التحضير لاختبار مستوى الحزمة بموجب UN 38.3 وIEC 62619

UN 38.3 هو قسم دليل الأمم المتحدة للاختبارات والمعايير الخاص بنقل الخلايا والبطاريات الليثيومية. ويطرح سؤالاً واحدًا: هل تتحمل هذه البطارية بأمان إجهادات النقل؟

أما IEC 62619 فيتناول سؤالاً مختلفًا: متطلبات سلامة خلايا ووحدات وحزم الليثيوم أيون في التطبيقات الثابتة. فأحدهما يغطي الشحن والآخر الاستخدام.

يعني هذا عمليًا: لا يمكن شحن بطارية بلا تقرير UN 38.3، ولا تُقبل بطارية بلا مطابقة IEC 62619 في التطبيق المستهدف. ولا يحل أي منهما محل الآخر.

تُعرف اختبارات UN 38.3 عادةً باسم T1–T8 وتُطبَّق بترتيب محدد. وتضم السلسلة محاكاة الارتفاع، والدورة الحرارية، والاهتزاز، والصدمة، والدائرة القصيرة، والسحق أو الصدم، والشحن الزائد، والتفريغ القسري.

الترتيب ليس اعتباطيًا: إذ يُطبَّق كل اختبار على الحالة التي خلّفها الاختبار السابق. لذا فإن تبديل العينات بين الاختبارات أو الإخلال بالترتيب يُبطل التقرير.

أكثر نقطة يُخلط فيها هي الفرق بين الخلية والحزمة. يُطلب اختبارا T6 (الصدم/السحق) وT8 (التفريغ القسري) لخلايا الليثيوم أيون؛ وليسا مطلوبين للحزم.

هذه معلومة تخطيطية مباشرة لمصنّع الحزمة: لا حاجة لتخصيص عينة ووقت لهذين الاختبارين على مستوى الحزمة. لكن يجب أن يكون لدى الخلية داخل الحزمة تقرير UN 38.3 الخاص بها — ولا يحل تقرير الحزمة محل تقرير الخلية.

النتيجة من ناحية سلسلة التوريد: إذا كانت الخلايا تُشترى، يجب الحصول على تقرير الخلية من المورد وبناء تقرير الحزمة عليه. والبدء باختبار الحزمة دون تقرير الخلية إهدار للوقت.

يجب أن يُحدَّد مسبقًا عدد العينات وتسلسل الاختبار والتكوين الذي تدخل به الحزمة الاختبار (هل دائرة الإدارة موصولة، وهل الغلاف مُركَّب). وإذا تغيّر التكوين لاحقًا، يُعاد الاختبار.

نقطة أخرى هي الحد الذي يؤثر عنده تغيير التصميم على التقرير: فتغيير نوع الخلية أو الغلاف أو دائرة الحماية يتطلب عمومًا تقييمًا جديدًا. ودون عملية إدارة تغيير، يفقد التقرير حداثته بصمت.

توجد ظروف الاختبار ومدده ومعايير القبول في نص المعيار؛ ونحدد معًا في مرحلة العرض أي سلسلة تُطبَّق على نطاقكم.

غالبًا ما يُذكر هذان المتطلبان معًا لكنهما يجيبان عن سؤالين مختلفين ولا يحل أحدهما محل الآخر. تسأل متطلبات النقل عن سلامة البطارية أثناء النقل: السلوك الآمن في ظروف الارتفاع والحرارة والاهتزاز والصدمة والدائرة القصيرة والشحن الزائد.

يسأل معيار سلامة المنتج عن سلامة البطارية أثناء الاستخدام: وظيفة دوائر الحماية، وموازنة الخلايا، وانتشار الحرارة، والسلوك عند حدوث عطل.

لذا فإن البطارية التي اجتازت اختبار النقل قد لا تكون قد قُيِّمت من ناحية سلامة المنتج، والعكس صحيح أيضًا. ودليل النقل إلزامي للشحنة لكنه غير كافٍ لطرحها في السوق.

اختبارات مستوى الحزمة متلفة وتستهلك العينة؛ ولأن إنتاج الحزمة يأتي بعد توريد الخلايا، يُضغط جدول الاختبار إلى نهاية تطوير المنتج.

النهج الذي يخفف هذا الضغط هو إجراء مراجعة تصميم قبل تحديد تصميم الحزمة نهائيًا: إذ تُقيَّم في هذه المرحلة بنية دائرة الحماية ومسارات التهوية وترتيب الخلايا ومخطط التوصيل.

يُعد عدد العينات بندًا حاسمًا في التخطيط: إذ تستهلك سلسلة الاختبار عدة عينات، وفي غياب عينة احتياطية، يعني الفشل إعادة تخطيط البرنامج من الصفر.

يخضع شحن بطاريات الليثيوم لقواعد البضائع الخطرة، والدليل هو وجود وثيقة ملخص الاختبار في ملف الشحن. وشكل الوثيقة ومحتواها محددان.

التغليف والوسم ووضع العلامات متطلبات منفصلة: فكون الشحنة خلية أو حزمة، ومرسلة مع المعدات أو بمفردها، يغيّر فئة التغليف والعلامة.

توجد قيود إضافية للنقل الجوي والبحري؛ فقد تُقبل البطارية نفسها في وسيلة نقل بينما تخضع لشروط إضافية في وسيلة أخرى. لذا تُبنى خطة الشحن مع وسيلة النقل معًا.