Fire (8.6) 11
Safety and
reliability tests #
17 Overtemperature condition (8.7) 12
#
18 Short circuit protection (8.8) 13
#
19 Overcharge protection (8.9) 14
#
20 Over discharge Protection (8.10) 15
#
21 Dewing (8.11) 16
#
22 Salt spray (8.12) 17
5.4 Preparation of the DUT for testing
5.4.1 Preparation of battery pack
If not otherwise specified, the battery pack shall be connected with voltage class B and voltage class A
connections to the test bench equipment. Contactors, available voltage, current and temperature data
shall be controlled according to the supplier’s requirements and according to the given test specification
by the test bench equipment. The passive overcurrent protection shall be maintained by the test bench
equipment, if necessary via disconnection of the battery pack main contactors. The cooling device can
be connected to the test bench equipment and operated according to the supplier’s requirements.
5.4.2 Preparation of battery system
If not otherwise specified, the battery system shall be connected with voltage class B, voltage class
A and cooling system and BCU to the test bench equipment. The battery system shall be controlled
by the BCU. The test bench equipment shall follow the operational limits provided by the BCU via
bus communication. The test bench equipment shall maintain the on/off requirements for the main
contactors and the voltage, current and temperature profiles according to the requested requirements
of the given test procedure. The battery system cooling device and the corresponding cooling loop at
the test bench equipment shall be operational according to the given test specifications and the controls
by the BCU. The BCU shall enable the test bench equipment to perform the requested test procedure
within the battery system operational limits. If necessary, the BCU program shall be adapted by the
supplier for the requested test procedure. The active and passive overcurrent protection device shall
be operational by the battery system. Active overcurrent protection shall be maintained by the test
bench equipment, too, if necessary, via request of disconnection of the battery system main contactors.
6 General test methods
6.1 Pre-conditioning cycles
6.1.1 Purpose
The DUT shall be conditioned by performing some electrical cycles, before starting the tests of Clauses 7
and 8, in order to ensure an adequate stabilization of the battery pack or system performance.
This test applies to battery packs and systems.
6.1.2 Test procedure
The procedure shall be the following.
— The test shall be performed at RT.
— The discharges shall be performed at C/3 or at a different current if suggested and/or used
by the supplier in testing before delivery. The charging shall be performed according to the
recommendations of the supplier.
— Three consecutive preconditioning cycles shall be performed. If agreed between customer and
supplier, only two cycles shall be performed.
— At end of discharge, the battery pack or system voltage shall not go below the minimum voltage
recommended by the supplier (the minimum voltage is the lowest voltage under discharge without
irreversible damage).
6.2 Standard cycle (SC)
6.2.1 Purpose
The purpose of the SC is to ensure the same initial condition for each test of a battery pack or system.
An SC, as described below, shall be performed prior to each test.
6.2.2 Test procedure
6.2.2.1 General
The SC shall be performed at RT. The SC shall comprise a standard discharge (SDCH; see 6.2.2.2),
followed by a standard charge (SCH; see 6.2.2.3).
If, for any reason, the time interval between the end of the SC and the start of a new test is longer than
3 h, the SC shall be repeated.
6.2.2.2 Standard discharge (SDCH)
Discharge rate: C/3 or other specific discharge regime according to the specifications given by the
supplier.
Discharge voltage limit: According to the specifications given by the supplier.
Rest period after discharge to reach a stable condition: 60 min.
8 © ISO 2017 – All rights reserved
6.2.2.3 Standard charge (SCH)
Charge procedure and end of charge criteria:
— C/3 or another specific charge regime according to the specifications given by the supplier. The
specifications shall cover end of charge criteria and time limits for the overall charging procedure.
— In any case, the total charge procedure shall be completed in at least 8 h.
Rest period after charge to reach a stable condition:
— 60 min.
7 Performance test
7.1 Energy and capacity at RT
7.1.1 Purpose
This test measures DUT capacity in A·h at constant current discharge rates corresponding to the
suppliers rated C/3 capacity in A·h (e.g. if the rated 3-h discharge capacity is 45 A·h, the discharge rate
is 15 A). The 3-h rate (C/3), 1C and 2C are used as reference for static capacity and energy measurement
and as a standard rate for pack and system level testing. In addition, if applicable, the maximum
permitted C rate shall be performed for capacity determination to meet the high energy system
application requirements. Discharge is terminated on supplier specified discharge voltage limits
depending on discharge rates.
7.1.2 Test procedure
The test shall be performed at RT with the discharge rates C/3, 1C, 2C and, if applicable, the maximum
C rate as permitted by the supplier (the maximum C rate corresponds to I ). The test sequence shall
d max
be performed as specified in Table 2.
Table 2 — Test sequence energy and capacity test at RT
Ambient
Step Procedure
temperature
1.1 Thermal equilibration RT
1.2 SCH RT
1.3 SC RT
2.1 Discharge at C/3 RT
2.2 SCH RT
2.3 Discharge at 1C RT
2.4 SCH RT
2.5 Discharge at 2C RT
2.6 SCH RT
2.7 Discharge at I RT
d max
2.8 SCH RT
3.1 SC RT
The SCH procedure shall follow 6.2.2.3.
The standard cycle procedure shall follow 6.2.
All discharge tests shall be terminated at the supplier’s discharge voltage limits.
After discharge, the DUT shall rest at least for 30 min or shall be thermal equilibrated at the requested
ambient temperature or a fixed time period shall be used to allow for thermal equilibration before
starting the next step in the test sequence.
7.1.3 Requirement
If the C/3 capacity obtained during testing at 7.1.2 step no. 2.1 differs more than 5 % from the supplier’s
C/3 specification, this measured C/3 capacity shall be used as rated capacity and shall be the basis value
for all further discharge current requirements, i.e. the value for C in each discharge current calculation
nC shall be based on the measured C/3 capacity.
The following data shall be reported:
— current, voltage, DUT temperature and ambient temperature versus time at each discharge test and
the following standard charge;
— discharged capacity in A·h, energy in W·h and average power in W at each discharge test;
— charged capacity in A·h, energy in W·h and average power in W following each discharge test;
— energy round trip efficiency at each discharge test;
— discharged energy in W·h as a function of SOC at each discharge test (in % of rated capacity);
— EODV of all available cell voltage measuring points for all performed discharge tests; and
— determined C/3 rated capacity which is taken as basic value for all further discharge current
requirements.
7.2 Energy and capacity at different temperature and discharge rates
7.2.1 Purpose
This test characterizes the capacity at different temperatures at three different constant current
discharge rates. The different discharge rates shall be performed in a sequence before the ambient
temperature is changed and the test shall be repeated after the new temperature is achieved.
7.2.2 Test procedure
The test shall be performed at least at three different temperatures (40 °C, 0 °C and T min ≤ −10 °C as
defined by the manufacturer) with the discharge rates C/3, 1C, 2C and the maximum C rate as permitted
by the supplier (the maximum C rate corresponds to I ).
d max
The test sequence shall be performed as specified in Table 3.
Table 3 — Test sequence energy and capacity test at different temperature and discharge rates
Ambient
Step Procedure
temperature
1.1 Thermal equilibration RT
1.2 SCH RT
1.3 SC RT
2.1 Thermal equilibration 40 °C
2.2 SCH for top off 40 °C
2.3 Discharge at C/3 40 °C
3.1 Thermal equilibration RT
3.2 SCH RT
10 © ISO 2017 – All rights reserved
Table 3 (continued)
Ambient
Step Procedure
temperature
3.3 SC RT
4.1 Thermal equilibration 40 °C
4.2 SCH for top off 40 °C
4.3 Discharge at 1C 40 °C
5.1 Thermal equilibration RT
5.2 SCH RT
5.3 SC RT
6.1 Thermal equilibration 40 °C
6.2 SCH for top off 40 °C
6.3 Discharge at 2C 40 °C
7.1 Thermal equilibration RT
7.2 SCH RT
7.3 SC RT
8.1 Thermal equilibration 40 °C
8.2 SCH for top off 40 °C
8.3 Discharge at I 40 °C
d max
9.1 Thermal equilibration RT
9.2 SCH RT
9.3 SC RT
10.1 Thermal equilibration 0 °C
10.2 SCH for top off 0 °C
10.3 Discharge at C/3 0 °C
11.1 Thermal equilibration RT
11.2 SCH RT
11.3 SC RT
12.1 Thermal equilibration 0 °C
12.2 SCH for top off 0 °C
12.2 Discharge at 1C 0 °C
13.1 Thermal equilibration RT
13.2 SCH RT
13.3 SC RT
14.1 Thermal equilibration 0 °C
14.2 SCH for top off 0 °C
14.2 Discharge at 2C 0 °C
15.1 Thermal equilibration RT
15.2 SCH RT
15.3 SC RT
16.1 Thermal equilibration 0 °C
16.2 SCH for top off 0 °C
16.3 Discharge at I 0 °C
d max
17.1 Thermal equilibration RT
17.2 SCH RT
17.3 SC RT
ISO 18243:
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18243
Première édition
2017-04
Cyclomoteurs et motocycles
à propulsion électrique —
Spécifications d’essai et exigences de
sécurité pour les systèmes de batterie
au lithium-ion
Electrically propelled mopeds and motorcycles — Test specifications
and safety requirements for lithium-ion battery systems
Numéro de référence
©
ISO 2017
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
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Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et abréviations . 4
5 Exigences générales . 5
5.1 Conditions générales . 5
5.2 Essais . 5
5.3 Mode opératoire d’essai . 6
5.4 Préparation à l’essai du DSE . 7
5.4.1 Préparation du bloc de batterie . 7
5.4.2 Préparation du système de batterie . 7
6 Méthodes d’essai générales . 8
6.1 Cycles de préconditionnement . 8
6.1.1 Objectif . 8
6.1.2 Mode opératoire d’essai . 8
6.2 Cycle standard (CS) . 8
6.2.1 Objectif . 8
6.2.2 Mode opératoire d’essai . 8
7 Essai de performance . 9
7.1 Énergie et capacité à TA . 9
7.1.1 Objectif . 9
7.1.2 Mode opératoire d’essai . 9
7.1.3 Exigence.10
7.2 Énergie et capacité à différentes températures et différents taux de décharge .10
7.2.1 Objectif .10
7.2.2 Mode opératoire d’essai .10
7.2.3 Exigences .13
7.3 Puissance et résistance interne .13
7.3.1 Objectif .13
7.3.2 Profil de caractérisation de la puissance d’impulsion .13
7.3.3 Mode opératoire d’essai .17
7.3.4 Exigences .18
7.4 Perte d’EDC à vide .19
7.4.1 Objectif .19
7.4.2 Mode opératoire d’essai .19
7.4.3 Séquence d’essai .20
7.4.4 Exigence.21
7.5 Perte d’EDC au stockage.21
7.5.1 Objectif .21
7.5.2 Mode opératoire d’essai .21
7.5.3 Séquence d’essai .22
7.5.4 Exigence.22
7.6 Durée de vie .22
7.6.1 Objectif .22
7.6.2 Mode opératoire d’essai .23
7.6.3 Exigences .23
8 Essais de sécurité et de fiabilité .23
8.1 Vibrations .23
8.1.1 Objectif .23
8.1.2 Mode opératoire d’essai .23
8.1.3 Exigences .24
8.2 Choc mécanique .24
8.2.1 Objectif .24
8.2.2 Mode opératoire d’essai .24
8.2.3 Exigences .24
8.3 Chute .24
8.3.1 Objectif .24
8.3.2 Mode opératoire d’essai .24
8.3.3 Exigences .25
8.4 Choc thermique .25
8.4.1 Objectif .25
8.4.2 Mode opératoire d’essai .25
8.4.3 Exigences .25
8.5 Immersion dans l’eau .25
8.5.1 Objectif .25
8.5.2 Mode opératoire d’essai .25
8.5.3 Exigences .26
8.6 Incendie .26
8.6.1 Objectif .26
8.6.2 Mode opératoire d’essai .26
8.6.3 Exigences .27
8.7 Conditions de température excessive.27
8.7.1 Objectif .27
8.7.2 Mode opératoire d’essai .27
8.7.3 Exigences .27
8.8 Protection contre les courts-circuits .27
8.8.1 Objectif .27
8.8.2 Mode opératoire d’essai .27
8.8.3 Exigences .28
8.9 Protection contre les charges excessives . .28
8.9.1 Objectif .28
8.9.2 Mode opératoire d’essai .28
8.9.3 Exigences .29
8.10 Protection contre les décharges excessives .29
8.10.1 Objectif .29
8.10.2 Mode opératoire d’essai .29
8.10.3 Exigences .29
8.11 Humidification .30
8.11.1 Objectif .30
8.11.2 Mode opératoire d’essai .30
8.11.3 Exigences .30
8.12 Brouillard salin .31
8.12.1 Objectif .31
8.12.2 Mode opératoire d’essai .32
8.12.3 Exigences .32
Annexe A (informative) Bloc et système de batterie .33
Annexe B (informative) Description de la grille mentionnée en 8.6 .38
Bibliographie .39
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre noter des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/ directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ patents).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute autre information au sujet de
l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les
obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: w w w . i s o .org/ iso/ foreword .html.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité
SC 38, Motocycles et cyclomoteurs.
Introduction
Les systèmes de batterie au lithium-ion constituent un système de stockage d’énergie alternatif efficace
pour les motocycles et cyclomoteurs à propulsion électrique. Les exigences applicables aux systèmes
de batterie au lithium-ion utilisables comme source d’énergie pour la propulsion des motocycles et
cyclomoteurs à propulsion électrique sont nettement différentes de celles relatives aux batteries
utilisées pour l’électronique grand public ou les appareils fixes.
Le présent document propose des modes opératoires d’essai spécifiques pour les blocs et systèmes de
batterie au lithium-ion spécifiquement conçus pour la propulsion des motocycles et cyclomoteurs. Le
présent document spécifie ces essais et les exigences connexes permettant de s’assurer qu’un bloc ou
système de batterie est capable de répondre aux besoins spécifiques de l’industrie des motocycles et
cyclomoteurs.
Il permet aux constructeurs de motocycles et cyclomoteurs de choisir les modes opératoires d’essai
permettant d’évaluer les caractéristiques d’un bloc ou système de batterie en fonction de leurs exigences
particulières.
vi © ISO 2017 – Tous droits réservés
NORME INTERNATIONALE ISO 18243:2017(F)
Cyclomoteurs et motocycles à propulsion électrique —
Spécifications d’essai et exigences de sécurité pour les
systèmes de batterie au lithium-ion
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie des modes opératoires d’essai spécifiques pour les blocs et systèmes de
batterie au lithium-ion utilisables dans les motocycles et cyclomoteurs à propulsion électrique.
Les modes opératoires d’essai spécifiés permettent à l’utilisateur du présent document de déterminer
les caractéristiques essentielles de performance, de sécurité et de fiabilité des blocs et systèmes
de batterie au lithium-ion. L’utilisateur peut également comparer les résultats d’essai obtenus pour
différents blocs ou systèmes de batterie.
Le présent document permet d’établir un plan d’essai dédié pour un bloc ou système de batterie
individuel sous réserve d’un accord entre le client et le fournisseur. Si nécessaire, les modes opératoires
et/ou conditions d’essai approprié(e)s des blocs et systèmes de batterie au lithium-ion sont choisis
parmi les essais normalisés fournis dans le présent document pour configurer un plan d’essai dédié.
NOTE 1 Le vélo à assistance électrique (VAE) ne peut pas être considéré comme un cyclomoteur. La définition
du vélo à assistance électrique peut différer selon les pays. Un exemple de définition est indiqué dans la Directive
2002/24/CE de l’UE.
NOTE 2 Des essais de performance des accumulateurs sont spécifiés dans l’IEC 62660 (toutes les parties).
2 Références normatives
Les documents suivants sont référencés dans le texte de sorte qu’une partie ou la totalité de leur
contenu constitue les exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 13063, Cyclomoteurs et motocycles à propulsion électrique — Spécifications de sécurité
ISO 16750-1, Véhicules routiers — Spécifications d’environnement et essais de l’équipement électrique et
électronique — Partie 1: Généralités
IEC 60068-2-30, Essais d’environnement — Partie 2-30: Essais — Essai Db: Essai cyclique de chaleur humide
(cycle de 12 + 12 h)
IEC 60068-2-47, Essais d’environnement — Partie 2-47: Essais — Fixation de spécimens pour essais de
vibrations, d’impacts et autres essais dynamiques
IEC 60068-2-52, Essais d’environnement — Partie 2-52: Essais — Essai Kb: Brouillard salin, essai cyclique
(solution de chlorure de sodium)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http:// www .iso .org/ obp
3.1
unité de contrôle de batterie
UCB
dispositif électronique qui contrôle, gère, détecte ou calcule les fonctions électriques et thermiques du
système de batterie et qui assure la communication entre le système de batterie et d’autres contrôleurs
de cyclomoteurs et motocycles
3.2
bloc de batterie
dispositif de stockage d’énergie qui comprend des accumulateurs ou des ensembles accumulateurs
normalement connectés à l’électronique des accumulateurs, un circuit à haute tension et un coupe-
surintensité, y compris des accouplements électriques, des interfaces pour systèmes externes (par
exemple, refroidissement, haute tension, basse tension auxiliaire et communication)
Note 1 à l’article: Voir en A.2 pour plus d’explications.
3.3
système de batterie
dispositif de stockage d’énergie qui comprend des accumulateurs ou ensembles accumulateurs ou
un/des bloc(s) de batterie, ainsi que des circuits électriques et de l’électronique (par exemple, UCB,
contacteurs)
Note 1 à l’article: Voir en A.3.1 et A.3.2 pour plus d’explications. Les composants du système de batterie peuvent
également être répartis dans divers dispositifs à l’intérieur du véhicule.
3.4
capacité
quantité totale d’ampères-heures qu’une batterie complètement chargée est capable de restituer dans
des conditions spécifiées
3.5
électronique de l’accumulateur
dispositif électronique qui recueille et éventuellement contrôle les données thermiques et électriques
des accumulateurs ou ensembles accumulateurs et contient l’électronique nécessaire à l’équilibrage des
accumulateurs, si nécessaire
Note 1 à l’article: L’électronique de l’accumulateur peut comprendre un contrôleur d’accumulateur. La fonctionnalité
de l’équilibrage de l’accumulateur peut être contrôlée par l’électronique de l’accumulateur ou par l’UCB.
3.6
rendement énergétique aller-retour
rapport entre l’énergie utile CC (décharge Wh) fournie par un DSE pendant un essai de décharge et
l’énergie totale CC (charge Wh) requis pour rétablir l’EDC initial par une charge standard
3.7
capacité nominale
spécification, donnée par les fabricants, de la quantité totale d’ampères-heures qu’un bloc ou système
de batterie complètement chargé est capable de restituer pour un ensemble spécifié de conditions
d’essai telles que le taux de décharge, la température, la tension de décharge de coupure, etc
3.8
température ambiante
TA
température de (25 ± 2) °C
3.9
dispositif soumis à essai
DSE
bloc ou système de batterie
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
3.10
signe du courant de la batterie
courant de décharge positif et courant de charge négatif
3.11
état de charge
EDC
capacité disponible dans un bloc ou système de batterie, exprimée en pourcentage de la capacité
nominale
3.12
charge standard pour charge complète
CHS
charge supplémentaire qui élimine l’éventuelle réduction de l’EDC après CHS à TA suivie d’un équilibrage
thermique à une température différente
3.13
classe de tension A
classification d’un composant ou circuit électrique avec une tension maximale de fonctionnement de
≤30 V c.a. ou ≤60 V c.c., respectivement
Note 1 à l’article: Pour plus d’informations, consulter l’ISO 6469-3.
3.14
classe de tension B
classification d’un composant ou circuit électrique avec une tension maximale de (>30 et ≤1 000) V c.a.
ou (>60 et ≤1 500) V c.c., respectivement
3.15
tension maximale de fonctionnement
valeur la plus élevée (VQM) de la tension alternative ou de la tension continue, susceptible d’apparaître
dans un système électrique dans une quelconque condition de fonctionnement normal spécifiée par le
fabricant, à l’exclusion des régimes transitoires
3.16
résistance d’isolement
résistance entre les parties actives du circuit électrique de classe de tension B et le châssis électrique
ainsi que le système de classe de tension A
3.17
rupture
perte d’intégrité mécanique du boîtier du DSE provoquant des ouvertures non conformes aux degrés de
protection IPXXB selon l’ISO 20653
3.18
explosion
libération soudaine d’énergie suffisante pour engendrer des ondes et/ou des projectiles susceptibles de
provoquer des dommages structurels et/ou physiques à proximité du DSE
Note 1 à l’article: L’énergie cinétique des débris volants provenant du bloc ou du système de batterie peut
également suffire à causer des dommages.
3.19
incendie
émission continue de flammes par un DSE (environ plus de 1 s)
Note 1 à l’article: Les étincelles et les arcs ne sont pas considérés comme des flammes.
3.20
mise à l’air libre
décharge de pression excessive par un DSE, prévue lors de la conception
3.21
fuite
fuite de liquide ou de gaz d’un DSE, indépendamment de la mise à l’air libre (dispositif de décharge pour
accumulateur) ou non
3.22
client
partie qui est intéressée par l’utilisation du bloc ou système de batterie et qui, de ce fait, demande ou
effectue l’essai
EXEMPLE Un constructeur de motocycles/cyclomoteurs.
3.23
fournisseur
partie qui fournit les systèmes et blocs de batteries
EXEMPLE Un fabricant de batteries.
3.24
équilibrage thermique
DSE atteignant l’objectif thermique
3.25
équilibre thermique
équilibre thermique de l’accumulateur dans le DSE
3.26
sous-système du bloc de batterie
partie représentative du bloc de batterie
4 Symboles et abréviations
UCB unité de contrôle de batterie
C capacité, exprimée en ampères-heures (Ah)
nC intensité du courant égale à n fois la capacité de décharge en 1 h exprimée en ampères (par
exemple, 5C est égal à cinq fois le taux de décharge en 1 h, exprimée en A)
DSE dispositif soumis à essai
I décharge maximale continue spécifiée par le fabricant afin d’éffectuer des essais de l’énergie
d max
et la capacité éléctrique
I Décharge maximale de pulsation de courant spécifiée par le fabricant afin d’éffectuer des
dp max
essais de la puissance, la résistence interne et l’éfficacité énergétique
TDFD tension de fin de décharge
VQM valeur quadratique moyenne
TA température ambiante de (25 ± 2) °C
CS cycle standard
CHS charge standard
DCHS décharge standard
EDC état de charge
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5 Exigences générales
5.1 Conditions générales
Un bloc ou système de batterie à soumettre à essai selon le présent document doit satisfaire aux
exigences suivantes.
— la sécurité électrique doit être homologuée selon les exigences indiquées dans l’ISO 13063;
— les documents nécessaires au fonctionnement et les éléments d’interface requis pour la connexion
à l’équipement d’essai (c’est-à-dire, connecteurs, fiches, y compris refroidissement) doivent être
fournis avec le DSE.
Un système de batterie doit permettre d’effectuer les essais spécifiés, par le biais des modes d’essai
spécifiés configurés dans l’UCB, et doit être capable de communiquer avec le banc d’essai par le biais de
bus de communication standards.
Sauf indication contraire, les essais décrits s’appliquent aux blocs/systèmes de batteries. Le statut du
DSE, par exemple produit neuf, soumis à essai ou usagé, doit faire l’objet d’un accord entre le client et le
fournisseur avant les essais. L’historique du DSE doit être documenté.
Sauf indication contraire, avant chaque essai, le DSE doit être stabilisé à la température d’essai pendant
au moins 12 h et l’UCB, le cas échéant, doit être éteinte. Cette période peut être réduite si l’équilibrage
thermique du DSE est atteint. L’équilibrage thermique est satisfaisant lorsque, après une période de 1 h,
la variation de température de l’accumulateur au niveau de tous les points de mesure disponibles est
inférieure à 4 °C.
Sauf indication contraire, chaque charge et chaque variation d’EDC doivent être suivies d’une période
de repos de 30 min.
L’exactitude de l’équipement de mesure externe doit être au moins comprise dans les limites de
tolérance suivantes:
— tension: ±0,5 %;
— courant: ±0,5 %; et
— température: ±1 K.
L’exactitude globale des valeurs mesurées ou contrôlées au niveau externe, par rapport aux valeurs
spécifiées ou réelles, doit être au moins comprise dans les limites de tolérance suivantes:
— tension: ±1 %;
— courant: ±1 %;
— température: ±2 K;
— durée: ±0,1 %;
— masse: ±0,1 %; et
— dimensions: ±0,1 %.
Toutes les valeurs (durée, température, courant et tension) doivent être enregistrées au moins tous les
1 % de la durée de décharge et de charge estimée, sauf indication contraire mentionnée dans le mode
opératoire d’essai individuel.
5.2 Essais
Une vue d’ensemble des essais est donnée à la Figure 1, sur laquelle les références aux paragraphes
spécifiques sont également indiquées.
Figure 1 — Vue d’ensemble des essais
5.3 Mode opératoire d’essai
La séquence d’essai et les numéros d’échantillon pour un bloc ou système de batterie individuel, ou pour
un sous-système de bloc de batterie, doivent faire l’objet d’un accord entre le client et le fournisseur. La
suggestion de base du mode opératoire d’essai est indiquée dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Mode opératoire d’essai
N° de l’échan-
Séq Type d’essai Mode opératoire d’essai
tillon
# #
1 Cycles de préconditionnement (6.1) 1 –20
# #
2 Cycle standard (6.2) 1 –20
Essais généraux
# #
3 Décharge standard (6.2.2.2) 1 –20
# #
4 Charge standard (6.2.2.3) 1 –20
# #
5 Énergie et capacité à TA (7.1) 1 –20
Énergie et capacité à différentes températures et différents
#
6 1
taux de décharge (7.2)
Essais de perfor-
#
7 Puissance et résistance interne (7.3) 2
mance
#
8 Perte d’EDC à vide (7.4) 3
#
9 Perte d’EDC au stockage (7.5) 4
#
10 Durée de vie (7.6) 5
6 © ISO 2017 – Tous droits réservés
Tableau 1 (suite)
N° de l’échan-
Séq Type d’essai Mode opératoire d’essai
tillon
#
11 Vibrations (7.1) 6
#
12 Choc mécanique (8.2) 7
#
13 Chute (8.3) 8
#
14 Choc thermique (8.4) 9
#
15 Immersion dans l’eau (8.5) 10
#
16 Incendie (8.6) 11
Essais de sécurité et
de fiabilité #
17 Conditions de température excessive (8.7) 12
#
18 Protection contre les courts-circuits (8.8) 13
#
19 Protection contre les charges excessives (8.9) 14
#
20 Protection contre les décharges excessives (8.10) 15
#
21 Humidification (8.11) 16
#
22 Brouillard salin (8.12) 17
5.4 Préparation à l’essai du DSE
5.4.1 Préparation du bloc de batterie
Sauf indication contraire, le bloc de batterie doit être connecté à l’équipement du banc d’essai à l’aide de
connecteurs de classes de tension A et B. Les données relatives aux contacteurs, à la tension disponible,
au courant et à la température doivent être contrôlées conformément aux exigences du fournisseur
et à la spécification d’essai indiquée par l’équipement du banc d’essai. La protection passive contre
les surintensités doit être assurée par l’équipement du banc d’essai, si nécessaire en déconnectant
les contacteurs principaux du bloc de batterie. Le dispositif de refroidissement peut être connecté à
l’équipement du banc d’essai et utilisé conformément aux exigences du fournisseur.
5.4.2 Préparation du système de batterie
Sauf indication contraire, le système de batterie doit être connecté à l’équipement du banc d’essai
à l’aide de connecteurs de classes de tension A et B, d’un système de refroidissement et de l’UCB. Le
système de batterie doit être contrôlé par l’UCB. L’équipement du banc d’essai doit respecter les
limites opérationnelles fournies par l’UCB grâce à la communication bus. L’équipement du banc
d’essai doit maintenir les exigences d’activation/désactivation pour les contacteurs principaux et les
profils de tension, de courant et de température en conformité avec exigences requises applicables au
mode opératoire d’essai indiqué. Le dispositif de refroidissement du système de batterie et la boucle
de refroidissement correspondante au niveau de l’équipement du banc d’essai doivent fonctionner
conformément aux spécifications d’essai indiquées et aux contrôles de l’UCB. L’UCB doit demander à
l’équipement du banc d’essai d’effectuer le mode opératoire d’essai requis dans les limites opérationnelles
du système de batterie. Si nécessaire, le programme de l’UCB doit être adapté, par le fournisseur, au
mode opératoire d’essai requis. Le dispositif de protection active et passive contre les surintensités doit
être activé par le système de batterie. La protection active contre les surintensités doit également être
assurée par l’équipement du banc d’essai, si nécessaire, en demandant la déconnexion des contacteurs
principaux du système de batterie.
6 Méthodes d’essai générales
6.1 Cycles de préconditionnement
6.1.1 Objectif
Avant de commencer les essais des Articles 7 et 8, le DSE doit être conditionné en effectuant plusieurs
cycles électriques, pour garantir une stabilisation adéquate des performances du bloc ou système de
batterie.
Cet essai s’applique aux blocs et systèmes de batteries.
6.1.2 Mode opératoire d’essai
Le mode opératoire doit être le suivant.
— L’essai doit être effectué à TA.
— Les décharges doivent être effectuées à C/3 ou à un courant différent si suggéré et/ou utilisé par
le fournisseur lors des essais avant la livraison. La charge doit être effectuée conformément aux
recommandations du fournisseur.
— Trois cycles de préconditionnement consécutifs doivent être effectués. Si le client et le fournisseur
sont d’accord, seuls deux cycles doivent être réalisés.
— À la fin de la décharge, la tension du bloc ou système de batterie ne doit pas être inférieure à la
tension minimale recommandée par le fournisseur (la tension minimale est la plus basse tension de
décharge sans dommage irréversible).
6.2 Cycle standard (CS)
6.2.1 Objectif
L’objectif du CS est de s’assurer que les conditions initiales pour chaque essai d’un bloc ou système de
batterie sont identiques. Un CS, tel que décrit ci-dessous, doit être effectué avant chaque essai.
6.2.2 Mode opératoire d’essai
6.2.2.1 Généralités
Le CS doit être effectué à TA. Le CS doit comprendre une décharge standard (DCHS; voir en 6.2.2.2)
suivie d’une charge standard (CHS; voir en 6.2.2.3).
Si, pour une quelconque raison, l’intervalle de temps entre la fin du CS et le début d’un nouvel essai
dépasse 3 h, le CS doit être répété.
6.2.2.2 Décharge standard (DCHS)
Taux de décharge: C/3 ou un autre régime de décharge spécifique conformément aux spécifications du
fournisseur.
Limite de tension de décharge: conformément aux spécifications du fournisseur.
Période de repos après décharge pour atteindre une condition stable: 60 min.
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6.2.2.3 Charge standard (CHS)
Mode opératoire de charge et critères de fin de charge:
— C/3 ou un autre régime de charge spécifique conformément aux spécifications du fournisseur. Les
spécifications doivent couvrir les critères de fin de charge et les limites de temps applicables à
l’ensemble du mode opératoire de charge.
— Dans tous les cas, l’ensemble du mode opératoire de charge doit être effectué dans un délai d’au
moins 8 h.
Période de repos après charge pour atteindre une condition stable:
— 60 min.
7 Essai de performance
7.1 Énergie et capacité à TA
7.1.1 Objectif
Cet essai mesure la capacité du DSE, en Ah, à des taux de décharge à courant constant correspondant à
la capacité nominale C/3 indiquée par les fournisseurs et exprimée en Ah (par exemple, si la capacité
nominale de décharge en 3 h est de 45 Ah, le taux de décharge est de 15 A). Les taux en 3 h (C/3),
1C et 2C sont utilisés comme références pour le mesurage statique de la capacité et de l’énergie et
comme taux standard pour les essais au niveau du bloc et du système. De plus, le cas échéant, le taux C
maximal admissible doit être déterminé de façon que la capacité satisfasse aux exigences d’application
du système à haute énergie. Selon les taux de décharge, la décharge s’achève au niveau des limites de
tension de décharge spécifiées par le fournisseur sont atteintes.
7.1.2 Mode opératoire d’essai
L’essai doit être effectué à TA avec les taux de décharge C/3, 1C, 2C et, le cas échéant, le taux C maximal
autorisé par le fournisseur (le taux C maximal correspond à I ). La séquence d’essai doit être
d max
réalisée comme spécifié dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Essai relatif à l’énergie et la capacité de la séquence d’essai à TA
Étape Mode opératoire Température ambiante
1.1 Équilibrage thermique TA
1.2 CHS TA
1.3 CS TA
2.1 Décharge à C/3 TA
2.2 CHS TA
2.3 Décharge à 1C TA
2.4 CHS TA
2.5 Décharge à 2C TA
2.6 CHS TA
2.7 Décharge à I TA
d max
2.8 CHS TA
3.1 CS TA
Le mode opératoire de CHS doit être conforme au paragraphe 6.2.2.3.
Le mode opératoire du cycle standard doit être conforme au paragraphe 6.2.
Tous les essais de décharge doivent être interrompus lorsque les limites de tension de décharge
spécifiées par le fournisseur sont atteintes.
Après décharge, le DSE doit rester au repos pendant au moins 30 min ou doit être thermiquement
équilibré à la température ambiante requise, ou une période de temps définie doit être utilisée pour
permettre l’équilibrage thermique avant de passer à l’étape suivante de la séquence d’essai.
7.1.3 Exigence
Si la capacité C/3 obtenue lors de l’étape n° 2.1 de l’essai en 7.1.2 diffère de plus de 5 % par rapport à la
spécification C/3 du fournisseur, cette capacité C
...
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