ГОСТ Р МЭК 60095-6-2021 Батареи стартерные свинцово-кислотные. Часть 6. Батареи для применения в режиме микроциклирования. Общие требования и методы испытаний

    ГОСТ Р МЭК 60095-6-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

БАТАРЕИ СТАРТЕРНЫЕ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫЕ

Часть 6

Батареи для применения в режиме микроциклирования. Общие требования и методы испытаний

Lead-acid starter batteries. Part 6. Batteries for micro-cycle applications. General requirements and methods of tests

ОКС 29.220.20

Дата введения 2021-12-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока "РУСБАТ" (Ассоциация "РУСБАТ") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4, и Федеральным государственным бюджетным учреждением "Российский институт стандартизации" (ФГБУ "РСТ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 "Аккумуляторы и батареи"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ

Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 17 августа 2021 г. N 724-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60095-6:2019* "Батареи стартерные свинцово-кислотные. Часть 6. Батареи для применения в режиме микроциклирования" (IEC 60095-6:2019 "Lead-acid starter batteries - Part 6: Batteries for micro-cycle applications", IDT).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с

ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном

приложении ДА .

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала МЭК

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в

статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации ". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет ()

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на свинцово-кислотные аккумуляторные батареи (далее - батареи) с номинальным напряжением 12 В, используемые в качестве источника энергии для пуска двигателей внутреннего сгорания (ДВС), для освещения, а также для вспомогательного оборудования транспортных средств (далее - ТС) с ДВС.

Настоящий стандарт устанавливает общие требования и методы испытаний. Данные батареи, как правило, называют "стартерными батареями".

Батареи в рамках настоящего стандарта используют в ТС в режимах микроциклирования, которые также называют "старт - стоп" (или "стоп - старт", "система холостой ход - стоп", "микрогибрид" или "холостой ход - стоп и вперед"). В ТС с этой специальной функцией ДВС выключается во время полной остановки ТС, во время холостого хода с низкой скоростью или во время холостого хода, когда нет необходимости поддерживать движение ТС с помощью ДВС. В периоды, когда ДВС выключается, большая часть электрических и электронных компонентов ТС питается от батареи без электропитания от генератора переменного тока. Кроме того, в большинстве случаев устанавливается дополнительная функция рекуперативного торможения (рекуперация или регенерация энергии торможения). Батареи для этих применений подвергаются совершенно другой нагрузке по сравнению с классическими стартерными батареями. Помимо этих дополнительных функций данные батареи должны обеспечивать возможность прокручивания ДВС и поддержания освещения, а также вспомогательные функции в стандартном режиме работы с электропитанием от генератора переменного тока при включении ДВС. Все батареи, входящие в область применения настоящего стандарта, выполняют основные функции, которые подвергают испытаниям на соответствие требованиям МЭК 60095-1.

Требования настоящего стандарта применимы к батареям:

- для ТС с возможностью автоматического отключения ДВС во время работы ТС в режиме остановки или при движении ("старт - стоп") - батареи с габаритными размерами согласно МЭК 60095-2;

- ТС с системой "старт - стоп" с возможностью рекуперации энергии торможения или энергии других источников - батареи с габаритными размерами согласно МЭК 60095-2.

Технология "литий-ион" не входит в область применения настоящего стандарта.

Примечание - В настоящее время рассматривается вопрос о возможности применения требований настоящего стандарта к батареям по МЭК 60095-4.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

IEC 60050-482, International Electrotechnical Vocabulary (IEV) - Part 482: Primary and secondary cells and batteries (Международный электротехнический словарь. Часть 482. Первичные элементы, аккумуляторы и аккумуляторные батареи)

IEC 60095-1:2018, Lead-acid starter batteries - Part 1: General requirements and methods of test (Батареи стартерные свинцово-кислотные. Часть 1. Общие требования и методы испытаний)

IEC 60095-2, Lead-acid starter batteries - Part 2: Dimensions of batteries and dimensions and marking of terminals (Батареи стартерные свинцово-кислотные. Часть 2. Размеры батарей и размеры и маркировка зажимов)

3 Термины, определения, сокращения и символы

3.1 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60050-482, а также следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

- Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/;

- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на http://www.iso.org/obp.

3.1.1 батарея открытого типа (flooded battery; vented battery): Свинцово-кислотная батарея, оснащенная крышкой с одним или несколькими отверстиями, через которые могут выходить газообразные продукты.

3.1.2 улучшенная батарея открытого типа; батарея EFB (enhanced flooded battery; EFB battery): Свинцово-кислотная батарея открытого типа, оснащенная специальными конструктивными особенностями, позволяющими значительно улучшить способность к циклированию по сравнению со стандартными батареями открытого типа.

3.1.3 свинцово-кислотная батарея с регулирующим клапаном; батарея VRLA (valve regulated lead-acid battery; VRLA battery): Свинцово-кислотная батарея, закрытая в нормальных условиях, но оснащенная устройством, обеспечивающим возможность газу выходить, если при ее эксплуатации внутреннее давление превышает заданное значение.

Примечания

1 Для батареи VRLA и после активации сухозаряженной VRLA отсутствует возможность добавления электролита.

2 В батареях VRLA электролит иммобилизован.

3.1.4 батарея с абсорбирующим стекловолоконным сепаратором; батарея AGM: Батарея VRLA, в которой электролит иммобилизован путем поглощения в стекловолоконном пористом материале.

3.1.5 гелевая батарея (gel battery): Батарея VRLA, в которой электролит иммобилизован в виде геля.

3.2 Сокращения и символы

- EN - Европейский стандарт (Euro Norm), созданный CENELEC (Европейский комитет по электротехнической стандартизации);

- SBA - Ассоциация стандартов батарей, созданная Японской ассоциацией батарей;

- CHA - заряд батареи; батарею заряжают с заданными параметрами;

- DCA - прием динамического заряда;

- DCH - разряд батареи; батарею разряжают с заданными параметрами;

- PAU - пауза; нет заряда или разряда, но измерение напряжения по требованию. Если батарея подключена к испытательному устройству, ток должен отсутствовать;

- RPT - повторение; указание повторить определенные шаги несколько раз;

- CAS - в случае если; точка принятия решения, ведущая к различным действиям, зависящим от значения переменной;

- EOS - конец шага;

- RC - резервная емкость (разряд постоянным током 25 А до напряжения 10,5 В), используемая в DCA испытании;

- СЗ - степень заряженности;

4 Классификация батарей для применения в режиме микроциклирования. Плотность электролита и напряжение разомкнутой цепи

4.1 Классификация батарей в зависимости от типа

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 4.1).

4.2 Плотность электролита и напряжение разомкнутой цепи

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 4.3).

5 Состояние поставки

Согласно МЭК 60095-1:2018 (раздел 5).

6 Общие требования

6.1 Идентификация и маркировка

6.1.1 Общие положения

На батареях, изготовленных в соответствии с настоящим стандартом, по крайней мере, на верхней или одной из четырех боковых сторон должны быть приведены данные, установленные в 6.1.2-6.1.9.

6.1.2 Идентификация изготовителя или поставщика

Должно быть указано наименование изготовителя или поставщика.

6.1.3 Номинальное напряжение

Должно быть указано номинальное напряжение 12 В.

6.1.4 Емкость или резервная емкость и номинальный ток холодной прокрутки

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 6.1.4).

6.1.5 Код даты производства

Батареи должны быть маркированы датой изготовления. Она может быть частью более сложного кода.

6.1.6 Маркировка безопасности

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 6.1.6).

6.1.7 Маркировка переработки

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 6.1.7).

6.1.8 Идентификация батарей "старт - стоп"

В дополнение к информации, приведенной в МЭК 60095-1, батарею допускается маркировать символом, отражающим применение батарей в режиме микроциклирования.

Для лучшей идентификации и сравнения батарей изготовитель батарей может использовать специальную маркировку.

Пример - Маркировка Европы и маркировка Японии:

6.1.9 Батареи с регулирующими клапанами

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 6.1.8).

6.2 Маркировка полярности

Маркировка полярности выводов должна быть выполнена в соответствии с требованиями МЭК 60095-2.

6.3 Крепление батареи

При креплении батареи на ТС с использованием ее частей (например, нижних выступов) они должны соответствовать требованиям МЭК 60095-2.

7 Требования к рабочим характеристикам

7.1 Электрические характеристики

7.1.1 Определения характеристики холодной прокрутки, емкости 20-часового разряда, резервной емкости, сохраняемости заряда и расхода воды соответствуют приведенным в МЭК 60095-1:2018.

Испытания на прием заряда и испытания на долговечность адаптированы для режима микроциклирования.

7.1.3 Емкость батареи определяют при температуре окружающей среды (25±2)°С.

Изготовитель может указать ее следующим образом:

7.1.4 Прием заряда состоит из двух частей:

- прием заряда 1 (при 0°С) согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 7.1.3);

- прием заряда 2 (при 25°С) является специфическим требованием для режима микроциклирования.

7.1.5 Сохраняемость заряда - по МЭК 60095-1:2018 (пункт 7.1.4).

7.1.6 Испытание на долговечность состоит из четырех этапов:

- испытание на коррозию - характеризует устойчивость к повторяющимся периодам перезаряда и последующего периода хранения;

- циклическое испытание при 50% ГР - характеризует устойчивость к повторяющимся циклам разряда и последующего заряда, а также длительного отдыха при разомкнутой цепи. После проведения серии зарядно-разрядных циклов и периодов отдыха при определенных условиях определяют характеристики холодной прокрутки или емкость;

- циклическое испытание при 17,5% ГР - характеризует способность обеспечивать энергию в режиме микроциклирования при частично разряженной батарее;

- испытание на микроциклирование - характеризует способность батареи обеспечивать электропитание для повторного запуска двигателя после частых остановок, способность батареи восстанавливать заряженность после этого и износ батареи при небольших импульсных нагрузках.

7.1.7 Расход воды согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 7.1.6).

В батареях VRLA расход воды очень мал и возможность долива дополнительной воды не предусмотрена.

В батареях EFB в большинстве случаев крышка герметична, и в них не предусмотрен долив дополнительной воды вследствие малого ее расхода.

7.2 Требования устойчивости к вибрационным нагрузкам

7.2.1 Требования устойчивости к вибрационным нагрузкам и невыливаемости электролита - по МЭК 60095-1.

7.2.2 Устойчивость к вибрации представляет собой способность батареи поддерживать рабочее состояние при воздействии периодических или нерегулярных вибрационных нагрузок. Минимальные требования проверяют испытаниями по 9.7.

7.2.3 Невыливаемость электролита - способность батареи удерживать электролит при определенных физических условиях (см. 9.8).

8 Общие условия испытаний

8.1 Отбор образцов батарей

Образцы испытывают не позднее чем через:

- 45 сут после даты изготовления - для залитых электролитом батарей;

- 60 сут после даты изготовления - для сухозаряженных батарей.

8.2 Процедура заряда перед испытанием полностью заряженной батареи

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 8.2).

8.3 Требования к испытательному оборудованию и измерительным приборам

8.3.1 Измерительные приборы

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 8.3.1).

Конкретные требования к характеристикам измерительных приборов приведены в приложении А для испытания на прием динамического заряда в соответствии с 9.4.2 и испытания на микроциклирование - в соответствии с 9.6.4.

8.3.2 Термостатированная водяная ванна

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 8.3.2).

8.3.3 Климатическая камера

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 8.3.3).

8.4 Последовательность испытаний

a) Батареи подвергают испытаниям в последовательности, приведенной ниже:

- первое испытание характеристик холодной прокрутки;

- второе испытание характеристик холодной прокрутки;

- третье испытание характеристик холодной прокрутки.

Нет необходимости продолжать последовательность, если указанные значения достигнуты при первом или втором испытании.

b) Испытания в соответствии с таблицами 1 или 2 проводят, только если батареи соответствуют требованиям испытаний, указанным в перечислении a), и не позднее чем через неделю после завершения указанных испытаний.

Таблица 1 - Последовательность испытаний (вариант A)

Таблица 2 - Последовательность испытаний (вариант B)

9 Методы испытаний

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 9.1).

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 9.2).

9.3 Испытания характеристик холодной прокрутки

9.3.1 Испытания характеристик холодной прокрутки. Стандартная температура минус 18°С

Согласно МЭК 60095-1:2018 (подпункт 9.3.1).

9.3.2 Испытания характеристик холодной прокрутки. Очень холодный климат

Согласно МЭК 60095-1:2018 (подпункт 9.3.2).

9.4 Испытания на прием заряда

9.4.1 Прием заряда 1 (при 0°С)

Согласно 9.4 МЭК 60095-1:2018 (пункт 9.4).

9.4.2 Специальные испытания на прием заряда для батарей для режима микроциклирования (при 25°С)

Для проведения специальных испытаний на прием заряда необходимо выбрать один из следующих методов испытаний.

Вариант А:

Специальное испытание на прием заряда (SBA испытание 2) проводят следующим образом:

1) Испытание проводят на батареях, заряженных в соответствии с 8.2.

2) Батарею помещают в водяную ванну с температурой воды (25±2)°С в соответствии с 8.3.2.

3) После завершения разряда батарею выдерживают в водяной ванне с температурой воды (25±2)°С в течение 16-24 ч.

4) Батарею заряжают при постоянном напряжении (14,50±0,03) В в водяной ванне с температурой воды (25±2)°С, а значение тока регистрируют до (10±0,1) с от начала заряда с интервалом 0,1 с. Максимальное значение тока заряда должно быть (200±0,5) А.

Если напряжение достигает значения 14,5 В через 0,1 с от начала заряда, предельный ток допускается уменьшать.

или

t - индекс, обозначающий время в диапазоне от 0,1 с до 10,0 с с шагом 0,1 с.

Примечание - Ток заряда допускается записывать через 10-60 с после начала заряда.

Вариант В:

Специальное испытание на прием заряда (испытание на прием динамического заряда, EN DCA) проводят следующим образом (см. блок-схему метода испытания в приложении В).

Цель: батареи в системах "старт - стоп" должны быть заряжены в короткие сроки для поддержания энергетического баланса во время эксплуатации ТС. Поэтому для определения возможности приема динамического заряда необходимо проводить различие между батареями, пригодными для "старт - стоп", и для стандартных применений. При данном испытании проверяют возможность батареи принимать импульсы тока при различных значениях СЗ после заряда или разряда, а также после имитации режимов "старт - стоп" и рекуперативного торможения, что позволяет оценить снижение способности динамического заряда в условиях микроциклирования.

1) Метод испытаний:

Испытания проводят на батарее, помещенной в водяную ванну при температуре воды (25±2)°С в соответствии с 8.3.2. Данное испытание состоит из трех последовательных частей:

- предварительное циклирование;

_______________

* В оригинале МЭК 60095-6:2019 ошибочно сделана ссылка на приложение А.

Аббревиатуры, используемые в настоящем подпункте:

- DCA - прием динамического заряда;

- qDCA - испытание на ускоренный прием динамического заряда;

2) Предварительное циклирование проводят по схеме, приведенной в таблице 3.

Таблица 3 - DCA - Предварительное циклирование

Таблица 4 - DCA - Процедура qDCA

Шаг 23: для батарей открытого типа применяют заряд при постоянном напряжении (CV) и постоянном токе (СС) (напряжение не ограничивают). Предел напряжения 18 В указан как предельное безопасное напряжение.

5) Расчет:

_______________

* В оригинале МЭК 60095-6:2019 ошибочно приведена ссылка на приложение А и таблицу 6.

Фаза 90 с движения (шаги 45-51) состоит из частей, представленных на рисунке 1.

Рекомендуется, чтобы все три интеграла зарядного тока, определенные выше, вычислялись автоматически во время выполнения испытания с использованием программного обеспечения испытательного стенда. Для расчета средних токов требуется только деление на заранее определенные времена, и поэтому он может быть легко выполнен в автономном режиме.

9.5 Испытание на сохраняемость заряда

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 9.5).

9.6 Испытание на долговечность батарей

9.6.1 Испытание на устойчивость к коррозии

Согласно МЭК 60095-1:2018 (подпункт 9.6.1).

9.6.2 Циклическое испытание при 50% ГР

Согласно МЭК 60095-1:2018 (подпункт 9.6.2).

9.6.3 Циклическое испытание при 17,5% ГР

1) Цель: Испытание проводят для проверки способности батареи отдавать энергию при высоких циклических нагрузках в частично разряженном состоянии. Батареи, используемые для применений "старт - стоп", имеют улучшенный прием заряда по сравнению со стандартными батареями открытого типа по МЭК 60095-1. Батарею проверяют на способность работать на ТС при таких требованиях в течение прогнозируемого срока службы.

2) Метод испытания: Испытание проводят на батарее, помещенной в водяную ванну при температуре воды (25±2)°С в соответствии с 8.3.2.

Испытание проводят на батарее, полностью заряженной по 8.2.

Оборудование для циклирования должно работать по схеме, приведенной в таблице 7. Шаги с 10 по 16 таблицы 3 представляют собой один блок циклического испытания.

Таблица 7 - Выносливость при 17,5% ГР - Блок циклического испытания

Блок циклического испытания таблицы 7 повторяют до тех пор, пока не будет достигнут один из критериев отказа: если напряжение на шаге 10 или 12 будет ниже допустимого, то циклическое испытание прекращают. Батарею заряжают по 8.2.

9.6.4 Испытание на микроциклирование, испытание на долговечность в режиме "старт - стоп"

Для проведения испытания на микроциклирование, испытания на долговечность в режиме "старт - стоп", выбирают один из следующих методов.

Вариант А:

Испытание на долговечность в режиме "старт - стоп" проводят в соответствии со следующим методом:

1) На протяжении всего испытания батарея должна находиться в воздушной среде при температуре (25±2)°С в соответствии с 8.3.3 (допускается использование водяной ванны при температуре воды (40±2)°С в соответствии с 8.3.2).

2) Батарею подсоединяют к испытательному оборудованию на долговечность и повторяют последовательно циклы разряда [разряд (1) и (2)] и заряда.

- Разряд (2): ток разряда (300±1) А в течение (1,0±0,2) с.

- Заряд: напряжение заряда (14±0,03) В [предел тока (100,0±0,5) А] в течение (60,0±0,3) с.

Во время испытания измеряют конечное напряжение разряда (2).

3) Батарею выдерживают 40-48 ч после каждых 3600 циклов, а затем продолжают испытание на микроциклирование.

4) Окончанием испытания считают время, когда напряжение во время разряда падает ниже 7,2 В.

5) Доливку воды в батарею не проводят до тех пор, пока число циклов не достигнет 30000.

Вариант В:

1) Цель: Испытание проводят для проверки возможности батареи обеспечивать электропитание для запуска двигателя после частых фаз остановки, ее возможности восстанавливать заряженность после этого и износ при небольших импульсных нагрузках.

2) Метод испытания

Испытание проводят на батарее, помещенной в водяную ванну при температуре воды (25±2)°С в соответствии с 8.3.2. Испытание на микроциклирование разделено на три процедуры:

a) подготовка батареи (устанавливают СЗ на 85%);

b) проведение микроциклов (80 единиц по 100 циклов каждый, в общей сложности 8000 циклов);

c) проверка после циклирования.

3) Подготовка батареи

Батарею разряжают до 85% номинальной емкости в соответствии с таблицей 8.

Таблица 8 - Подготовка батареи

4) Микроциклирование

Данное циклическое испытание большими токами часто приводит к тому, что внутренняя температура батареи значительно превышает 25°С. Напряжение заряда, равное 14,0 В (шаг 21), соответствует типичным параметрам работы ТС.

Таблица 9 - Микроциклирование

5) Проверка после микроциклирования

Проверка должна быть выполнена в соответствии с таблицей 10 в течение 60 ч после окончания микроциклирования (шаг 26 таблицы 9).

Таблица 10 - Проверка после микроциклирования

6) Оценка данных

Должна быть выполнена оценка данных, приведенных в таблице 11.

Таблица 11 - Оценка данных

9.7 Испытание на устойчивость к вибрации

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 9.8).

9.8 Испытание на невыливаемость электролита

Согласно МЭК 60095-1:2018 (пункт 9.9).

10 Требования к рабочим характеристикам

Требования, предъявляемые к основным рабочим характеристикам, приведены в таблицах 12 и 13.

Таблица 12 - Сводная таблица требований (Вариант А)

Таблица 13 - Сводная таблица требований (Вариант В)

Приложение A

(обязательное)

Особые требования к измерительному оборудованию

A.1 Требования к оборудованию для испытания на прием динамического заряда DCA (см. 9.4.2, вариант B)

Таблица A.1 - Требования к оборудованию

A.2 Требования к оборудованию для испытания на микроциклирование (см. 9.6.4, вариант B)

Таблица A.2 - Требования к оборудованию

Приложение B

(обязательное)

Блок-схема метода испытания DCA

Рисунок B.3 - Первая часть фазы движения

Рисунок В.4 - Вторая часть фазы движения

Приложение ДА

(справочное)

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам

Таблица ДА.1

______________

ГОСТ Р 58593-2019 "Источники тока химические. Термины и определения".

Библиография