ما هو الشحن والتفريغ — UNECE R100؟
اختبار الشحن/التفريغ هو اختبار الأداء الأساسي الذي يتم فيه شحن البطارية بالطريقة المعلنة وتفريغها عند تيار محدد، بينما يتم قياس الجهد والتيار ودرجة الحرارة والطاقة المقدمة.
الغرض من الشحن والتفريغ — UNECE R100
والغرض من ذلك هو التحقق من قدرة البطارية على توفير الطاقة والطاقة المناسبة لملف استخدامها، وتحديد كفاءتها وسلوكها في درجة الحرارة.
على أي منتجات يُطبَّق الشحن والتفريغ — UNECE R100؟
- خلية أيون الليثيوم والوحدة والحزمة
- بطاريات الأجهزة المحمولة
- بطاريات السيارات الكهربائية
- أنظمة تخزين الطاقة
في أي قطاعات يُستخدم الشحن والتفريغ — UNECE R100؟
المواصفات المتعلقة بـ الشحن والتفريغ — UNECE R100
- لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100سلامة السيارة الكهربائية والبطارية امتحان
شروط الشحن والتفريغ — UNECE R100
- طريقة الشحن
- قيم التيار والجهد CC-CV المعلنة من قبل الشركة المصنعة
- تيار التفريغ
- المعدل المحدد في المواصفات (على سبيل المثال 0.2C، 1C، 2C)
- قطع الفولتية
- الحدود العليا والدنيا المعلنة من قبل الشركة المصنعة
- درجة حرارة
- درجة الحرارة المرجعية، وإذا لزم الأمر، خطوات درجة الحرارة العالية/المنخفضة
جهاز الشحن والتفريغ — UNECE R100
- نظام اختبار البطارية
- خزانة درجة الحرارة
- تسجيل بيانات متعدد القنوات
- الضميمة السلامة
متطلبات العينة لـ الشحن والتفريغ — UNECE R100
- يتم تحديد عدد العينات في المواصفات
- يجب تقديم حدود الشحن/التفريغ المعلنة كتابيًا
- يجب أن تستريح العينات قبل الاختبار
- معلومات الاتصال BMS مطلوبة لاختبارات الحزمة
مدة الشحن والتفريغ — UNECE R100
تستغرق الدورة الواحدة بضع ساعات حسب معدل التفريغ. إذا تم طلب الخطوات الحالية ودرجة الحرارة المتعددة، فإن المدة الإجمالية تمتد إلى أيام.
إجراء الشحن والتفريغ — UNECE R100
- 1يتم شحن العينة بالكامل بالطريقة المعلنة.
- 2يتم استراحته للفترة التي يتطلبها المعيار.
- 3يتم تفريغه عند التيار المحدد وصولاً إلى جهد القطع.
- 4يتم حساب القدرة المسلمة والطاقة والكفاءة.
- 5يتم تكرار الاختبار في خطوات مختلفة من التيار ودرجة الحرارة.
معايير قبول الشحن والتفريغ — UNECE R100
ومعيار القبول هو ألا تقل السعة والطاقة عن نسبة محددة من القيم المعلنة في المواصفات.
تقييم النتائج
يتم تقييم منحنى الجهد وارتفاع درجة الحرارة وكفاءة الدورة معًا. يشير ارتفاع درجة الحرارة بشكل أكبر من المتوقع عند التيار العالي إلى وجود مشكلة في التصميم الحراري.
تقرير الشحن والتفريغ — UNECE R100
- تم تطبيق المعيار
- معلمات الشحن والتفريغ
- درجة الحرارة المحيطة والخطوات
- قيم القدرة والطاقة والكفاءة
- منحنيات الجهد ودرجة الحرارة
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
- تنظيم البطارية في الاتحاد الأوروبي
- لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100
Batarya Testleri — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار الشحن والتفريغ؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تجيب اختبارات البطاريات على ثلاثة أسئلة منفصلة، لكل منها مجموعة معايير خاصة بها: هل يمكن نقل البطارية، هل هي آمنة في الاستخدام، هل تقدم الأداء المعلن؟ غالباً ما تُخلط هذه الأسئلة الثلاثة ببعضها، وللخلط عواقب تجارية — لا يمكن دخول السوق بتقرير نقل، ولا يمكن الشحن بتقرير سلامة المنتج.
على جانب النقل، يُعد UN 38.3 بوابة إلزامية؛ لا يمكن شحن بطارية بدون هذا الإثبات. على جانب السلامة يحدد مجال التطبيق ما ينطبق: IEC 62133-2 للمنتجات المحمولة، IEC 62619 وIEC 63056 لتطبيقات التخزين الصناعي والطاقة، UNECE R100 وUL 2580 وISO 6469 للمركبات الكهربائية. على جانب الأداء تُقاس السعة والمقاومة الداخلية وعمر الدورات والتفريغ الذاتي وقبول الشحن والسلوك المعتمد على درجة الحرارة.
التمييز بين المستويات أساسي في هذه العائلة وهو الموضوع الذي يثير أكبر جدل في سلسلة التوريد. تُقيَّم الخلية والوحدة والحزمة بشكل منفصل؛ الشهادة الممنوحة للخلية لا تثبت مطابقة الحزمة. إلى جانب الخلايا، يتحدد سلوك الحزمة بواسطة نظام إدارة البطارية وتصميم التبريد والبنية الميكانيكية وترتيب التوصيلات وتنسيق العزل. وضع تقرير مورّد الخلايا في ملف الحزمة ممارسة شائعة لكنها غير كافية.
الانفلات الحراري وانتشاره هما الموضوع الأكثر أهمية في هذا المجال. قد تدخل الخلية الليثيومية في تفاعل كيميائي ذاتي الاستمرار عند تلفها أو ارتفاع حرارتها المفرط؛ عند هذه النقطة يصبح إخراج الحرارة من الخارج غير ممكن غالباً. لذلك تعامل المعايير الحديثة الانفلات الحراري لخلية واحدة كسيناريو عطل لا يمكن تجنبه، وتغيّر السؤال: هل ينتشر الحدث إلى الخلايا المجاورة، وماذا يُطلق خارج الحزمة، وكم من الوقت يتبقى للمستخدم للهروب؟
في هذا المجال يُقيَّم نظام إدارة البطارية ليس كلوحة إلكترونية بل كوظيفة سلامة. يُبيَّن أن الحماية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد والتيار الزائد ودرجة الحرارة الزائدة تعمل فعلياً، وأن النظام ينتقل إلى الجانب الآمن عند حدوث عطل، وأن برمجياته تم التحقق منها. في التطبيقات الصناعية والمركبات ترتبط هذه التقييمات بأطر السلامة الوظيفية.
الجانب التنظيمي يزداد صرامة بسرعة. تتجاوز لائحة البطاريات الأوروبية (الاتحاد الأوروبي) 2023/1542 السلامة وتُدخل التزامات بشأن الإفصاح عن البصمة الكربونية ونسبة المحتوى المعاد تدويره والإفصاح عن المتانة والسعة وجواز سفر البطارية وإمكانية الإزالة للبطاريات المحمولة. هذا يوسّع نطاق الاختبارات إلى ما وراء اختبارات السلامة الكلاسيكية.
مجموعات الطرق في هذا المجال
سوء المعاملة الكهربائية
الشحن الزائد، التفريغ الزائد، القصر الخارجي، التفريغ القسري والشحن غير المتوازن. هنا يُرى ما إذا كانت دوائر الحماية تعمل فعلياً.
إساءة الاستخدام الميكانيكي
الاهتزاز، الصدمة، السحق، الاختراق، السقوط الحر والانقلاب. تتم مراقبة ما إذا كانت ظروف القصر الداخلي تنشأ.
الاختبارات الحرارية
دورات الحرارة، الصدمة الحرارية، التخزين في درجة حرارة عالية، التعرض للحريق وانتشار الانفلات الحراري.
الاختبارات البيئية
الرطوبة، الضغط المنخفض، رذاذ الملح، وعند الحاجة الغمر؛ تبرز هذه في تطبيقات المركبات والاستخدام الخارجي.
قياسات الأداء
السعة والطاقة والقدرة، المقاومة الداخلية، الكفاءة، عمر الدورات، العمر التقويمي والسلوك المعتمد على درجة الحرارة.
التحقق من نظام إدارة المباني
التحقق من عتبات الحماية، وظيفة موازنة الخلايا، الاتصالات والاستجابة للأعطال.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- UN 38.3 ليست شهادة سلامة منتج؛ فهي تثبت فقط مطابقة النقل.
- شهادة الخلية لا تثبت مطابقة الحزمة. تُقيَّم الحزمة بشكل منفصل وفق بنيتها الخاصة.
- حزمتان مبنيتان من نفس الخلية تعطيان نتائج مختلفة؛ التبريد والتوصيل والبنية الميكانيكية عوامل حاسمة.
- اختبار الأداء ليس اختبار سلامة. تقرير عمر الدورات لا يلبي متطلبات السلامة.
- بالنسبة لبطارية المركبة الكهربائية، تقرير UL 2580 والموافقة بموجب UNECE R100 ليسا الشيء نفسه؛ أحدهما تقييم معياري والآخر نظام اعتماد النوع.
- بطارية المركبة المنقولة إلى تطبيق العمر الثاني تدخل في ملف استخدام جديد؛ التقييم السابق لا ينتقل مباشرة.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- مطابقة النقل وملخص الاختبار للشحن
- إعلان سلامة المنتج والوصول إلى السوق
- إعلانات الأداء والمتانة والبصمة الكربونية بموجب لائحة البطاريات
- تقييم أثر تغيير مورد الخلايا أو نظام إدارة البطارية
- عمليات القبول الموقعي لنظام تخزين الطاقة
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول الشحن والتفريغ — UNECE R100
وفقًا لأي معيار يتم تصنيع الشحن والتفريغ؟
تم تنفيذ الشحن والتفريغ في النطاق IEC 62133-2, IEC 62619, ISO 12405, يو ال 2580 و لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100. يتم تحديد القيم الحدية ومعايير القبول الواجب تطبيقها في معيار المنتج؛ يتم تأكيد الإصدار الصالح لمنتجك كتابيًا في مرحلة العرض.
ما هي المنتجات التي ينطبق عليها الشحن والتفريغ؟
يتم تطبيقه بشكل أساسي على خلية أيون الليثيوم والوحدة والحزمة, بطاريات الأجهزة المحمولة, بطاريات السيارات الكهربائية و أنظمة تخزين الطاقة. يتم تحديد ما إذا كان منتجك مدرجًا في النطاق من خلال فحص مواصفاته الفنية والاستخدام المقصود.
تحت أي ظروف يتم تنفيذ الشحن والتفريغ؟
المعلمات المحددة هي: طريقة الشحن — قيم التيار والجهد CC-CV المعلنة من قبل الشركة المصنعة, تيار التفريغ — المعدل المحدد في المواصفات (على سبيل المثال 0.2C، 1C، 2C) و قطع الفولتية — الحدود العليا والدنيا المعلنة من قبل الشركة المصنعة. الشروط الكاملة موجودة في قسم "شروط الاختبار" بالصفحة وتختلف حسب معيار المنتج.
ما نوع العينة المطلوبة لـ الشحن والتفريغ؟
يتم تحديد عدد العينات في المواصفات, يجب تقديم حدود الشحن/التفريغ المعلنة كتابيًا و يجب أن تستريح العينات قبل الاختبار. يتم تحديد عدد العينات وفقًا لمعيار المنتج والنطاق الذي سيتم الإبلاغ عنه.
كم من الوقت يستغرق الشحن والتفريغ؟
تستغرق الدورة الواحدة بضع ساعات حسب معدل التفريغ. إذا تم طلب الخطوات الحالية ودرجة الحرارة المتعددة، فإن المدة الإجمالية تمتد إلى أيام. تنتمي هذه المدة إلى التجربة نفسها؛ ويتم أيضًا تقييم إعداد العينات وترتيبها في قائمة الانتظار وإعداد التقارير. ويرد في العرض جدول زمني واقعي لمنتجك.
ما هي النتيجة الشحن والتفريغ التي يطلق عليها "مناسبة"؟
ومعيار القبول هو ألا تقل السعة والطاقة عن نسبة محددة من القيم المعلنة في المواصفات.