Προετοιμασία δοκιμών σε επίπεδο πακέτου βάσει UN 38.3 και IEC 62619

Το UN 38.3 είναι το τμήμα του Εγχειριδίου Δοκιμών και Κριτηρίων του ΟΗΕ για τη ΜΕΤΑΦΟΡΑ κυψελών και μπαταριών λιθίου. Θέτει ένα μόνο ερώτημα: αντέχει με ασφάλεια αυτή η μπαταρία τις καταπονήσεις της μεταφοράς;

Το IEC 62619 αντίθετα εξετάζει διαφορετικό ερώτημα: τις απαιτήσεις ασφάλειας κυψελών, μονάδων και πακέτων ιόντων λιθίου σε σταθερές εφαρμογές. Το ένα καλύπτει τη μεταφορά, το άλλο τη χρήση.

Στην πράξη αυτό σημαίνει: μια μπαταρία χωρίς έκθεση UN 38.3 δεν μπορεί να αποσταλεί, και μία χωρίς συμμόρφωση IEC 62619 δεν γίνεται αποδεκτή στην εφαρμογή-στόχο. Κανένα δεν υποκαθιστά το άλλο.

Οι δοκιμές του UN 38.3 ονομάζονται συνήθως T1–T8 και εφαρμόζονται με καθορισμένη ΣΕΙΡΑ. Η σειρά περιλαμβάνει προσομοίωση υψομέτρου, θερμικό κύκλο, δόνηση, κρούση, βραχυκύκλωμα, σύνθλιψη ή πρόσκρουση, υπερφόρτιση και εξαναγκασμένη εκφόρτιση.

Η σειρά δεν είναι αυθαίρετη: κάθε δοκιμή εφαρμόζεται στην κατάσταση που άφησε η προηγούμενη. Η εναλλαγή δειγμάτων μεταξύ δοκιμών ή η διακοπή της ακολουθίας ακυρώνει επομένως την έκθεση.

Το σημείο που συγχέεται συχνότερα είναι η διαφορά κυψέλης και πακέτου. Οι δοκιμές T6 (κρούση/σύνθλιψη) και T8 (εξαναγκασμένη εκφόρτιση) απαιτούνται για κυψέλες λιθίου-ιόντων· δεν απαιτούνται για πακέτα.

Αυτό είναι άμεση πληροφορία σχεδιασμού για τον κατασκευαστή πακέτου: δεν χρειάζεται δείγμα και χρόνος για αυτές τις δύο δοκιμές σε επίπεδο πακέτου. Ωστόσο η κυψέλη μέσα στο πακέτο πρέπει να έχει τη δική της έκθεση UN 38.3 — η έκθεση πακέτου δεν αντικαθιστά την έκθεση κυψέλης.

Η συνέπεια για την εφοδιαστική αλυσίδα: αν οι κυψέλες αγοράζονται, η έκθεση κυψέλης πρέπει να ληφθεί από τον προμηθευτή και η έκθεση πακέτου να χτιστεί πάνω σε αυτήν. Η έναρξη δοκιμής πακέτου χωρίς έκθεση κυψέλης είναι χαμένος χρόνος.

Ο αριθμός δειγμάτων, η ακολουθία δοκιμής και η διαμόρφωση με την οποία εισέρχεται το πακέτο στη δοκιμή (συνδεδεμένο κύκλωμα διαχείρισης, τοποθετημένο περίβλημα) πρέπει να καθοριστούν εκ των προτέρων. Αν η διαμόρφωση αλλάξει αργότερα, η δοκιμή επαναλαμβάνεται.

Ένα άλλο σημείο είναι το όριο στο οποίο μια αλλαγή σχεδιασμού επηρεάζει την έκθεση: η αλλαγή τύπου κυψέλης, περιβλήματος ή κυκλώματος προστασίας συνήθως απαιτεί νέα αξιολόγηση. Χωρίς διαδικασία διαχείρισης αλλαγών, η έκθεση ξεπερνιέται σιωπηλά.

Οι συνθήκες δοκιμής, οι διάρκειες και τα κριτήρια αποδοχής βρίσκονται στο κείμενο του προτύπου· καθορίζουμε μαζί στο στάδιο της προσφοράς ποια σειρά ισχύει για το πεδίο σας.

Αυτές οι δύο απαιτήσεις αναφέρονται συχνά μαζί αλλά απαντούν σε διαφορετικές ερωτήσεις, καμία δεν αντικαθιστά την άλλη. Οι απαιτήσεις μεταφοράς ρωτούν αν η μπαταρία είναι ασφαλής κατά τη ΜΕΤΑΦΟΡΑ: ασφαλής συμπεριφορά σε συνθήκες υψομέτρου, θερμικές, δόνησης, κρούσης, βραχυκυκλώματος και υπερφόρτισης.

Το πρότυπο ασφάλειας προϊόντος ρωτά αν η μπαταρία είναι ασφαλής κατά τη ΧΡΗΣΗ: λειτουργία κυκλωμάτων προστασίας, εξισορρόπηση κυψελών, διάδοση θερμότητας και συμπεριφορά σε βλάβη.

Επομένως μια μπαταρία που έχει περάσει τη δοκιμή μεταφοράς μπορεί να μην έχει αξιολογηθεί για ασφάλεια προϊόντος, και το αντίστροφο ισχύει επίσης. Η απόδειξη μεταφοράς είναι υποχρεωτική για μια αποστολή αλλά δεν αρκεί για τη διάθεση στην αγορά.

Οι δοκιμές σε επίπεδο πακέτου είναι καταστροφικές και καταναλώνουν το δείγμα· επιπλέον, καθώς η παραγωγή πακέτου έπεται της προμήθειας κυψελών, το πρόγραμμα δοκιμών συμπιέζεται στο τέλος της ανάπτυξης προϊόντος.

Η προσέγγιση που μειώνει αυτή τη συμπίεση είναι μια ανασκόπηση σχεδιασμού πριν οριστικοποιηθεί ο σχεδιασμός πακέτου: αρχιτεκτονική κυκλώματος προστασίας, διόδους εξαερισμού, διάταξη κυψελών και σχήμα σύνδεσης αξιολογούνται σε αυτό το στάδιο.

Ο αριθμός δειγμάτων είναι κρίσιμο στοιχείο σχεδιασμού: η σειρά δοκιμών καταναλώνει πολλά δείγματα, και χωρίς εφεδρικό δείγμα, μια αποτυχία σημαίνει επανασχεδιασμό του προγράμματος από την αρχή.

Η αποστολή μπαταριών λιθίου υπόκειται σε κανόνες επικίνδυνων εμπορευμάτων, και η απόδειξη είναι η παρουσία του συνοπτικού εγγράφου δοκιμής στον φάκελο αποστολής. Η μορφή και το περιεχόμενό του είναι καθορισμένα.

Η συσκευασία, η σήμανση και η επισήμανση είναι ξεχωριστές απαιτήσεις: το αν πρόκειται για κυψέλη ή πακέτο, και αν αποστέλλεται με εξοπλισμό ή ξεχωριστά, αλλάζει την κλάση συσκευασίας και την ετικέτα.

Υπάρχουν πρόσθετοι περιορισμοί για αεροπορική και θαλάσσια μεταφορά· η ίδια μπαταρία μπορεί να γίνεται αποδεκτή σε έναν τρόπο μεταφοράς ενώ υπόκειται σε πρόσθετους όρους σε άλλον. Το σχέδιο αποστολής επομένως καταρτίζεται μαζί με τον τρόπο μεταφοράς.