ما هو HV Battery؟
يقوم اختبار البطارية عالية الجهد بتقييم نظام تخزين الطاقة القابلة لإعادة الشحن (REES) المستخدم في المركبات الكهربائية والهجينة من أجل السلامة والأداء الكهربائي والمتانة البيئية. ويتم تنفيذه بشكل منفصل على مستويات الخلية والوحدة النمطية والحزمة؛ فالنتيجة على مستوى ما لا تمثل مستوى آخر.
الغرض من HV Battery
والغرض من ذلك هو التحقق من أن البطارية لا تطلق الطاقة بطريقة غير خاضعة للرقابة في ظل الاستخدام العادي وسوء الاستخدام وظروف التصادم، وتقديم الأدلة المطلوبة للموافقة على النوع.
على أي منتجات يُطبَّق HV Battery؟
- حزم بطاريات السيارات الكهربائية والهجينة
- وحدات البطارية وكتل الخلايا
- بطاريات المركبات الكهربائية الخفيفة (الفئة L).
- أنظمة بطاريات المركبات التجارية والحافلات
- وحدات نظام تخزين الطاقة (ESS).
في أي قطاعات يُستخدم HV Battery؟
المواصفات المتعلقة بـ HV Battery
- لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100سلامة السيارة الكهربائية والبطارية امتحان
- IEC 62660-1
- IEC 62660-2
- IEC 62660-3
- ISO 6469-1
- ISO 12405-4شروط الاختبار لحزم بطاريات الليثيوم للسيارات الكهربائية امتحان
- الأمم المتحدة 38.3اختبارات سلامة النقل على بطاريات الليثيوم امتحان
شروط HV Battery
- مستويات الاختبار
- الخلية، الوحدة، والحزمة؛ ويتم تقييم كل مستوى على حدة
- حالة الشحن (SOC)
- يختلف حسب الاختبار. يتم إجراء اختبارات السلامة في الغالب عند مستويات عالية من SOC
- تقدير
- ويلاحظ حدوث انفجار وحريق وتمزق الغلاف وتسرب المنحل بالكهرباء
جهاز HV Battery
- نظام دورة البطارية
- غرفة الصدمات المناخية والحرارية
- شاكر الاهتزاز وجهاز الصدمات
- جهاز اختبار السحق والاختراق
- جهاز التعرض للحريق
- نظام قياس مقاومة العزل
- الكاميرا الحرارية ومسجل درجة الحرارة متعدد القنوات
متطلبات العينة لـ HV Battery
- عينة مناسبة للمستوى الذي يتم اختباره (خلية/وحدة/عبوة)
- مطلوب عينة منفصلة لكل اختبار؛ الاختبارات مدمرة
- يتم تحديد عدد العينات حسب المعيار المطبق وقائمة الاختبار
- يجب أن يكون نظام إدارة البطارية ودائرة التبريد قيد التشغيل
- يجب ذكر الحالة بموجب رقم الأمم المتحدة 38.3 للنقل الآمن
مدة HV Battery
المدة تعتمد على قائمة الاختبارات المطبقة. تستغرق اختبارات المتانة مثل الاهتزاز والتدوير الحراري أيامًا، بينما قد تستغرق اختبارات دورة الحياة شهورًا. يتم توفير الجدول الزمني مع قائمة الاختبار في مرحلة الاقتباس.
إجراء HV Battery
- 1يتم تسجيل وصف العينة والكيمياء والقدرة والجهد الاسمي.
- 2يتم أخذ السعة المرجعية وقياسات المقاومة الداخلية قبل الاختبار.
- 3يتم إحضاره إلى حالة الشحن التي يتطلبها المعيار.
- 4يتم تطبيق الاختبار ذي الصلة (الاهتزاز، الصدمة الحرارية، التأثير الميكانيكي، ماس كهربائى، الشحن الزائد، وما إلى ذلك).
- 5يتم تسجيل درجة الحرارة والجهد والتيار بشكل مستمر أثناء الاختبار.
- 6وتتم مراقبة العينة طوال فترة المراقبة بعد الاختبار.
- 7يتم قياس مقاومة العزل والسعة المتبقية إن أمكن.
معايير قبول HV Battery
بالنسبة لاختبارات UNECE R100 الجزء الثاني، فإن معيار القبول الأساسي هو عدم وجود انفجار وحريق وتمزق الغلاف وتسرب الإلكتروليت الخطير طوال فترة المراقبة، وعدم انخفاض مقاومة العزل عن القيمة التي يتطلبها المعيار. بالنسبة لاختبارات الأداء، يتم تحديد معيار القبول حسب مواصفات العميل.
تقييم النتائج
يتم تقييم النتائج بشكل منفصل لكل اختبار. اجتياز اختبار واحد لا يغطي الاختبارات الأخرى. يعد تقييم انتشار الأحداث الحرارية دراسة منفصلة، تتجاوز قائمة الاختبارات الأساسية لـ R100.
تقرير HV Battery
- وصف العينة: الكيمياء، القدرة، الجهد الاسمي، المستوى
- المعايير التطبيقية وقائمة الاختبارات
- الشروط وسجلات القياس لكل اختبار
- درجة الحرارة والجهد والرسوم البيانية الحالية
- نتائج فترة المراقبة والصور الفوتوغرافية
- نتائج مقاومة العزل
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100
- (الاتحاد الأوروبي) 2023/1542 تنظيم البطارية
- الأمم المتحدة 38.3 متطلبات النقل
Otomotiv Testleri — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار HV Battery؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تُظهر اختبارات السيارات استمرار عمل المكون في ظروف تمثل الأحمال التي سيواجهها طوال عمر المركبة. والمركبة ليست منتجًا واحدًا بل بيئة: إذ يتواجد الاهتزاز ودورات الحرارة والمياه المالحة واصطدام الحصى والعابرات الكهربائية والضجيج الكهرومغناطيسي في آن واحد ولسنوات.
ما يميّز هذه العائلة هو أن مواصفات الشركة المصنّعة للمركبة تعلو فوق المعايير. تُرسي منشورات ISO وSAE الأرضية المشتركة؛ لكن فولكس فاغن وبي إم دبليو وفورد وستيلانتيس وتويوتا ورينو تحدد في مواصفاتها الخاصة مستويات شدة مختلفة واختبارات إضافية ومعايير قبول مختلفة. بالنسبة لمكوّن ما، فإن عبارة "يمتثل للمعايير الخاصة بالسيارات" وحدها غير كافية؛ يجب الإجابة عن مواصفة أي مصنّع، وأي مراجعة منها.
تحمل هذه العائلة ثلاث عمليات منفصلة معًا وغالبًا ما تُخلط بينها. تشمل الموافقة على النوع (Homologation) اعتمادات النوع التي تحتاجها المركبة لدخول حركة المرور وتسير تحت سلطة الدولة. أما اعتماد المورد فيعني اجتياز متطلبات الجودة والاختبار الخاصة بمصنّع المركبة، وهو علاقة تجارية. والثالثة هي التحقق من التصميم: إثبات فريق الهندسة أن تصميمه الخاص يحقق أهدافه.
على مستوى المكون، تُبنى خطة الاختبار حول موقع الاستخدام. فوحدة في حجرة المحرك ووحدة في صندوق الأمتعة لا تمران بنفس ملف الحرارة والاهتزاز؛ ولا يواجه مكون داخل الباب ومكون في وحدة السقف نفس التعرض للماء والغبار. وتُعد سلسلة ISO 16750 الإطار المشترك لهذا النهج القائم على الموقع.
أعاد التحول إلى المركبات الكهربائية تشكيل هذا المجال. فقد أُضيفت سلامة الجهد العالي وتنسيق العزل وسلامة البطارية ومطابقة واجهة الشحن والسلوك الكهرومغناطيسي للمكونات عالية الجهد إلى مجموعة الاختبارات التقليدية للسيارات. وفي مركبة هادئة التشغيل، تغيّرت أيضًا توقعات الصوتيات والاهتزاز؛ إذ أصبحت أصوات كانت تُخفيها محركات الاحتراق الداخلي مسموعة الآن.
لا يمكن فصل جانب نظام الجودة عن الاختبار في هذا المجال. يُقدِّم المصنّع الخاضع لـ IATF 16949 نتائج الاختبار في ملف PPAP؛ ويحيط بتقرير الاختبار تحليل نظام القياس ودراسة قدرة العملية وخطة التحكم. ولا تكفي نتيجة جيدة واحدة - بل يجب إثبات قدرة العملية على تكرار تلك النتيجة.
مجموعات الطرق في هذا المجال
بيئي ومناخي
دورات الحرارة والصدمة الحرارية والحرارة الرطبة ورذاذ الملح ودخول الغبار والماء (IP) والإشعاع الشمسي. وتختلف مستويات الشدة حسب موقع التركيب.
ميكانيكي
الاهتزاز الجيبي والعشوائي والصدمة والأحمال الميكانيكية وعزم عناصر التثبيت ودورات المتانة.
كهربائي
تغيرات جهد التغذية والعابرات (ISO 7637) وعكس القطبية والجهد الزائد والدائرة القصيرة وقياسات تيار السكون.
إي إم سي
انبعاث المكون (CISPR 25) والمناعة المشعة والموصلة (سلسلة ISO 11452) والتفريغ الكهروستاتيكي (ISO 10605).
المواد والانبعاثات
الرائحة والتضبب وانبعاثات المركبات العضوية المتطايرة من مواد المقصورة الداخلية؛ والقابلية للاشتعال؛ والشيخوخة بالأشعة فوق البنفسجية؛ ومتانة الطلاء واصطدام الحصى.
السلامة الوظيفية والأمن السيبراني
أدلة السلامة الوظيفية بموجب ISO 26262 وهندسة الأمن السيبراني بموجب ISO/SAE 21434؛ وترتبط بالتشريع عبر UNECE R155 وR156.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- لا يُقبَل تقرير سيارات بلا مرجع مواصفة في سلسلة التوريد؛ ويجب بيان أي مواصفة ومراجعة لصانع المعدات الأصلية (OEM) طُبِّقت.
- الموافقة على النوع واعتماد المورد عمليتان مختلفتان. ولا يُعد المكون الحاصل على اعتماد E-Mark بذلك قد اجتاز اختبارات القبول الخاصة بصانع المعدات الأصلية (OEM).
- لا تُنقَل النتيجة المُستخلَصة من نموذج أولي إلى الإنتاج التسلسلي؛ ويُجرى PPAP بأجزاء الإنتاج التسلسلي.
- في جانب التوافق الكهرومغناطيسي، لا يكفي قياس الانبعاث وحده؛ فالمناعة مجال منفصل وأكثر أهمية في المركبة.
- في مكونات المركبات الكهربائية، تُعد سلامة الجهد العالي كفاءة منفصلة؛ ولا تكفي بنية الاختبار الكلاسيكية بجهد 12 فولت.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- اعتماد مكون المورد وملف PPAP
- الموافقة على النوع وفق UNECE ووسم E-Mark
- التحقق من التصميم ودليل المتانة
- تحليل السبب الجذري لشكاوى الميدان ومرتجعات الضمان
- تقييم أثر تغيير التصميم أو المورد
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول HV Battery
هل الاختبارات التي أجريتها على الخلية صالحة أيضًا للعبوة؟
لا. النتائج على مستوى الخلية لا تثبت سلامة العبوة؛ يحدد ترتيب الخلايا والتبريد والحاوية ونظام إدارة البطارية سلوك العبوة. يتم اختبار المستويات بشكل منفصل.
ما الفرق بين الأمم المتحدة 38.3 وR100؟
تحدد UN 38.3 الاختبارات المطلوبة لنقل البطارية وهي إلزامية دون استثناء. تتناول UNECE R100 سلامة الاستخدام داخل السيارة بموجب موافقة نوع السيارة. يخدم الاثنان أغراضًا منفصلة ولا يحلان محل بعضهما البعض.
هل اختبار انتشار الحدث الحراري إلزامي؟
يعد تقييم الانتشار موضوعًا يتجاوز قائمة الاختبارات الأساسية لـ R100، وتتطور اللوائح ومواصفات OEM في هذا المجال. يتم تحديد ما إذا كان ذلك مطلوبًا لمنتجك من خلال السوق المستهدف ومواصفات العميل.