Tiêu chuẩn UN38.3 là gì?

Pin lithium và pin lithium-ion là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày nhờ kích thước nhỏ và tuổi thọ cao do mật độ năng lượng cao. Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp từ y tế đến điện tử tiêu dùng, ứng dụng công nghiệp đến giao thông vận tải, và các nguồn năng lượng nhỏ, nhẹ này đóng gói khá mạnh khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho các nhà sản xuất ở khắp mọi nơi.

Tiêu chuẩn UN38.3 là cực kỳ quan trọng đối với việc vận chuyển an toàn pin. Theo quy định, hầu hết tất cả các ắc quy đều phải tuân thủ định mức này để đảm bảo an toàn trong quá trình vận chuyển. Chứng nhận UN38.3 liên quan đến một chương trình kiểm tra toàn diện bao gồm nhiều yếu tố khác nhau.

Tiêu chuẩn UN38.3 là gì?

Tiêu chuẩn UN38.3 đề cập đến mục 38.3 của phần thứ ba của thử nghiệm vận chuyển đặc biệt của Liên hợp quốc và hướng dẫn tiêu chuẩn về vận chuyển hàng nguy hiểm, đòi hỏi mô phỏng cao, thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ cao và thấp, thử nghiệm rung, thử nghiệm va đập, đoản mạch 55 C, kiểm tra va đập, kiểm tra sạc quá mức trước khi vận chuyển pin lithium và kiểm tra phóng điện cưỡng bức để đảm bảo an toàn cho việc vận chuyển pin lithium. Nếu pin lithium không được lắp cùng với thiết bị và có hơn 24 cell pin hoặc 12 pin trong mỗi gói, thì yêu cầu thử nghiệm thả rơi tự do 1.2 mét.

Pin Lithium phải trải qua một loạt các bài kiểm tra nghiêm ngặt để đáp ứng UN38.3 được thực hiện bởi một phòng thí nghiệm kiểm tra độc lập đã được phê duyệt. Pin không được vỡ, rò rỉ, tháo rời hoặc bắt lửa để được chứng nhận. Có tám bài kiểm tra phải được vượt qua đối với pin lithium để nhận được chứng nhận.

Xem thêm:

Sản phẩm Pin Lithium ion do Công ty TNHH Năng Lượng Quang Điện cung cấp đạt tiêu chuẩn UN38.3

Tài liệu hướng dẫn của Liên hợp quốc về vận chuyển hàng hóa nguy hiểm

Phân loại UN38.3

Có bốn phân loại dựa trên loại pin (lithium hoặc lithium-ion) và cách chúng được vận chuyển (một mình hoặc trong một thiết bị):

• UN 3090 cho pin lithium và UN 3480 cho pin lithium-ion: Áp dụng cho các tế bào được vận chuyển một mình, pin được vận chuyển một mình, lô hàng tế bào và pin, mô-đun hoặc cụm phụ pin không hoàn chỉnh khác, bộ dự trữ năng lượng, bộ nguồn và pin được vận chuyển riêng gói từ thiết bị mà chúng cấp nguồn (ngay cả khi thiết bị và pin ở cùng một chuyến hàng hoặc chuyến hàng).
• UN 3091 cho pin lithium trong một thiết bị và UN 3481 cho pin lithium-ion trong một thiết bị: Áp dụng cho các thiết bị có lắp pin; thiết bị được đóng gói bằng pin trong cùng một gói, nhưng không được lắp vào sản phẩm; tối đa hai pin dự phòng được vận chuyển trong cùng một gói với thiết bị (tức là một pin đã lắp, hai pin dự phòng).

Các mục thử nghiệm của pin Lithium-ion theo tiêu chuẩn UN38.3

Tiêu chuẩn UN38.3 yêu cầu một số thử nghiệm để đảm bảo độ an toàn tương đối của pin và tế bào trong quá trình vận chuyển, nó bao gồm tám phần.

UN38.3.4.1: Mô phỏng độ cao của pin Lithium-ion

Pin lithium-ion thử nghiệm và pin lithium-ion phải được bảo quản ở nhiệt độ 11,6 kPa trở xuống trong ít nhất sáu giờ ở nhiệt độ môi trường 20 ± 5 ℃.

Các tế bào Lithium-ion và pin lithium-ion đáp ứng yêu cầu này nếu không có tổn thất khối lượng, không rò rỉ, không thông hơi, không tháo rời, không vỡ và không cháy và nếu điện áp mạch hở của mỗi tế bào thử nghiệm hoặc pin sau khi thử nghiệm thì không. dưới 90% điện áp của nó ngay lập tức trước quy trình này. Yêu cầu liên quan đến năng lượng không áp dụng cho các tế bào thử nghiệm và pin ở trạng thái phóng điện hoàn toàn.

UN38.3.4.2: Kiểm tra nhiệt độ pin Lithium-ion

Các tế bào lithium-ion thử nghiệm và pin lithium-ion phải được lưu trữ trong ít nhất sáu giờ ở nhiệt độ thử nghiệm bằng -72 ± 5 ℃, tiếp theo là lưu trữ trong ít nhất sáu giờ ở nhiệt độ thử nghiệm bằng -40 ± 2 ℃ . Khoảng thời gian tối đa giữa các nhiệt độ thử nghiệm là 30 phút. Quy trình này phải được lặp lại mười lần, sau đó tất cả các tế bào thử nghiệm và pin sẽ được bảo quản trong 24 giờ ở nhiệt độ môi trường.

Các tế bào Lithium-ion và pin lithium-ion đáp ứng yêu cầu này nếu không có tổn thất khối lượng, không rò rỉ, không thông hơi, không tháo rời, không vỡ và không cháy và nếu điện áp mạch hở của mỗi tế bào thử nghiệm hoặc pin sau khi thử nghiệm thì không. dưới 90% điện áp của nó ngay lập tức trước quy trình này. Yêu cầu liên quan đến điện áp không áp dụng cho các tế bào thử nghiệm và pin ở trạng thái phóng điện hoàn toàn.

UN38.3.4.3: Dao động pin Lithium-ion

Các tế bào lithium-ion thử nghiệm và pin lithium-ion được cố định chắc chắn vào bệ của máy rung mà không làm biến dạng các tế bào theo cách truyền rung động một cách trung thực. Rung phải là một dạng sóng hình sin với sự quét logarit trong khoảng từ bảy Hz đến 200 Hz và trở lại bảy Hz truyền qua trong mười lăm phút. Chu kỳ này phải được lặp lại mười hai lần với tổng thời gian là 3 giờ đối với mỗi trong ba vị trí lắp đặt vuông góc với nhau của tế bào. Một trong những hướng của dao động phải vuông góc với mặt đầu cuối.

Quét bước sóng logarit sẽ khác nhau đối với tế bào và pin có tổng khối lượng không quá 12 kg (tế bào và pin nhỏ) và đối với pin có tổng khối lượng lớn hơn 12 kg (pin lithium-ion lớn).

Đối với pin lithium-ion và pin lithium-ion nhỏ: từ 7 Hz, gia tốc cực đại 1 gn được duy trì cho đến khi đạt đến 18 Hz. Sau đó, biên độ được duy trì ở mức 0,8mm (tổng hành trình 1,6mm) và tần số tăng lên cho đến khi xuất hiện gia tốc cực đại là 8 gn (khoảng 50Hz). Gia tốc cực đại của tám gn sau đó được duy trì cho đến khi tần số được tăng lên 200Hz.

Các tế bào Lithium-ion và pin lithium-ion đáp ứng nhu cầu này nếu không có tổn thất khối lượng, không rò rỉ, không thông hơi, không tháo rời, không vỡ và không cháy và nếu điện áp mạch hở của mỗi tế bào thử nghiệm hoặc pin sau khi thử nghiệm thì không. dưới 90% điện áp của nó ngay lập tức trước quy trình này. Yêu cầu liên quan đến điện áp không áp dụng cho các tế bào thử nghiệm và pin ở trạng thái phóng điện hoàn toàn.

 UN38.3.4.4: Va chạm pin Lithium-ion

Các tế bào lithium-ion thử nghiệm và pin lithium-ion thử nghiệm phải được gắn chặt vào máy thử nghiệm bằng cách sử dụng một giá đỡ cứng sẽ hỗ trợ tất cả các bề mặt lắp đặt của mỗi pin thử nghiệm. Mỗi tế bào lithium-ion phải chịu một cú sốc nửa sin của gia tốc cực đại là một trăm năm mươi gn và thời gian xung là 6 mili giây. Ngoài ra, các tế bào lớn có thể phải chịu một cú sốc nửa sin của gia tốc đỉnh năm mươi gn và thời gian xung là 11 mili giây. Mỗi pin phải chịu một cú sốc nửa sin của gia tốc cực đại tùy thuộc vào khối lượng của pin lithium-ion. Thời lượng xung phải là sáu mili giây đối với pin lithium-ion nhỏ và 11 mili giây đối với pin lithium-ion lớn. Các công thức dưới đây được cung cấp để tính toán gia tốc đỉnh tối thiểu thích hợp.

Các tế bào và pin đáp ứng yêu cầu này nếu không có tổn thất khối lượng, không bị rò rỉ, không có lỗ thông hơi, không bị tháo rời, không bị vỡ và không bị cháy và nếu điện áp hở mạch của mỗi tế bào thử nghiệm hoặc pin sau khi thử nghiệm không nhỏ hơn 90% của nó. điện áp ngay trước quy trình này. Yêu cầu liên quan đến điện áp không áp dụng cho các tế bào thử nghiệm và pin ở trạng thái phóng điện hoàn toàn.

 UN38.3.4.5: Ngắn mạch bên ngoài pin Lithium-ion

Tế bào lithium-ion hoặc pin lithium-ion cần thử nghiệm phải được ổn định nhiệt độ sao cho nhiệt độ vỏ ngoài của nó đạt 57 ± 4 ℃ và sau đó tế bào hoặc pin phải chịu tình trạng ngắn mạch với tổng điện trở bên ngoài nhỏ hơn 0,1 ohms ở 57 ± 4 ℃. Tình trạng đoản mạch này tiếp tục diễn ra trong ít nhất một giờ sau khi nhiệt độ vỏ ngoài của cell hoặc pin trở về 57 ± 4 ℃.

Các tế bào và pin đáp ứng yêu cầu này nếu nhiệt độ bên ngoài của chúng không vượt quá 170 ℃ và không có hiện tượng tháo rời, không vỡ, không cháy trong quá trình thử nghiệm và trong vòng sáu giờ sau khi thử nghiệm.

 UN38.3.4.6: Đánh giá Tác động và nghiền

Quy trình thử nghiệm – Nghiền (áp dụng cho ô lăng trụ, đột lỗ, đồng xu / nút và ô hình trụ có đường kính không quá 18mm). Một ô hoặc ô thành phần phải được nghiền giữa hai bề mặt phẳng. Nghiền phải từ từ với tốc độ khoảng 1,5cm / s tại điểm tiếp xúc đầu tiên. Việc nghiền sẽ được tiếp tục cho đến khi đạt được điểm bắt đầu của ba lựa chọn dưới đây. (a) lực do anh ta tác dụng lên tới 13 kN ± 0,78 kN;

Một ô hình lăng trụ hoặc ô đột lỗ sẽ bị nghiền nát bằng cách tác dụng lực vào mặt rộng nhất. Nút / ô đồng xu sẽ bị nghiền nát bằng cách tác dụng lực lên các bề mặt phẳng của nó. Đối với ô hình trụ, lực nghiền phải được đặt vuông góc với trục dọc. Mỗi ô thử nghiệm hoặc ô thành phần chỉ phải chịu một lời nguyền. Mẫu thử nghiệm phải được quan sát trong 6 h nữa. Thử nghiệm phải được tiến hành bằng cách sử dụng các tế bào thử nghiệm hoặc các tế bào thành phần mà trước đó chưa phải chịu các thử nghiệm khác.

các tế bào lithium và tế bào thành phần đáp ứng yêu cầu này nếu nhiệt độ bên ngoài của chúng không vượt quá 170 ℃ và không có hiện tượng tháo rời, không bị vỡ và không có lửa trong quá trình thử nghiệm và trong vòng sáu giờ sau khi thử nghiệm.

 UN38.3.4.7: Quá tải pin Lithium-ion

Dòng sạc phải gấp đôi dòng sạc liên tục tối đa được khuyến nghị của nhà sản xuất. Các thử nghiệm phải được tiến hành ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Thời gian thử nghiệm phải là 24 giờ. Điện áp tối thiểu của thử nghiệm phải như sau: Khi điện áp nạp khuyến nghị của nhà sản xuất không lớn hơn 18v, thì điện áp tối thiểu của thử nghiệm phải nhỏ hơn hai lần điện áp nạp tối đa của ắc quy hoặc 22v.

Không có sự tháo rời và không có lửa trong quá trình thử nghiệm và trong vòng bảy ngày sau khi thử nghiệm.

 UN38.3.4.8: Pin Lithium-ion Xả cưỡng bức

Mỗi pin lithium-ion phải được phóng điện cưỡng bức ở nhiệt độ môi trường bằng cách kết nối nó với nguồn điện một chiều 12v ở dòng điện ban đầu bằng dòng phóng điện tối đa do nhà sản xuất quy định. Dòng phóng điện quy định phải đạt được bằng cách mắc nối tiếp tải điện trở có kích thước và thông số thích hợp với pin thử nghiệm. Mỗi tế bào phải được phóng điện cưỡng bức trong một khoảng thời gian (tính bằng giờ) bằng công suất liên quan của nó chia cho dòng điện thử nghiệm ban đầu (tính bằng ampe).

Không có sự tháo rời và không có lửa trong quá trình thử nghiệm và trong vòng bảy ngày sau khi thử nghiệm.

Phiên bản hiện tại của tiêu chuẩn UN38.3 bao gồm một số thay đổi chính về thử nghiệm:

• Pin tích hợp: Được cập nhật để cho phép kiểm tra pin trong thiết bị
• Disassembly: Cho phép các tiêu chí kiểm tra bổ sung; 
•  Cân nhắc về pin có thể sạc lại: Các thay đổi đối với yêu cầu đạp xe giảm xuống còn 25 chu kỳ sạc / xả trước khi thử nghiệm, từ 50 chu kỳ trước đây; cũng cập nhật các bảng thử nghiệm để phản ánh những thay đổi này
• Tóm tắt thử nghiệm: Bây giờ xác định rõ ràng “tóm tắt thử nghiệm pin”, cũng như yêu cầu rằng bản tóm tắt thử nghiệm “phải được cung cấp.” Ngoài ra, nó lưu ý yêu cầu về tên và chức danh của người ký như một dấu hiệu hợp lệ.

Điều quan trọng là tạo một bản tóm tắt báo cáo thử nghiệm, dựa trên việc hoàn thành thành công thử nghiệm theo tiêu chuẩn UN38.3. Những bản tóm tắt này phải có sẵn từ người gửi hàng khi có yêu cầu. Nhận các báo cáo thử nghiệm từ các nhà cung cấp tế bào để hoàn thành bản tóm tắt thử nghiệm cho các lô hàng, duy trì thông tin hỗ trợ

Hướng dẫn và Điều kiện thiết kế

Quy định mẫu của Liên hợp quốc có một số phần liên quan đến thiết kế, bao gồm việc tuân thủ các yêu cầu kiểm tra và chất lượng, cũng như kết hợp thiết bị thông hơi an toàn hoặc các yếu tố thiết kế để ngăn ngừa sự cố vỡ. Hướng dẫn thiết kế cũng bao gồm: một phương tiện hữu hiệu để ngăn ngừa ngắn mạch bên ngoài; các cell / chuỗi cell kết nối song song được trang bị cách ngăn dòng điện ngược nguy hiểm và sử dụng hệ thống quản lý chất lượng trong quá trình sản xuất.

Đóng gói và vận chuyển

Các bản cập nhật quy định vận chuyển gần đây bao gồm các nhãn mới để minh họa tốt hơn, đơn giản hơn nguy cơ cháy liên quan đến pin trong gói. Các hạn chế của máy bay chở khách cũng đã được cập nhật để cấm vận chuyển tế bào / pin lithium-ion làm hàng hóa trên máy bay chở khách, yêu cầu các mặt hàng này chỉ được dán nhãn cho máy bay chở hàng. Riêng pin Lithium-ion được vận chuyển phải được đặt ở trạng thái sạc (SOC) hoặc thấp hơn 30% đối với việc vận chuyển hàng hóa bằng đường hàng không. Để đáp ứng yêu cầu này, hãy ghi lại phương pháp được sử dụng và cách thức xác minh lô hàng. Có thể tìm kiếm và cấp phép cho các cơ quan có thẩm quyền phê duyệt đối với một số pin thiết bị y tế nhất định phải được vận chuyển ở SOC> 30%. Điều này sẽ cho phép vận chuyển bằng đường hàng không các loại pin như vậy ở mức sạc cao hơn.