Phân loại UN38.3
Có 4 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: Phân loại này áp dụng cho việc vận chuyển các tế bào pin lithium và pin lithium-ion một mình, nghĩa là pin được đóng gói độc lập mà không gắn vào bất kỳ thiết bị nào. Ngoài ra, cũng bao gồm việc vận chuyển lô hàng chứa các tế bào pin và pin, các mô-đun hoặc cụm phụ pin không hoàn chỉnh khác, các bộ dự trữ năng lượng, bộ nguồn và các pin riêng lẻ được đóng gói riêng rẽ từ thiết bị mà chúng cấp nguồn. Điều này áp dụng ngay cả khi thiết bị và pin được đặt trong 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: Phân loại này áp dụng cho việc vận chuyển các thiết bị có pin lithium hoặc pin lithium-ion đã được lắp vào bên trong. Điều này áp dụng khi thiết bị được đóng gói cùng với pin trong cùng một gói, nhưng pin không được lắp vào sản phẩm. Ngoài ra, tiêu chuẩn này cũng cho phép vận chuyển tối đa hai pin dự phòng trong cùng một gói với thiết bị, tức là một pin đã lắp và hai pin dự phòng.
Nhờ tiêu chuẩn UN38.3, việc vận chuyển các loại pin lithium và pin lithium-ion được thực hiện một cách an toàn và tuân thủ các quy định quốc tế, đồng thời giúp bảo vệ môi trường và đảm bảo an toàn cho mọi người trong quá trình vận chuyển và sử dụng các sản phẩm chứa pin này.
Các mục thử nghiệm của pin Lithium-ion theo tiêu chuẩn UN38.3
Tiêu chuẩn UN38.3 đưa ra yêu cầu về một loạt các thử nghiệm nhằm đảm bảo độ an toàn tương đối của pin và tế bào trong quá trình vận chuyển. Tiêu chuẩn này bao gồm tám phần chính liên quan đến các khía cạnh quan trọng của việc vận chuyển pin, để đảm bảo rằng chúng không gây nguy hiểm hoặc hỏng hóc trong quá trình vận chuyển. Các phần trong tiêu chuẩn UN38.3 bao gồm:
UN38.3.4.1: Mô phỏng độ cao của pin Lithium-ion
Theo tiêu chuẩn UN38.3 , các tế bào lithium-ion và pin lithium-ion cần phải trải qua thử nghiệm bảo quản ở nhiệt độ 11,6 kPa trở xuống trong ít nhất sáu giờ, và điều này phải được thực hiện ở nhiệt độ môi trường 20 ± 5 ℃ .
Để đáp ứng yêu cầu này, các tế bào lithium-ion và pin lithium-ion không được phép có tổn thất khối lượng, rò rỉ, thông hơi, tháo rời, vỡ, hoặc cháy. Đồng thời, điện áp mạch hở của mỗi tế bào thử nghiệm hoặc pin sau khi thử nghiệm không được dưới 90% điện áp của nó ngay trước quy trình thử nghiệm này. Các 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 của pin Lithium-ion
Theo tiêu chuẩn UN38.3 , các tế bào lithium-ion thử nghiệm và pin lithium-ion cần phải trải qua quá trình lưu trữ đặc biệt. Trước tiên, chúng phải được lưu trữ ít nhất sáu giờ ở nhiệt độ thử nghiệm là -72 ± 5 ℃ , sau đó tiếp tục lưu trữ ít nhất sáu giờ ở nhiệt độ thử nghiệm -40 ± 2 ℃ . Khoảng thời gian tối đa giữa hai nhiệt độ thử nghiệm là 30 phút. Quá trình này sẽ được lặp lại mười lần. Sau đó, tất cả các tế bào thử nghiệm và pin sẽ được lưu trữ trong 24 giờ ở nhiệt độ môi trường.
Để đáp ứng yêu cầu này, các tế bào lithium-ion và pin lithium-ion không được phép có tổn thất khối lượng, rò rỉ, thông hơi, tháo rời, vỡ, hoặc cháy. Đồng thời, điện áp mạch hở của mỗi tế bào thử nghiệm hoặc pin sau khi thử nghiệm không được dưới 90% điện áp của nó 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.
Các mục thử nghiệm của pin Lithium-ion theo tiêu chuẩn UN38.3 UN38.3.4.3: Dao động pin Lithium-ion
Các tế bào lithium-ion thử nghiệm và pin lithium-ion phải 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. Quá trình rung phải tạo thành 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. Đồng thời, 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).
Trong quá trình thử nghiệm, đối với pin lithium-ion và pin lithium-ion nhỏ , từ 7 Hz đến khi đạt đến 18 Hz, gia tốc cực đại 1 gn sẽ được duy trì. 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 .
Để đáp ứng yêu cầu này, các tế bào lithium-ion và pin lithium-ion không được phép có tổn thất khối lượng, rò rỉ, thông hơi, tháo rời, vỡ, hoặc cháy. Đồng thời, điện áp mạch hở của mỗi tế bào thử nghiệm hoặc pin sau khi thử nghiệm không được dưới 90% điện áp của nó 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.
UN38.3.4.4: Va chạm pin Lithium-ion Để thực hiện thử nghiệm, các tế bào lithium-ion và pin lithium-ion phải được gắn chặt vào máy thử nghiệm bằng cách sử dụng một giá đỡ cứng 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 150 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 50 gn và thời gian xung là 11 mili giây. Gia tốc cực đại mà mỗi pin phải chịu tùy thuộc vào khối lượng của pin lithium-ion và thời lượng xung phải là 6 mili giây đối với pin lithium-ion nhỏ và 11 mili giây đối với pin lithium-ion lớn. 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. Đồng thời, điện áp mạch hở của mỗi tế bào thử nghiệm hoặc pin sau khi thử nghiệm không nhỏ hơn 90% của nó 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: Thử nghiệm Ngắn mạch cho Pin Lithium-ion
Tại phần này, tế bào lithium-ion hoặc pin lithium-ion sẽ được thử nghiệm để đảm bảo độ an toàn trong trường hợp xảy ra ngắn mạch. Trước khi thử nghiệm, tế bào hoặc pin phải được đặt trong môi trường nhiệt độ đạt 57 ± 4 ℃ . Sau đó, tế bào hoặc pin phải chịu tình trạng ngắn mạch với tổng điện trở bên ngoài nhỏ hơn 0,1 ohm ở cùng nhiệt độ 57 ± 4 ℃ . Thử nghiệm ngắn mạch này sẽ tiếp tục diễn ra trong ít nhất một giờ sau khi nhiệt độ vỏ ngoài của tế bào hoặc pin trở về 57 ± 4 ℃.
Các tế bào và pin phải đáp ứng yêu cầu này nếu nhiệt độ bên ngoài của chúng không vượt quá 170 ℃ và không có hiện tượng tháo rời, vỡ, hay 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
Ở phần này, chúng ta sẽ thực hiện thử nghiệm nghiền trên các loại ô lăng trụ, đột lỗ, đồng xu/ nút và ô hình trụ có đường kính không quá 18mm. Mỗi ô hoặc thành phần của nó phải được nghiền giữa hai bề mặt phẳng . Việc nghiền phải diễn ra chậm dần với tốc độ khoảng 1,5cm/s khi tiếp xúc ban đầu xảy ra. Tiến trình nghiền sẽ được tiếp tục cho đến khi đạt đến điểm bắt đầu của ba lựa chọn sau đây: (a) lực đập tác động lên tới 13 kN ± 0,78 kN ;
Nếu thử nghiệm là ô hình lăng trụ hoặc ô đột lỗ, nó sẽ bị nghiền nát bằng cách tác động lực lên mặt rộng nhất của nó. Nếu thử nghiệm là nút / đồng xu, nó sẽ bị nghiền nát bằng cách tác động lực lên các bề mặt phẳng của nó. Đối với thử nghiệm trên ô hình trụ, lực nghiền phải được đặt vuông góc với trục dọc. Mỗi ô thử nghiệm hoặc thành phần chỉ phải chịu một lần nghiền. Mẫu thử nghiệm phải được quan sát trong vòng 6 giờ tiếp theo. 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 được thử nghiệm.
Các tế bào lithium và tế bào thành phần phải 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 và không cháy trong quá trình thử nghiệm và trong vòng 6 giờ sau khi thử nghiệm.
UN38.3.4.7: Thử nghiệm quá tải cho Pin Lithium-ion
Thử nghiệm quá tải đòi hỏi dòng sạc gấp đôi dòng sạc liên tục tối đa được khuyến nghị bởi nhà sản xuất. Các thử nghiệm phải được tiến hành ở nhiệt độ môi trường . Thời gian thử nghiệm kéo dài 24 giờ . Điện áp tối thiểu của thử nghiệm được xác định 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.
Các tế bào lithium và tế bào thành phần phải đáp ứng yêu cầu này nếu không có hiện tượng tháo rời và không có lửa trong quá trình thử nghiệm và trong vòng bảy ngày sau khi thử nghiệm.
UN38.3.4.8: Thử nghiệm xả cưỡng bức cho Pin Lithium-ion
Mỗi pin lithium-ion sẽ được phóng điện cưỡng bức ở nhiệt độ môi trường bằng cách kết nối nó với nguồn điện một chiều 12V với 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 ampère).
Ampère là gì? Ampère (viết tắt là A) là đơn vị đo lường của dòng điện trong hệ đo lường quốc tế (SI). Nó được đặt theo tên của nhà vật lý người Pháp André-Marie Ampère, người đầu tiên nghiên cứu và phát triển về điện từ học vào thế kỷ 19.
Một ampère (A) được định nghĩa là mức dòng điện đi qua một dây dẫn trong một giây khi có một hiệu điện thế (điện áp) là 1 volt giữa hai đầu của dây dẫn đó. Đơn vị này được sử dụng để đo lường lượng điện tích (coulomb) truyền qua một điểm trong mạch điện mỗi giây. Ampère là một trong những đơn vị cơ bản trong hệ SI, và nó đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như điện học, điện tử, và điện lực.
Các tế bào lithium và tế bào thành phần phải đáp ứng yêu cầu này nếu không có hiện tượng 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 có một số thay đổi chính về thử nghiệm, bao gồm:
Pin tích hợp: Được cập nhật để kiểm tra pin trong thiết bị.Disassembly: Cho phép thêm các tiêu chí kiểm tra.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 đó; 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.
Rất quan trọng là tạo một bản tóm tắt báo cáo thử nghiệm dựa trên việc thực hiện thành công các thử nghiệm theo tiêu chuẩn UN38.3 . Những bản tóm tắt này phải có sẵn từ người gửi hàng khi có yêu cầu. Hãy tiếp tục duy trì thông tin hỗ trợ và 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.
Hướng dẫn mẫu thiết kế
Liên hợp quốc đã đưa ra nhiều quy định quan trọng về mẫu thiết kế nhằm đảm bảo an toàn và chất lượng cho các sản phẩm, đặc biệt là trong lĩnh vực sử dụng pin và tế bào lithium-ion . Những quy định này không chỉ tập trung vào việc tuân thủ các yêu cầu kiểm tra và chất lượng, mà còn nhấn mạnh tới việc tích hợp các thiết bị thông hơi an toàn cũng như các yếu tố thiết kế để đề phòng và ngăn ngừa những sự cố vỡ có thể xảy ra.
Một trong những yếu tố quan trọng trong quy định này là việc đảm bảo ngăn ngừa hiện tượng ngắn mạch từ bên ngoài. Điều này đảm bảo rằng pin và tế bào lithium-ion được thiết kế sao cho an toàn khi sử dụng và vận chuyển, tránh các tình huống không mong muốn như cháy nổ hoặc rò điện.
Ngoài ra, việc kết nối các cell hoặc chuỗi cell một cách song song và được trang bị các cơ chế ngăn dòng điện ngược nguy hiểm cũng là một yếu tố quan trọng trong quy định. Các cell lithium-ion thường được kết nối với nhau để tạo thành các bộ pin hoặc tế bào có dung lượng lớn hơn. Kết nối chúng một cách song song giúp tăng cường hiệu suất và đồng đều phân phối dòng điện, đồng thời cơ chế ngăn dòng điện ngược nguy hiểm giúp tránh tình trạng dòng điện chảy ngược vào pin khi sạc, từ đó giảm thiểu nguy cơ cháy nổ và hỏa hoạn.
Đặc biệt, quy định cũng đề cao việc áp dụng hệ thống quản lý chất lượng trong quá trình sản xuất. Điều này đảm bảo rằng quá trình sản xuất được thực hiện một cách chặt chẽ và tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế. Việc áp dụng hệ thống quản lý chất lượng này giúp giảm thiểu sai sót trong sản xuất, đảm bảo mọi sản phẩm đều đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và chất lượng, từ đó tăng cường niềm tin của người tiêu dùng và sử dụng.
Đóng gói và vận chuyển
Đóng gói và vận chuyển Gần đây, đã có các bản cập nhật về quy định vận chuyển để cải thiện việc minh họa nguy cơ cháy liên quan đến pin trong gói bằng cách đưa ra các nhãn mới, giản đơn hơn. Đồng thời, các hạn chế vận chuyển trên máy bay chở khách đã được điều chỉnh, cấm việc vận chuyển tế bào/ pin lithium-ion làm hàng hóa trên các chuyến bay chở khách. Thay vào đó, yêu cầu các mặt hàng này chỉ được phân loại và vận chuyển trên máy bay chở hàng. Đối với việc vận chuyển pin Lithium-ion thông qua đường hàng không, chúng phải được đặt ở trạng thái sạc (SOC) hoặc thấp hơn 30% . Cần ghi rõ phương pháp sử dụng và cách xác minh lô hàng để tuân thủ quy định này. Tuy nhiên, có thể tìm kiếm và cấp phép từ các cơ quan có thẩm quyền để cho phép vận chuyển một số pin thiết bị y tế nhất định ở mức SOC> 30% trên các chuyến bay. Điều này sẽ cho phép vận chuyển bằng đường hàng không các loại pin như vậy ở mức sạc cao hơn.
