ما هي الاختبارات المطلوبة قبل شحن بطاريات الليثيوم؟

جدول المحتويات

لماذا يُعدّ الاختبار قبل الشحن أمراً بالغ الأهمية؟

إذا كنت تعمل في مجال شحن بطاريات الليثيوم - سواء كنت تقوم بتصنيعها، أو دمجها في المنتجات، أو توزيعها - فمن المحتمل أنك سمعت عن متطلبات الاختبار. ولكن ما الذي يجب القيام به فعليًا قبل أن تغادر بطارياتك المستودع؟ الإجابة المختصرة هييُعد اختبار UN38.3 إلزاميًا لجميع شحنات بطاريات الليثيوم التي يتم نقلها جوًا أو بحرًا أو بالسكك الحديدية أو برًا.بدون ذلك، سترفض شركات النقل شحنتك، وستخاطر بالتأخير أو الغرامات أو ما هو أسوأ.

تُصنف بطاريات الليثيوم ضمن المواد الخطرة نظرًا لكثافة طاقتها. في ظل ظروف معينة - مثل تغيرات الضغط، ودرجات الحرارة القصوى، والصدمات الفيزيائية، أو الأعطال الكهربائية - قد تتسرب أو تشتعل أو حتى تنفجر. ولا يُعد الاختبار قبل الشحن مجرد إجراء روتيني؛يتعلق الأمر بالتأكد من قدرة بطارياتك على تحمل ضغوط النقل في العالم الحقيقي دون أن تصبح خطراً..

متطلبات الأمم المتحدة رقم 38.3 - ما هي ولماذا هي إلزامية

UN38.3 هو قسم من الأمم المتحدةدليل الاختبارات والمعايير- وتحديدًا، الجزء الثالث، القسم الفرعي 38.3. يحدد هذا القسم بروتوكولات الاختبار التي يجب أن تجتازها بطاريات الليثيوم قبل نقلها دوليًا. وقد اعتمدت منظمة النقل الجوي الدولي (IATA) هذا المعيار للنقل الجوي، ومدونة IMDG للنقل البحري، واتفاقية ADR للنقل البري الأوروبي. بعبارة أخرى:إذا كنت تشحن بطاريات الليثيوم عبر أي حدود أو بأي وسيلة نقل رئيسية، فإن معيار الأمم المتحدة رقم 38.3 ينطبق عليك..

ثمة فرق هام: يتعلق البند 38.3 من قانون الأمم المتحدة بـسلامة النقللا يتعلق الأمر بجودة المنتج أو أدائه. اجتياز اختبار UN38.3 لا يعني أن بطاريتك جيدة، بل يعني أنها آمنة للشحن. لهذا السبب، غالبًا ما يُجرى اختبار UN38.3 جنبًا إلى جنب مع معايير أخرى مثل IEC 62133 أو UL 1642، والتي تركز على السلامة الكهربائية والأداء.

الاختبارات الثمانية التي تحتاج إلى معرفتها

يتطلب معيار UN38.3 ثمانية اختبارات محددة، تُجرى بتسلسل معين. إليك ما يحاكيه كل اختبار وما يتحقق منه:

محاكاة الارتفاعتُوضع البطاريات في حجرة ضغط منخفض عند ضغط ≤11.6 كيلو باسكال لمدة ست ساعات. يحاكي هذا انخفاض ضغط المقصورة أثناء النقل الجوي، للتحقق من سلامة الأختام وبنية البطارية.

اختبار حراريتخضع البطاريات لدورات حرارية سريعة تتراوح بين -40 درجة مئوية و+72 درجة مئوية، وذلك لعشر دورات على مدى عدة أيام. يختبر هذا سلامة الختم والوصلات الداخلية في ظل تغيرات درجات الحرارة الشديدة.

اختبار الاهتزاز– يتم تطبيق اهتزاز جيبي بتردد متغير من 7 هرتز إلى 200 هرتز في ثلاثة اتجاهات متعامدة. وهذا يحاكي الاهتزاز المستمر للنقل البري والبحري والجوي.

اختبار الصدمة– تتعرض البطاريات لتسارع مقداره 150 غرامًا مع صدمات نصف جيبية مدتها 6 مللي ثانية، 18 مرة إجمالاً عبر أوضاع مختلفة. وهذا يحاكي تأثيرات التعامل معها وسقوطها العرضي.

اختبار قصر الدائرة الخارجيةعند درجة حرارة 55 درجة مئوية، يحدث قصر في أطراف البطارية مع مقاومة خارجية أقل من 0.1 أوم. وهذا يحاكي ما يحدث إذا تلامست الأطراف عن طريق الخطأ أثناء النقل.

اختبار الصدم/السحق– بالنسبة للخلايا الأسطوانية التي يزيد قطرها عن 20 مم، يُسقط وزن 9.1 كجم من ارتفاع 61 سم على الخلية. أما بالنسبة للخلايا المنشورية والأكياس والخلايا الأصغر حجمًا، فتُطبق قوة سحق مقدارها 13 كيلو نيوتن. هذا يختبر المتانة الميكانيكية.

اختبار الشحن الزائد– يتم شحن البطاريات بضعف الحد الأقصى للتيار المستمر وضعف الحد الأقصى للجهد لمدة 24 ساعة. وهذا يحاكي سيناريو عطل في الشاحن.

اختبار التفريغ القسري– يتم توصيل البطاريات بمصدر طاقة تيار مستمر 12 فولت، ويتم تفريغها قسراً بأقصى تيار مقنن. وهذا يحاكي عملية الشحن العكسي من خلايا أخرى في حزمة البطارية.

إذا كنت تقوم بشحن بطارياتغير مثبت في المعداتستحتاج أيضًا إلى اختبار سقوط من ارتفاع 1.2 متر. وإذا كانت عبوتك تحتوي على أكثر من 24 خلية أو 12 بطارية، يصبح اختبار السقوط إلزاميًا أيضًا.

ما الذي يُعتبر ناجحاً؟

لكل اختبار معايير واضحة للنجاح أو الرسوب. بالنسبة للاختبارات الأربعة الأولى (الارتفاع، الحرارة، الاهتزاز، الصدمة)، يجب أن تُظهر البطاريةيجب ألا يحدث أي تسريب، أو تهوية، أو تفكيك، أو تمزق، أو حريق، ويجب أن يظل جهد الدائرة المفتوحة 90% على الأقل من قيمة ما قبل الاختبار.بالنسبة لاختبارات قصر الدائرة والصدمات،يجب ألا تتجاوز درجة حرارة السطح 170 درجة مئويةويجب أن يكون هناكممنوع التفكيك أو التمزق أو الحريق خلال ست ساعاتفي حالة الشحن الزائد والتفريغ القسري،ممنوع التفكيك أو إشعال النار خلال سبعة أيام.

هذه ليست أرقاماً عشوائية - إنها عتبات تشير إلى ما إذا كان بإمكان البطارية تحمل النقل دون أن تصبح خطراً على السلامة.

ما وراء اختبار UN38.3 – اختبارات أخرى يجب أخذها في الاعتبار

مع أن معيار UN38.3 يسمح لك بالمرور عبر الجمارك وشحن البطارية، إلا أنه لا يُعطيك معلومات كافية عن أدائها الفعلي. إذا كنتَ جادًا في مراقبة الجودة، فستحتاج إلى إجراء اختبارات إضافية قبل الشحن.

اختبار الأداء الكهربائيتُعدّ هذه الخطوة التالية الأكثر شيوعًا. يُخبرك قياس جهد الدائرة المفتوحة (OCV) بحالة البطارية الحالية ويساعد في تقدير مستوى شحنها. يكشف اختبار المقاومة الداخلية للتيار المتردد (ACIR) والمقاومة الداخلية للتيار المستمر (DCIR) عن حالة البطارية ويمكنه رصد العلامات المبكرة للتلف. يقوم العديد من المصنّعين بإجراء اختبارات المقاومة الداخلية للتيار المتردد والتيار المستمر (DCIR).فحص بنسبة 100% على كل من OCV و ACIR كحد أدنىقبل الشحن.

إضافةً إلى ذلك، يتحقق اختبار مقاومة العزل واختبار تحمل الجهد العالي من وجود أي مشاكل تتعلق بالسلامة الكهربائية قد تؤدي إلى حدوث تماس كهربائي أو صدمات كهربائية. وتُعد هذه الاختبارات بالغة الأهمية لحزم البطاريات التي ستُستخدم في الأجهزة الاستهلاكية أو المركبات.

ملخص الاختبار – جواز سفر الشحن الخاص بك

منذ 1 يناير 2020، أصبح تقديم ملخص اختبار رسمي إلزاميًا لجميع بطاريات الليثيوم المعروضة للنقل. يجب أن تتضمن هذه الوثيقة اسم الشركة المصنعة، ورقم طراز البطارية، وقائمة بالاختبارات التي اجتازتها البطارية، وتفاصيل مختبر الاختبار، واسم الشخص المسؤول وتوقيعه، وتاريخ الإصدار.بدون ملخص الاختبار هذا، لن تقبل شركات النقل والجهات التنظيمية شحنتك.

لا يُعدّ ملخص الاختبار وثيقةً تُنجز لمرة واحدة فقط. فإذا أجريتَ تغييرات جوهرية على تصميم البطارية - سواءً في المواد أو الأبعاد أو الخصائص الكهربائية - فقد تحتاج إلى إعادة الاختبار وتحديث الملخص. ضع هذا في اعتبارك أثناء تطوير منتجك.

يُعدّ فحص البطاريات واعتمادها قبل الشحن أمرًا لا غنى عنه. لكن العملية ليست بالضرورة معقدة. فباستخدام معدات الفحص المناسبة وفهم واضح للمتطلبات، يمكنك نقل منتجاتك بثقة، مع العلم أنها ستصل إلى وجهتها بأمان.

بالنسبة للمصنعين الذين يتطلعون إلى تبسيط عملية اختبار البطاريات الخاصة بهم، فإنجهاز اختبار الأداءتقدم شركة Better Tech حلاً شاملاً. يُجري هذا الجهاز اختبارات أداء متعددة الأبعاد على البطاريات ولوحات الدوائر المطبوعة، بما في ذلك اختبارات المقاومة والجهد والدارة القصيرة والتفريغ، وذلك بفضل التشغيل الآلي الكامل وأجهزة الاستشعار عالية الدقة. يسجل نظام إدارة البيانات المتكامل جميع نتائج الاختبارات في الوقت الفعلي، ويُصدر تقارير مفصلة، ​​مما يدعم إمكانية التتبع الكاملة لإدارة الجودة. بفضل سرعة الكشف التي تصل إلى 1200 قطعة في الساعة، وقابليته للتكيف مع مختلف أحجام وأنواع البطاريات، صُمم هذا الجهاز خصيصًا لمراقبة الجودة على نطاق الإنتاج. إذا كنت تشحن بطاريات وتحتاج إلى اختبار موثوق وفعال لضمان امتثالك لمعيار UN38.3، فإن هذا الجهاز يستحق دراسة جادة.