LIITE V

LIITE V

TURVALLISUUSMUUTTUJAT

1.   Lämpöshokki ja lämmönvaihtelu

Tämän testin tarkoituksena on arvioida kennokomponenttien laajentumisesta tai supistumisesta aiheutuvia akun tai pariston eheyden muutoksia, kun akkua tai paristoa altistetaan äärimmäisille ja äkillisille lämpötilan muutoksille, sekä tällaisten muutosten mahdollisia seurauksia. Sähköshokissa akku tai paristo altistetaan kahdelle rajalämpötilalle ja pidetään kummassakin rajalämpötilassa tietyn ajan.

2.   Ulkoinen oikosulkusuojaus

Tällä testillä arvioidaan akun tai pariston turvallisuutta, kun siihen kohdistetaan ulkoinen oikosulku. Testissä voidaan arvioida ylivirtasuojalaitteen aktivoitumista tai kennojen kykyä kestää virtaa ilman että tästä aiheutuu vaaraa (esim. lämpökarkaaminen, räjähdys, syttyminen). Tärkeimmät riskitekijät ovat lämmön kehittyminen kennotasolla ja kaaripurkaus, jotka voivat vahingoittaa piirejä tai heikentää eristysvastusta.

3.   Ylilataussuojaus

Tällä testillä arvioidaan akun tai pariston turvallisuutta, kun se ylilatautuu. Tärkeimmät turvallisuusriskit ylilatauksen aikana ovat elektrolyytin hajoaminen, katodin ja anodin läpilyönti, SEI-kerroksen (solid electrolyte interphase) eksoterminen hajoaminen, erottimen tilan heikentyminen ja litiumin kerrostuminen, jotka voivat johtaa akun tai pariston kuumentumiseen ja lämpökarkaamiseen. Testissä lopputulokseen vaikuttavina tekijöinä on käytettävä vähintään varausastetta ja lopulta saavutettavaa varaustilaa. Suojaus voidaan saavuttaa joko jänniteohjauksella (katkaisu, kun rajaksi asetettu latausjännite saavutetaan) tai virtaohjauksella (katkaisu, kun enimmäislatausvirta ylittyy).

4.   Ylipurkautumissuojaus

Tällä testillä arvioidaan akun tai pariston turvallisuutta, kun se ylipurkautuu. Ylipurkautumiseen liittyvä turvallisuusriski on esimerkiksi polariteetin kääntyminen, joka johtaa anodin kollektorin (kuparin) hapettumiseen ja katodipuolen kerrostumiseen. Jo vähäinenkin ylipurkautuminen voi aiheuttaa dendriitin muodostumista ja johtaa lopuksi oikosulkuun.

5.   Ylikuumenemissuojaus

Tässä testissä arvioidaan lämpötilanhallinnan tai muiden käytönaikaiselta sisäiseltä ylikuumenemiselta suojaavien toimintojen häiriöiden vaikutuksia.

6.   Lämmönkarkaamissuojaus

Tällä testillä arvioidaan akun tai pariston turvallisuutta lämmönkarkaamistilanteissa. Yhdessä kennossa tapahtuva lämpökarkaaminen voi aiheuttaa ketjureaktion koko akussa tai paristossa, joka voi koostua lukuisista kennoista. Tämä voi johtaa vakaviin seurauksiin, kuten mittaviin kaasupäästöihin. Testissä on otettava huomioon liikennekäyttöä varten ISOssa ja YK:ssa (maailmanlaajuinen tekninen sääntö) kehitteillä olevat testit.

7.   Suojaus mekaanisilta vaurioilta

Näillä testeillä simuloidaan yhtä tai useampaa tilannetta, jossa akkuun tai paristoon kohdistuu tahattomasti mekaanista rasitusta akun tai pariston ollessa edelleen käyttötarkoituksensa mukaisessa käytössä. Simulaatioasetelman olisi kuvastettava todellisia käyttötilanteita.

8.   Sisäinen oikosulkusuojaus

Tällä testillä arvioidaan akun tai pariston turvallisuutta sisäisen oikosulun tapahtuessa. Sisäiset oikosulut, jotka ovat akku- ja paristovalmistajien tärkeimpiä huolenaiheita, saattavat johtaa kaasupurkauksiin, lämpökarkaamisiin ja kipinöintiin, joka voi sytyttää kennosta purkautuvat elektrolyyttihöyryt. Tällaisia sisäisiä oikosulkuja voivat aiheuttaa valmistusvirheet, kennojen epäpuhtaudet tai litiumin dendriittinen kasvu, ja ne ovat syynä useimpiin käytössä tapahtuviin turvallisuuspoikkeamiin. Mahdollisia sisäisen oikosulun tapahtumarajapintoja on useita (esim. katodi/anodi, alumiinikollektori/kuparikollektori, alumiinikollektori/anodi), joilla kullakin on erilainen kosketinresistanssi.

9.   Kuumuussuojaus

Tässä testissä akku tai paristo altistetaan korkeille lämpötiloille (IEC 62619:ssä lämpötila on 85 °C), jotka voivat aiheuttaa eksotermisiä hajoamisreaktioita ja johtaa kennon lämpökarkaamiseen.

10.   Palotestaus

Räjähdysvaara arvioidaan altistamalla akku tai paristo tulelle.

11.   Kaasujen vapautuminen

Akut ja paristot voivat sisältää merkittäviä määriä mahdollisesti vaarallisia aineita, esimerkiksi helposti syttyviä elektrolyyttejä sekä syövyttäviä ja myrkyllisiä komponentteja. Jos akku tai paristo altistetaan tietyille olosuhteille, sen eheys voi vaarantua, ja siitä voi vapautua vaarallisia kaasuja. Siksi testeissä on tärkeää tunnistaa aineista peräisin olevien kaasujen vapautuminen akusta tai paristosta: kaikkien 1–10 kohdassa lueteltujen turvallisuusmuuttujien osalta on otettava asianmukaisesti huomioon vedettömistä elektrolyyteistä tapahtuvan myrkyllisten kaasujen vapautumisen riski.