Quelles sont les normes applicables aux piles au lithium ?
Il existe un certain nombre d'organisations nationales et internationales chargées de définir et d'appliquer des normes relatives aux batteries lithium-ion dans des domaines aussi divers que les performances, la sécurité, le recyclage et les applications des batteries. Actuellement, ces organisations se répartissent en deux grandes catégories : celles qui élaborent des normes facultatives - celles qui fournissent les meilleures pratiques ; les autres sont des normes obligatoires - celles qui sont nécessaires pour fabriquer, vendre et utiliser un produit sur un marché particulier. Cet article présentera principalement le premier type de normes.
Société des ingénieurs de l'automobile (SAE)
La Society of Automotive Engineers (SAE) a été fondée en 1907 et compte plus de 12 000 membres. La SAE est une organisation internationale qui se concentre sur trois secteurs industriels : l'aérospatiale, l'automobile et les véhicules commerciaux. La SAE est l'une des plus grandes organisations de professionnels de l'ingénierie au monde, avec deux objectifs distincts : Le premier est d'agir en tant qu'organisation professionnelle dans certains domaines de l'ingénierie, et le second est d'établir des normes non obligatoires.
Avec un grand nombre d'experts en ingénierie impliqués dans ses efforts de normalisation, la SAE a la capacité de définir des normes pour presque tous les aspects de l'automobile, de l'aérospatiale et des véhicules commerciaux ; et elle fournit déjà de nombreuses normes concernant l'électrification des véhicules. Il existe actuellement une vingtaine de groupes de travail différents au sein du comité des normes sur les batteries, qui travaillent tous à l'élaboration et à la mise à jour des normes d'électrification.
Le plus grand avantage des normes SAE pour les batteries au lithium-ion est qu'elles sont abordables pour les clients, car presque tous les essais standard sont inférieurs à $100 et les membres de l'association bénéficient d'un meilleur prix. En outre, ces normes relatives aux batteries lithium-ion sont élaborées et mises à jour par des experts dans un domaine particulier, de sorte que même une petite entreprise peut utiliser les connaissances collectives et l'expérience pratique d'un grand groupe de technologues et d'ingénieurs industriels.
Face à la croissance rapide de l'électrification des véhicules, la SAE a créé en 2009 un comité de développement des normes pour les batteries lithium-ion, qui continue aujourd'hui à travailler au développement et à la mise à jour des normes dans les domaines suivants, qui peuvent être utilisés pour l'électrification des véhicules.
En outre, ces groupes de travail ont élaboré un ensemble important de normes. En outre, il existe un certain nombre de spécifications normalisées qui ne sont pas axées sur les batteries, mais qui concernent les véhicules hybrides et les véhicules électriques purs. Il convient de noter que les organismes industriels, notamment l'Organisation internationale de normalisation (ISO), la Commission électrotechnique internationale (CEI), les Underwriters Laboratories (UL) et d'autres organismes industriels participent également, dans une certaine mesure, aux travaux du comité SAB afin de s'assurer qu'il n'y a pas de duplication des normes et de promouvoir l'utilisation complète des nouvelles normes dans l'industrie.
Organisation internationale de normalisation (SO)
L'Organisation internationale de normalisation (ISO), fondée en 1947, est une organisation mondiale qui se consacre à l'élaboration de normes industrielles volontaires. La SAE se concentre sur les industries de l'automobile, de l'aérospatiale et des véhicules commerciaux, tandis que l'ISO couvre un éventail plus large de domaines, notamment la santé, le développement durable, l'alimentation, l'eau potable, les automobiles, le changement climatique, l'efficacité énergétique et les énergies renouvelables.
Les normes ISO relatives aux batteries lithium-ion sont souvent plus onéreuses que les normes SAE, le passage d'une norme ISO coûtant à lui seul des centaines, voire des milliers de dollars. L'ISO organise également un groupe d'experts industriels sous la forme de comités techniques chargés d'élaborer des normes afin de parvenir à un consensus sur la portée et le contenu des normes. Une fois qu'un comité technique s'est mis d'accord sur une norme, celle-ci est transmise à l'ensemble du consortium ISO pour approbation. La plus grande différence par rapport à la norme SAE réside peut-être dans le fait que la personne qui participe à l'élaboration de la norme sur les batteries lithium-ion doit travailler pour une entreprise membre de l'ISO.
L'ISO travaille souvent en collaboration avec la CEI (Commission électrotechnique internationale) et d'autres organismes de normalisation pour élaborer certaines normes industrielles.
ISO 16750-1 : Véhicules routiers - Conditions environnementales pour la détection des équipements électriques et électroniques
- Partie 1 : Connaissances générales
ISO 16750-2, Véhicules routiers - Conditions environnementales pour l'essai des équipements électriques et électroniques
- Partie 2 : charges électriques
ISO 16750-3, Véhicules routiers - Conditions environnementales pour l'essai des équipements électriques et électroniques
- Partie 3 : Charge mécanique
ISO 16750-4, Véhicules routiers - Conditions environnementales pour l'essai des équipements électriques et électroniques
- Partie 4 : charge climatique
ISO 16750-5 : Véhicules routiers - Conditions environnementales pour la détection des équipements électriques et électroniques
Commission électrotechnique internationale (CEI)
La Commission électrotechnique internationale (CE) a été fondée en 1906 en tant qu'organisation sœur de l'ISO, avec pour objectif principal de rédiger et de publier des normes internationales pour toutes les technologies électriques, électroniques et connexes.
Les membres de la CEI sont répartis non pas par entreprises mais par pays. Chaque État membre dispose des mêmes droits de vote dans le processus de formulation des normes relatives aux batteries lithium-ion, et l'adoption d'une norme par un État membre est entièrement volontaire. Les États membres établissent des comités nationaux chargés de coordonner les intérêts nationaux dans le processus d'élaboration des normes. Ces comités sont principalement composés d'experts du gouvernement, des universités, des instituts de recherche et de l'industrie.
Dans le domaine des normes relatives aux batteries lithium-ion, les normes de la CEI comprennent :
IEC 60050-482- Glossaire international des électriciens - Partie 482 : Piles et batteries primaires et secondaires
IEC 61427-1 - Cellules secondaires et cellules pour réserves d'énergie renouvelable - Équipement général et méthodes d'essai - Partie 1 : Applications photovoltaïques hors réseau IEC 61429 - Marquage des cellules secondaires et des cellules utilisant le symbole international de récupération ISO 7000-113
IEC 61959 - Piles et batteries secondaires contenant des électrolytes alcalins ou d'autres électrolytes non acides.
Essais mécaniques des piles et batteries secondaires portables scellées :
IEC 61960 a contenant un électrolyte alcalin ou autre électrolyte non acide piles secondaires et batteries
Piles et batteries secondaires au lithium pour applications portables :
IEC 61982- Batteries secondaires (à l'exception du lithium) destinées à l'alimentation des véhicules électriques - Essais de performance et de durabilité
IEC 62133 - Éléments secondaires et batteries contenant des électrolytes alcalins ou d'autres électrolytes non acides - Prescriptions de sécurité pour l'utilisation des éléments secondaires portables scellés et des batteries qui en sont constituées dans les applications portables
IEC 62281 - Sécurité des piles et batteries au lithium primaires et secondaires pendant le transport - Exigences de sécurité pour les batteries secondaires et l'équipement de batterie - Partie 2 : Batteries fixes
IEC 62485-3- Prescriptions de sécurité pour les batteries secondaires et les équipements de batteries - Partie 3 : Batteries de puissance
Comme pour les autres listes de normes relatives aux batteries lithium-ion, cette liste n'est pas exhaustive, elle peut avoir été modifiée et de nouvelles normes peuvent avoir été ajoutées au moment de la publication de ce livre. Par conséquent, lorsque vous envisagez de fabriquer ou de vendre votre produit dans un pays donné, nous vous conseillons de consulter le site web de la CEI afin de rechercher et d'étudier les dernières normes requises.
Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (IEEE)
L'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) est une association de professionnels techniques basée sur deux organisations industrielles anciennes, rassemblant des professionnels de l'électricité, de l'électronique, de l'informatique et des domaines connexes.
L'IEEE ressemble beaucoup à la SAE : il s'agit d'organisations professionnelles qui établissent simultanément des normes industrielles. La principale différence entre les deux est l'orientation des travaux. Le champ industriel couvert par l'IEEE est limité aux composants et équipements électroniques.
L'examen de toutes les normes de l'IEEE relatives aux batteries montre que ces normes sont axées sur les aspects suivants : ①applications fixes ; ②accumulateurs au plomb ; ③accumulateurs nickel-cadmium. Voici quelques-unes des normes relatives aux batteries qui ont été élaborées par l'IEEE.
Code de pratique pour l'entretien, les essais et le remplacement des batteries plomb-acide ouvertes pour applications stationnaires
484-2002 - Conception et pratique d'installation des batteries ouvertes au plomb pour applications stationnaires
485-2010 - Code de pratique pour le dimensionnement des batteries plomb-acide pour les applications stationnaires
Pratique pour l'installation et la maintenance des batteries au plomb dans les systèmes photovoltaïques (PV) 937-2007
Code de pratique pour la conception dimensionnelle des cellules plomb-acide pour les systèmes photovoltaïques (PV) autoportants
Code de pratique pour l'installation, l'entretien, les essais et le remplacement des batteries nickel-cadmium à extrémité ouverte pour applications stationnaires
Code de pratique pour la conception dimensionnelle des batteries nickel-cadmium pour applications stationnaires
1189-2007 guide pour la sélection des batteries plomb-acide scellées à régulation par valve (VRLA) pour les applications stationnaires
1184-2006 - Guide des batteries utilisées dans les systèmes d'alimentation sans interruption
Spécification pour la conception et le fonctionnement de l'installation des accumulateurs au plomb-acide commandés par soupape pour les applications stationnaires
1361-2014 Guide pour la sélection, la charge, le test et l'évaluation des batteries plomb-acide destinées aux systèmes photovoltaïques autonomes (PV)
Lignes directrices pour la maintenance des systèmes de batteries stationnaires
1491-2012 - Guide pour la sélection et l'utilisation des équipements de surveillance des batteries pour les applications stationnaires
1536-2002 une interface physique pour la batterie d'un véhicule de transport ferroviaire
1561-2007 - Lignes directrices pour l'optimisation des performances et de la durée de vie des systèmes hybrides à longue portée pour les batteries plomb-acide
1562-2007 - Lignes directrices pour la conception de la disposition et des dimensions des cellules dans les systèmes photovoltaïques (PV) indépendants
Spécification pour la conception et l'exploitation des dimensions d'électrification des batteries nickel-cadmium pour les véhicules ferroviaires de passagers
1578-2007 - Code de pratique pour la capacité de débordement et la gestion des électrolytes de batteries stationnaires
1625-2008- Norme pour les batteries rechargeables pour ordinateurs portables
1635-2012- Guide de ventilation et de gestion de la chaleur pour les batteries stationnaires
1657-2009 - Code de pratique pour la qualification personnelle pour l'installation et l'entretien des batteries stationnaires
1660-2008 - Lignes directrices pour l'application et la gestion des batteries stationnaires utilisées en fonctionnement périodique
1661-2007 - Guide pour la détection et l'évaluation des batteries plomb-acide pour les systèmes photovoltaïques hybrides (PV)
1679-2010 - Code de pratique pour la caractérisation et l'évaluation des technologies émergentes de stockage de l'énergie dans les applications stationnaires
1725-2011 - Norme relative aux batteries rechargeables pour téléphones mobiles
Smart Grid Interoperability Guidelines for Energy technology and Information Technology with Electric Power System (EPS) Terminal Applications and loads as shown in the listing above. Bien que l'IEEE dispose de plusieurs normes pour les batteries lithium-ion, elles sont destinées aux applications d'alimentation portables. Il s'agit par exemple des batteries de téléphones mobiles et d'ordinateurs portables.
Laboratoire des assureurs (UL)
Fondé en 1894, Underwriters Laboratories (UL) est l'un des plus anciens organismes privés de test et de certification de la sécurité au monde. UL se concentre sur les tests et la certification de la sécurité des produits pour les consommateurs. Aujourd'hui, UL continue d'étendre la portée de ses tests et s'engage dans d'importantes transactions consultatives "avec une perspective mondiale évolutive pour que la sécurité reste à la pointe de l'innovation".
UL fait du bon travail en établissant des normes de test et de certification pour les batteries lithium-ion destinées aux ordinateurs portables, aux tablettes ou aux smartphones. Cependant, les constructeurs automobiles sont réticents à participer aux tests et à la certification UL pour deux raisons : D'une part, les constructeurs automobiles ont effectué des tests importants et coûteux pour valider leurs batteries et ont développé leurs propres exigences en matière de test et d'inspection qui sont similaires à celles de la National Highway Transportation Safety Agency (NHTSA), les exigences de la NHTSA étant cohérentes.
Deuxièmement, ils n'apprécient pas que leurs produits soient jugés et approuvés en dernier ressort par une seule organisation qui n'est que peu impliquée dans le processus de développement du produit. En outre, les tests UL peuvent ajouter des coûts importants à des procédures d'inspection des véhicules déjà onéreuses, dont certaines peuvent être dupliquées. Les tests UL doivent être effectués par l'organisme lui-même, alors qu'une certification telle que celle des Nations unies peut n'exiger qu'une auto-certification, c'est-à-dire qu'il suffit de disposer des données de test disponibles pour obtenir la certification.
Au moment de la rédaction du présent document, 7 conditions de certification UL ont été publiées :
Batterie lithium-ion UL 1642
UL 1973 Batteries pour trains électriques légers (tramways) et applications stationnaires
UL 1989 Batterie de rechange
UL 2054 Pile alcaline ou batterie alcaline au lithium-ion
UL 2271 Batterie pour véhicule électrique léger
Batterie UL 2580 utilisée dans les véhicules électriques
UL/CSA/IEC 60065 Batteries pour équipements audio et vidéo
Comme indiqué ci-dessus, la certification UL couvre un large éventail de domaines, notamment les batteries lithium-ion, les véhicules ferroviaires, les véhicules légers, les systèmes de stockage d'énergie stationnaires, l'alimentation de secours et les véhicules électriques.
Det Norske Veritas (DNV-GL)
DNV, fondée en 1864 à Oslo, en Norvège, est une organisation de premier plan qui se consacre à la fourniture de services de classification, d'assurance technique et de conseils d'experts indépendants aux industries maritime, pétrolière, gazière et énergétique. Fin 2013, DNV-GL a développé et publié un projet de guide pour les grandes applications de batteries dans la marine, appelé "DNV-GL Guide for Large Marine Battery Systems" (Guide DNV-GL pour les grands systèmes de batteries marines).
L'objectif de ce guide DNVGL est de "fournir des conseils aux armateurs, aux concepteurs, aux fournisseurs de systèmes et de batteries, ainsi qu'aux tierces parties pour les aider dans le processus d'études de faisabilité, de profilage, de conception, d'approvisionnement, de fabrication, d'installation, d'exploitation et de maintenance des grands systèmes de batteries au lithium-ion". "
En raison de l'électrification croissante des applications maritimes et de l'augmentation des réglementations visant à réduire la pollution dans les principaux ports du monde, de nombreux constructeurs de navires comptent sur l'énergie des batteries pour remplacer les moteurs diesel. Parce que DNV-GL a des relations solides et une longue histoire dans l'industrie, ils peuvent établir des normes pour les batteries lithium-ion dans ces domaines d'application. En outre, DNV fournit des services d'essais et de certification par une tierce partie.
