ما هو Propagation؟
اختبار الانتشار الحراري هو اختبار يتم فيه، بعد إطلاق الانفلات الحراري في خلية واحدة داخل وحدة أو حزمة، تقييم ما إذا كان الحدث سينتشر إلى الخلايا المجاورة وخارج العلبة.
الغرض من Propagation
والغرض من ذلك هو التحقق من أن تصميم البطارية يمكن أن يحتوي على فشل في خلية واحدة ويمكنه إصدار تحذير قبل ظهور خطر على الركاب أو المناطق المحيطة.
على أي منتجات يُطبَّق Propagation؟
- وحدات وحزم بطارية السيارة الكهربائية
- أنظمة تخزين الطاقة
- أنظمة البطاريات الصناعية
في أي قطاعات يُستخدم Propagation؟
المواصفات المتعلقة بـ Propagation
- لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100سلامة السيارة الكهربائية والبطارية امتحان
- يو ال 2580السلامة في بطاريات السيارات الكهربائية امتحان
- GB 38031
- IEC 62619سلامة بطارية الليثيوم في التطبيقات الصناعية امتحان
- الأمم المتحدة 38.3اختبارات سلامة النقل على بطاريات الليثيوم امتحان
- IEC 62133السلامة في الخلايا والبطاريات المحمولة امتحان
- IEC 62620خلايا وبطاريات الليثيوم الصناعية امتحان
- UL 1642السلامة في خلايا الليثيوم امتحان
- UL 2054السلامة في بطاريات الاستخدام المنزلي والتجاري امتحان
- ISO 12405شروط الاختبار لحزم بطاريات الليثيوم للسيارات الكهربائية امتحان
شروط Propagation
- اثار
- يبدأ الهروب الحراري في خلية واحدة عن طريق التسخين أو الشحن الزائد أو اختراق الأظافر
- موقف الزناد
- يتم اختيار الموضع الأسوأ (عموما المركز أو خلية الزاوية)
- يراقب
- درجات حرارة الخلايا المجاورة، وسطح العلبة ونقاط تنفيس الغاز
- فترة المراقبة
- محددة في المواصفات؛ عادة في حدود ساعات بعد الحدث
جهاز Propagation
- غرفة اختبار كبيرة الحجم محمية من الانفجار
- متعدد القنوات (عشرات القنوات) تسجيل درجة الحرارة
- نظام تحليل وتنفيس الغاز
- الكاميرا الحرارية والفيديو متعدد الكاميرات
- نظام الإطفاء
متطلبات العينة لـ Propagation
- يجب أن تكون العينة وحدة أو حزمة حقيقية
- يتم إدخاله في الاختبار مشحونًا بالكامل ومع توصيل BMS
- يجب توثيق موضع الخلية المراد تشغيلها مع مبرراتها المنطقية
- الاختبار للاستخدام مرة واحدة ومكلف
مدة Propagation
جنبًا إلى جنب مع الإعداد، والأجهزة، والاختبار، والمراقبة، يتم التخطيط عادةً لأسبوع أو أسبوعين.
إجراء Propagation
- 1تم تجهيز الوحدة أو الحزمة؛ يتم وضع عشرات المزدوجات الحرارية.
- 2يتم توصيل نظام إدارة المباني (BMS) وإعداد تسجيل البيانات.
- 3يتم شحن العينة بالكامل ووضعها في غرفة الاختبار.
- 4يتم تشغيل الهروب الحراري في الخلية المحددة.
- 5تتم مراقبة درجات حرارة الخلايا المجاورة وحالة العلبة وإطلاق الغاز.
- 6ويتم تقييم البقايا ومدى الانتشار في نهاية فترة المراقبة.
معايير قبول Propagation
تم تحديد معيار القبول في لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100 والمعايير ذات الصلة: عدم دخول مستوى خطير من الحرارة أو الغاز إلى مقصورة الركاب، وإصدار النظام تحذيرًا خلال الوقت المحدد، وعدم انتشار اللهب خارج العلبة.
تقييم النتائج
يتم تقييم عدد الخلايا التي وصل إليها الانتشار ودرجة حرارة سطح العلبة وتوقيت تحذير BMS معًا. وتظهر فعالية الحواجز الحرارية في التصميم في هذا الاختبار.
تقرير Propagation
- المعيار المطبق والتنظيم
- اثار طريقة وموقف الخلية
- تسجيل جميع قنوات درجة الحرارة
- مدى الانتشار والجدول الزمني
- سجلات تحذير BMS والفيديو والصور الفوتوغرافية
الاعتماد
حصلت EUROLAB على اعتماد معترف به دوليًا تم الحصول عليه من هيئات الاعتماد الأطراف في ترتيبات الاعتراف المتعددة الأطراف IAF وILAC، بموجب ISO/IEC 17025 للاختبارات المعملية، وISO/IEC 17020 للتفتيش والمراقبة، وISO/IEC 17021-1 وISO/IEC 17065 لشهادة النظام والمنتجات. تضمن هذه السلسلة قبول التقارير والشهادات الصادرة في جميع أنحاء العالم.
تعتمد إمكانية تقديم هذا الاختبار ضمن النطاق المعتمد على منتجك والمعيار المطبق؛ وبما أن الاعتماد يعتمد على الطريقة، يتم تأكيد النطاق كتابيًا في مرحلة عرض الأسعار.
النطاق والتفويضاتاللوائح ذات الصلة
- لجنة الأمم المتحدة الاقتصادية لأوروبا R100 الجزء الثاني
- GB 38031
- تنظيم البطارية في الاتحاد الأوروبي
Batarya Testleri — ما الذي يغطيه مجال الاختبار هذا؟
يصف القسم أدناه المجال الذي ينتمي إليه اختبار Propagation؛ أما شروط ومعايير قبول هذا الاختبار تحديدًا فترد في الأقسام أعلاه. يتم تأكيد النطاق الخاص بمنتجكم كتابيًا في مرحلة العرض السعري.
تجيب اختبارات البطاريات على ثلاثة أسئلة منفصلة، لكل منها مجموعة معايير خاصة بها: هل يمكن نقل البطارية، هل هي آمنة في الاستخدام، هل تقدم الأداء المعلن؟ غالباً ما تُخلط هذه الأسئلة الثلاثة ببعضها، وللخلط عواقب تجارية — لا يمكن دخول السوق بتقرير نقل، ولا يمكن الشحن بتقرير سلامة المنتج.
على جانب النقل، يُعد UN 38.3 بوابة إلزامية؛ لا يمكن شحن بطارية بدون هذا الإثبات. على جانب السلامة يحدد مجال التطبيق ما ينطبق: IEC 62133-2 للمنتجات المحمولة، IEC 62619 وIEC 63056 لتطبيقات التخزين الصناعي والطاقة، UNECE R100 وUL 2580 وISO 6469 للمركبات الكهربائية. على جانب الأداء تُقاس السعة والمقاومة الداخلية وعمر الدورات والتفريغ الذاتي وقبول الشحن والسلوك المعتمد على درجة الحرارة.
التمييز بين المستويات أساسي في هذه العائلة وهو الموضوع الذي يثير أكبر جدل في سلسلة التوريد. تُقيَّم الخلية والوحدة والحزمة بشكل منفصل؛ الشهادة الممنوحة للخلية لا تثبت مطابقة الحزمة. إلى جانب الخلايا، يتحدد سلوك الحزمة بواسطة نظام إدارة البطارية وتصميم التبريد والبنية الميكانيكية وترتيب التوصيلات وتنسيق العزل. وضع تقرير مورّد الخلايا في ملف الحزمة ممارسة شائعة لكنها غير كافية.
الانفلات الحراري وانتشاره هما الموضوع الأكثر أهمية في هذا المجال. قد تدخل الخلية الليثيومية في تفاعل كيميائي ذاتي الاستمرار عند تلفها أو ارتفاع حرارتها المفرط؛ عند هذه النقطة يصبح إخراج الحرارة من الخارج غير ممكن غالباً. لذلك تعامل المعايير الحديثة الانفلات الحراري لخلية واحدة كسيناريو عطل لا يمكن تجنبه، وتغيّر السؤال: هل ينتشر الحدث إلى الخلايا المجاورة، وماذا يُطلق خارج الحزمة، وكم من الوقت يتبقى للمستخدم للهروب؟
في هذا المجال يُقيَّم نظام إدارة البطارية ليس كلوحة إلكترونية بل كوظيفة سلامة. يُبيَّن أن الحماية من الشحن الزائد والتفريغ الزائد والتيار الزائد ودرجة الحرارة الزائدة تعمل فعلياً، وأن النظام ينتقل إلى الجانب الآمن عند حدوث عطل، وأن برمجياته تم التحقق منها. في التطبيقات الصناعية والمركبات ترتبط هذه التقييمات بأطر السلامة الوظيفية.
الجانب التنظيمي يزداد صرامة بسرعة. تتجاوز لائحة البطاريات الأوروبية (الاتحاد الأوروبي) 2023/1542 السلامة وتُدخل التزامات بشأن الإفصاح عن البصمة الكربونية ونسبة المحتوى المعاد تدويره والإفصاح عن المتانة والسعة وجواز سفر البطارية وإمكانية الإزالة للبطاريات المحمولة. هذا يوسّع نطاق الاختبارات إلى ما وراء اختبارات السلامة الكلاسيكية.
مجموعات الطرق في هذا المجال
سوء المعاملة الكهربائية
الشحن الزائد، التفريغ الزائد، القصر الخارجي، التفريغ القسري والشحن غير المتوازن. هنا يُرى ما إذا كانت دوائر الحماية تعمل فعلياً.
إساءة الاستخدام الميكانيكي
الاهتزاز، الصدمة، السحق، الاختراق، السقوط الحر والانقلاب. تتم مراقبة ما إذا كانت ظروف القصر الداخلي تنشأ.
الاختبارات الحرارية
دورات الحرارة، الصدمة الحرارية، التخزين في درجة حرارة عالية، التعرض للحريق وانتشار الانفلات الحراري.
الاختبارات البيئية
الرطوبة، الضغط المنخفض، رذاذ الملح، وعند الحاجة الغمر؛ تبرز هذه في تطبيقات المركبات والاستخدام الخارجي.
قياسات الأداء
السعة والطاقة والقدرة، المقاومة الداخلية، الكفاءة، عمر الدورات، العمر التقويمي والسلوك المعتمد على درجة الحرارة.
التحقق من نظام إدارة المباني
التحقق من عتبات الحماية، وظيفة موازنة الخلايا، الاتصالات والاستجابة للأعطال.
أمور يشيع الخلط بينها في هذا المجال
- UN 38.3 ليست شهادة سلامة منتج؛ فهي تثبت فقط مطابقة النقل.
- شهادة الخلية لا تثبت مطابقة الحزمة. تُقيَّم الحزمة بشكل منفصل وفق بنيتها الخاصة.
- حزمتان مبنيتان من نفس الخلية تعطيان نتائج مختلفة؛ التبريد والتوصيل والبنية الميكانيكية عوامل حاسمة.
- اختبار الأداء ليس اختبار سلامة. تقرير عمر الدورات لا يلبي متطلبات السلامة.
- بالنسبة لبطارية المركبة الكهربائية، تقرير UL 2580 والموافقة بموجب UNECE R100 ليسا الشيء نفسه؛ أحدهما تقييم معياري والآخر نظام اعتماد النوع.
- بطارية المركبة المنقولة إلى تطبيق العمر الثاني تدخل في ملف استخدام جديد؛ التقييم السابق لا ينتقل مباشرة.
ما القرارات التي تدعمها هذه النتائج
- مطابقة النقل وملخص الاختبار للشحن
- إعلان سلامة المنتج والوصول إلى السوق
- إعلانات الأداء والمتانة والبصمة الكربونية بموجب لائحة البطاريات
- تقييم أثر تغيير مورد الخلايا أو نظام إدارة البطارية
- عمليات القبول الموقعي لنظام تخزين الطاقة
الاختبارات ذات الصلة
الأسئلة الشائعة حول Propagation
لماذا يعد اختبار الانتشار باهظ الثمن وطويلًا؟
يتم التضحية بوحدة أو حزمة حقيقية لاستخدامها مرة واحدة، ويتم إعداد عشرات قنوات القياس، ويلزم وجود غرفة كبيرة الحجم محمية ضد الانفجار. ولذلك يتم تقييم التخطيط والتكلفة بشكل منفصل في مرحلة الاقتباس.