Thermal Runaway – UN 38.3

Thermal Runaway — UN 38.3 چیست؟

آزمایش فرار حرارتی آزمایشی است که در آن یک واکنش گرمازا کنترل نشده به طور عمدی در یک سلول آغاز می شود و انرژی، دما و گازهای آزاد شده را اندازه گیری می کند. تحریک با گرم کردن، شارژ بیش از حد یا اتصال کوتاه داخلی انجام می شود.

هدف Thermal Runaway — UN 38.3

هدف، مشخص کردن انرژی آزاد شده در هنگام وقوع فرار حرارتی و بررسی پاسخ های هشدار و حفاظتی سیستم باتری است.

Thermal Runaway — UN 38.3 بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟

سلول های لیتیوم یونی
ماژول ها و بسته های باتری خودروهای الکتریکی
سیستم های ذخیره انرژی

Thermal Runaway — UN 38.3 در چه صنایعی کاربرد دارد؟

باتریخودروی برقیخودروانرژیالکترونیک

استانداردهای مرتبط با Thermal Runaway — UN 38.3

UN 38.3تست های ایمنی حمل و نقل بر روی باتری های لیتیومی تست کنید

شرایط Thermal Runaway — UN 38.3

روش تحریک: بخاری سطح، شارژ بیش از حد یا نفوذ میخ؛ در مشخصات تعریف شده است
اندازه گیری: دمای چند نقطه ای، ولتاژ، ترکیب گاز و در صورت نیاز، شار حرارتی
فسخ: بازگشت دما به سطح محیط
ایمنی: اتاق محافظ در برابر انفجار، تهویه گاز و خاموش کردن آن الزامی است

تجهیزات Thermal Runaway — UN 38.3

اتاق آزمایش محافظت شده در برابر انفجار
بخاری سطح یا دکل ماشه ای
ثبت دما با نرخ نمونه بالا
سیستم تجزیه و تحلیل گاز (FTIR یا GC)
دوربین حرارتی و فیلمبرداری با سرعت بالا

الزامات نمونه برای Thermal Runaway — UN 38.3

نمونه با شارژ کامل وارد آزمایش می شود
موقعیت سلولی که قرار است فعال شود باید مشخص شود
تست یکبار مصرف و پرخطر است
شیمی سلول و محتوای انرژی باید شناخته شود

مدت Thermal Runaway — UN 38.3

این رویداد چند دقیقه طول می کشد. همراه با آماده سازی، مشاهده، خنک سازی و تجزیه و تحلیل گاز، چندین روز برنامه ریزی شده است.

روش اجرای Thermal Runaway — UN 38.3

1نمونه آماده می شود و ترموکوپل ها و خطوط نمونه گیری گاز راه اندازی می شوند.
2نمونه در اتاق محافظت شده در برابر انفجار قرار می گیرد.
3فرار حرارتی با استفاده از روش تحریک آغاز می شود.
4داده های دما، ولتاژ و گاز با سرعت بالا ثبت می شوند.
5نظارت تا پایان رویداد و کاهش دما ادامه دارد.
6از دست دادن جرم، باقی مانده و ترکیب گاز تجزیه و تحلیل می شود.

معیارهای پذیرش Thermal Runaway — UN 38.3

این تست عموما برای اهداف شخصیت پردازی است. اگر معیاری اعمال شود، در مشخصات به صورت عدم انتشار به سلول‌های همسایه و یا صدور هشدار توسط سیستم تعریف می‌شود.

ارزیابی نتایج

دمای پیک، سرعت افزایش دما، و مقدار و ترکیب گاز آزاد شده ارزیابی می‌شوند. نتایج به عنوان ورودی آزمون انتشار عمل می کنند.

گزارش Thermal Runaway — UN 38.3

مشخصات کاربردی و روش تحریک
شیمی سلول، محتوای انرژی و وضعیت بار
ثبت دما و ولتاژ
ترکیب و کمیت گاز
از دست دادن انبوه، فیلم و تصاویر حرارتی

اعتباربخشی

EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.

اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.

محدوده و مجوزها

مقررات مرتبط

UNECE R100 قسمت دوم
GB 38031
مقررات باتری اتحادیه اروپا

Batarya Testleri — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟

بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون Thermal Runaway به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.

آزمون‌های باتری به سه پرسش جداگانه پاسخ می‌دهند که هر یک مجموعه استاندارد خاص خود را دارد: آیا باتری قابل حمل است، آیا در استفاده ایمن است، آیا عملکرد اعلام‌شده را ارائه می‌دهد؟ این سه پرسش اغلب با هم اشتباه گرفته می‌شوند و این اشتباه پیامد تجاری دارد — با گزارش حمل‌ونقل نمی‌توان وارد بازار شد و با گزارش ایمنی محصول نمی‌توان محموله ارسال کرد.

در سمت حمل‌ونقل، UN 38.3 یک گذرگاه الزامی است؛ باتری بدون این مدرک قابل ارسال نیست. در سمت ایمنی، کاربرد تعیین‌کننده است: IEC 62133-2 برای محصولات قابل‌حمل، IEC 62619 و IEC 63056 برای کاربردهای صنعتی و ذخیره‌سازی انرژی، UNECE R100 و UL 2580 و ISO 6469 برای خودروهای برقی. در سمت عملکرد، ظرفیت، مقاومت داخلی، عمر چرخه، خودتخلیه، پذیرش شارژ و رفتار وابسته به دما اندازه‌گیری می‌شود.

تمایز سطح در این خانواده اساسی است و موضوعی است که بیشترین بحث را در زنجیره تأمین ایجاد می‌کند. سلول، ماژول و بسته به‌طور جداگانه ارزیابی می‌شوند؛ گواهی گرفته‌شده برای سلول انطباق بسته را نشان نمی‌دهد. در کنار سلول‌ها، رفتار بسته توسط سیستم مدیریت باتری، طراحی خنک‌سازی، ساختار مکانیکی، آرایش اتصالات و هماهنگی عایق‌بندی تعیین می‌شود. قرار دادن گزارش تأمین‌کننده سلول در پرونده بسته رویکردی رایج اما ناکافی است.

فرار حرارتی و گسترش آن حیاتی‌ترین موضوع این حوزه است. سلول لیتیومی هنگام آسیب‌دیدگی یا گرمای بیش‌ازحد ممکن است وارد واکنشی شیمیایی خودتقویت‌شونده شود؛ در این نقطه معمولاً گرفتن گرما از بیرون امکان‌پذیر نیست. استانداردهای مدرن بنابراین فرار حرارتی یک سلول را سناریوی خطای اجتناب‌ناپذیر می‌دانند و پرسش را تغییر می‌دهند: آیا رویداد به سلول‌های مجاور سرایت می‌کند، چه چیزی به بیرون از بسته آزاد می‌شود و چقدر زمان برای فرار کاربر باقی می‌ماند؟

در این حوزه سیستم مدیریت باتری نه به‌عنوان یک برد الکترونیکی بلکه به‌عنوان یک عملکرد ایمنی ارزیابی می‌شود. نشان داده می‌شود که محافظت‌های اضافه‌شارژ، تخلیه بیش‌ازحد، جریان اضافه و دمای اضافه واقعاً فعال می‌شوند، سیستم در صورت خطا به سمت ایمن می‌رود و نرم‌افزار آن تأیید شده است. در کاربردهای صنعتی و خودرویی این ارزیابی به چارچوب‌های ایمنی عملکردی مرتبط است.

جنبه مقرراتی به‌سرعت سخت‌گیرانه‌تر می‌شود. مقررات باتری اتحادیه اروپا (EU) 2023/1542 فراتر از ایمنی می‌رود و تعهداتی برای اعلام ردپای کربن، نسبت محتوای بازیافتی، اعلام دوام و ظرفیت، گذرنامه باتری و قابلیت جداسازی در باتری‌های قابل‌حمل معرفی می‌کند. این امر دامنه آزمون را فراتر از آزمون‌های ایمنی کلاسیک می‌برد.

گروه‌های روش در این حوزه

سوء استفاده از برق
اضافه‌شارژ، تخلیه بیش‌ازحد، اتصال کوتاه خارجی، تخلیه اجباری و شارژ نامتعادل. اینجاست که دیده می‌شود آیا مدارهای محافظ واقعاً کار می‌کنند.
سوءاستفاده مکانیکی
ارتعاش، ضربه، له‌شدگی، سوراخ‌شدگی، سقوط آزاد و واژگونی. بررسی می‌شود که آیا شرایط اتصال کوتاه داخلی رخ می‌دهد یا نه.
تست های حرارتی
چرخه دمایی، شوک حرارتی، نگهداری در دمای بالا، مواجهه با آتش و گسترش فرار حرارتی.
آزمون‌های محیطی
رطوبت، فشار پایین، مه‌نمک و در صورت نیاز غوطه‌وری؛ اینها در کاربردهای خودرویی و فضای باز اهمیت می‌یابند.
اندازه گیری عملکرد
ظرفیت، انرژی و توان، مقاومت داخلی، بازده، عمر چرخه، عمر تقویمی و رفتار وابسته به دما.
تایید BMS
راستی‌آزمایی آستانه‌های حفاظتی، عملکرد متعادل‌سازی سلول، ارتباطات و واکنش به خطا.

موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه

UN 38.3 گواهی ایمنی محصول نیست؛ فقط انطباق حمل‌ونقل را نشان می‌دهد.
گواهی سلول انطباق بسته را نشان نمی‌دهد. بسته با معماری خاص خودش به‌طور جداگانه ارزیابی می‌شود.
دو بسته ساخته‌شده از یک سلول یکسان نتایج متفاوتی می‌دهند؛ خنک‌سازی، اتصال و ساختار مکانیکی تعیین‌کننده هستند.
آزمون عملکرد آزمون ایمنی نیست. گزارش عمر چرخه الزامات ایمنی را برآورده نمی‌کند.
برای باتری خودروی برقی، گزارش UL 2580 و تأیید UNECE R100 یک چیز نیستند؛ یکی ارزیابی استاندارد است و دیگری رژیم تأییدیه نوع.
باتری خودرویی که به کاربرد عمر دوم منتقل می‌شود وارد نمایه مصرف جدیدی می‌شود؛ ارزیابی پیشین به‌طور مستقیم قابل انتقال نیست.

این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند

انطباق حمل‌ونقل و خلاصه آزمون برای ارسال
اعلامیه ایمنی محصول و دسترسی به بازار
اعلامیه‌های عملکرد، دوام و ردپای کربن تحت مقررات باتری
ارزیابی تأثیر تغییر تأمین‌کننده سلول یا BMS
فرآیندهای پذیرش سایت برای سیستم ذخیره‌سازی انرژی

تست های مرتبط

پرسش‌های متداول درباره Thermal Runaway — UN 38.3

Thermal Runaway بر اساس کدام استاندارد ساخته شده است؟

Thermal Runaway در محدوده UNECE R100, UL 2580, GB 38031, SAE J2464 و UN 38.3 اجرا می شود. مقادیر حدی و معیارهای پذیرشی که باید اعمال شوند در استاندارد محصول تعریف شده است. نسخه معتبر برای محصول شما در مرحله پیشنهاد به صورت کتبی تایید می شود.

Thermal Runaway برای کدام محصولات کاربرد دارد؟

عمدتاً برای سلول های لیتیوم یونی, ماژول ها و بسته های باتری خودروهای الکتریکی و سیستم های ذخیره انرژی اعمال می شود. اینکه آیا محصول شما در محدوده گنجانده شده است یا خیر، با بررسی مشخصات فنی و کاربرد مورد نظر آن مشخص می شود.

تحت چه شرایطی Thermal Runaway انجام می شود؟

پارامترهای تعیین کننده عبارتند از: روش تحریک — بخاری سطح، شارژ بیش از حد یا نفوذ میخ؛ در مشخصات تعریف شده است, اندازه گیری — دمای چند نقطه ای، ولتاژ، ترکیب گاز و در صورت نیاز، شار حرارتی و فسخ — بازگشت دما به سطح محیط. شرایط کامل در بخش "شرایط تست" در صفحه موجود است و بسته به استاندارد محصول متفاوت است.

چه نوع نمونه ای برای Thermal Runaway مورد نیاز است؟

نمونه با شارژ کامل وارد آزمایش می شود, موقعیت سلولی که قرار است فعال شود باید مشخص شود و تست یکبار مصرف و پرخطر است. تعداد نمونه ها با توجه به استاندارد محصول و محدوده ای که باید گزارش شود تعیین می شود.

مدت زمان Thermal Runaway چقدر است؟

این رویداد چند دقیقه طول می کشد. همراه با آماده سازی، مشاهده، خنک سازی و تجزیه و تحلیل گاز، چندین روز برنامه ریزی شده است. این مدت به خود آزمایش تعلق دارد. آماده سازی نمونه، صف بندی و گزارش نیز ارزیابی می شود. یک برنامه زمانی واقعی برای محصول شما در پیشنهاد ارائه شده است.

نتیجه Thermal Runaway به نام "مناسب" چیست؟