آزمون‌های سلول چیست؟
تست های سلولی گروهی از آزمایش ها هستند که عملکرد، عمر و رفتار ایمنی سلول، کوچکترین واحد الکتروشیمیایی یک سیستم باتری را ارزیابی می کنند. آنها اساس آزمون های ماژول و بسته را تشکیل می دهند.
هدف آزمون‌های سلول
هدف تأیید این است که سلول دارای ویژگی های الکتریکی اعلام شده خود است و تحت شرایط سوء استفاده ایمن رفتار می کند و داده هایی برای طراحی سطح بالاتر ارائه می دهد.
آزمون‌های سلول بر چه محصولاتی اعمال می‌شود؟
- سلول های لیتیوم یون استوانه ای
- سلول های منشوری
- سلول های کیسه ای
- سلول های لیتیوم پلیمری
- سلول های ذخیره سازی صنعتی
آزمون‌های سلول در چه صنایعی کاربرد دارد؟
استانداردهای مرتبط با آزمون‌های سلول
- IEC 62133-2ایمنی در سلول ها و باتری های لیتیومی قابل حمل تست کنید
- IEC 62619ایمنی باتری لیتیوم در کاربردهای صنعتی تست کنید
- IEC 62620سلول ها و باتری های لیتیوم صنعتی تست کنید
- UN 38.3تست های ایمنی حمل و نقل بر روی باتری های لیتیومی تست کنید
- UL 1642ایمنی در سلول های لیتیومی تست کنید
- UL 2580ایمنی در باتری خودروهای الکتریکی تست کنید
- IEC 62133ایمنی در سلول ها و باتری های قابل حمل تست کنید
- UL 2054ایمنی در باتری های خانگی و تجاری تست کنید
- ISO 12405شرایط تست بسته های باتری لیتیومی خودروهای الکتریکی تست کنید
- UNECE R100ایمنی خودروی برقی و باتری تست کنید
شرایط آزمون‌های سلول
- روش شارژ
- پارامترهای CC-CV اعلام شده توسط سازنده
- دمای مرجع
- دمای محیط در استاندارد تعریف شده است
- محدودیت های ولتاژ
- ولتاژ قطع بالا و پایین اعلام شده توسط سازنده
- اندازه گیری ایمنی
- آزمایش های سوء استفاده در یک اتاقک محافظت شده در برابر انفجار انجام می شود
تجهیزات آزمون‌های سلول
- کانال های تست باتری (سایکلر)
- اتاق های دما
- سلول آزمایشی محافظ در برابر انفجار و تخلیه گاز
- ثبت دما و ولتاژ چند کاناله
الزامات نمونه برای آزمون‌های سلول
- تعداد نمونه ها توسط استاندارد قابل اجرا تعیین می شود
- مقادیر حد شارژ/تخلیه سازنده باید به صورت کتبی ارائه شود
- سلول ها باید قبل از آزمایش دوره استراحت مورد نیاز استاندارد را تکمیل کنند
- برگه اطلاعات ایمنی (SDS) مورد نیاز است
مدت آزمون‌های سلول
تست های عملکرد ممکن است روزها طول بکشد و آزمایش های زندگی ممکن است ماه ها طول بکشد. آزمایشات ایمنی معمولاً در عرض چند روز کامل می شوند.
روش اجرای آزمون‌های سلول
- 1سلول شناسایی می شود و مقادیر اعلام شده آن ثبت می شود.
- 2ظرفیت اولیه و مقاومت داخلی توسط شارژ-دشارژ اندازه گیری می شود.
- 3تست های عملکرد مورد نیاز استاندارد اعمال می شود.
- 4تست های ایمنی و سوء استفاده با نمونه های جداگانه انجام می شود.
- 5ولتاژ، جریان، دما و مشاهدات در هر آزمایش ثبت می شود.
معیارهای پذیرش آزمون‌های سلول
معیارهای پذیرش در استاندارد کاربردی تعریف شده است. معیارهای معمول در تست های ایمنی عدم وجود آتش سوزی، انفجار و نشت است. در تست های عملکرد، رعایت مقادیر اعلام شده الزامی است.
ارزیابی نتایج
نتایج در هر نمونه و به عنوان یک مجموعه ارزیابی می شوند. نتایج در سطح سلول را نمی توان مستقیماً به سطح بسته تعمیم داد. تأیید جداگانه برای سطح بالاتر مورد نیاز است.
گزارش آزمون‌های سلول
- استاندارد و بازنگری کاربردی
- شناسایی سلولی، شیمی و مقادیر اعلام شده
- لیست تست ها و پارامترهای کاربردی
- سوابق ولتاژ، جریان و دما
- مشاهدات و عکس ها
اعتباربخشی
EUROLAB دارای اعتبار شناخته شده بین المللی است که از نهادهای اعتباربخشی طرف قراردادهای شناسایی چندجانبه IAF و ILAC، تحت ISO/IEC 17025 برای تست های آزمایشگاهی، ISO/IEC 17020 برای بازرسی و نظارت، و ISO/IEC 17021-1 و سیستم گواهی محصول ISO/IEC. این زنجیره تضمین می کند که گزارش ها و گواهی های صادر شده در سراسر جهان پذیرفته می شوند.
اینکه آیا این آزمون می تواند در محدوده معتبر ارائه شود به محصول شما و استاندارد اعمال شده بستگی دارد. از آنجایی که اعتبارسنجی مبتنی بر روش است، دامنه به صورت کتبی در مرحله نقل قول تأیید می شود.
محدوده و مجوزهامقررات مرتبط
- UN 38.3 (حمل و نقل)
- مقررات باتری اتحادیه اروپا
- UNECE R100 (کاربرد وسیله نقلیه)
Batarya Testleri — این حوزه آزمون چه چیزی را پوشش می‌دهد؟
بخش زیر حوزه‌ای را توصیف می‌کند که آزمون آزمون‌های سلول به آن تعلق دارد؛ شرایط و معیارهای پذیرش این آزمون خاص در بخش‌های بالا آمده است. دامنه ویژه محصول شما در مرحله پیشنهاد قیمت به‌صورت مکتوب مشخص می‌شود.
آزمون‌های باتری به سه پرسش جداگانه پاسخ می‌دهند که هر یک مجموعه استاندارد خاص خود را دارد: آیا باتری قابل حمل است، آیا در استفاده ایمن است، آیا عملکرد اعلام‌شده را ارائه می‌دهد؟ این سه پرسش اغلب با هم اشتباه گرفته می‌شوند و این اشتباه پیامد تجاری دارد — با گزارش حمل‌ونقل نمی‌توان وارد بازار شد و با گزارش ایمنی محصول نمی‌توان محموله ارسال کرد.
در سمت حمل‌ونقل، UN 38.3 یک گذرگاه الزامی است؛ باتری بدون این مدرک قابل ارسال نیست. در سمت ایمنی، کاربرد تعیین‌کننده است: IEC 62133-2 برای محصولات قابل‌حمل، IEC 62619 و IEC 63056 برای کاربردهای صنعتی و ذخیره‌سازی انرژی، UNECE R100 و UL 2580 و ISO 6469 برای خودروهای برقی. در سمت عملکرد، ظرفیت، مقاومت داخلی، عمر چرخه، خودتخلیه، پذیرش شارژ و رفتار وابسته به دما اندازه‌گیری می‌شود.
تمایز سطح در این خانواده اساسی است و موضوعی است که بیشترین بحث را در زنجیره تأمین ایجاد می‌کند. سلول، ماژول و بسته به‌طور جداگانه ارزیابی می‌شوند؛ گواهی گرفته‌شده برای سلول انطباق بسته را نشان نمی‌دهد. در کنار سلول‌ها، رفتار بسته توسط سیستم مدیریت باتری، طراحی خنک‌سازی، ساختار مکانیکی، آرایش اتصالات و هماهنگی عایق‌بندی تعیین می‌شود. قرار دادن گزارش تأمین‌کننده سلول در پرونده بسته رویکردی رایج اما ناکافی است.
فرار حرارتی و گسترش آن حیاتی‌ترین موضوع این حوزه است. سلول لیتیومی هنگام آسیب‌دیدگی یا گرمای بیش‌ازحد ممکن است وارد واکنشی شیمیایی خودتقویت‌شونده شود؛ در این نقطه معمولاً گرفتن گرما از بیرون امکان‌پذیر نیست. استانداردهای مدرن بنابراین فرار حرارتی یک سلول را سناریوی خطای اجتناب‌ناپذیر می‌دانند و پرسش را تغییر می‌دهند: آیا رویداد به سلول‌های مجاور سرایت می‌کند، چه چیزی به بیرون از بسته آزاد می‌شود و چقدر زمان برای فرار کاربر باقی می‌ماند؟
در این حوزه سیستم مدیریت باتری نه به‌عنوان یک برد الکترونیکی بلکه به‌عنوان یک عملکرد ایمنی ارزیابی می‌شود. نشان داده می‌شود که محافظت‌های اضافه‌شارژ، تخلیه بیش‌ازحد، جریان اضافه و دمای اضافه واقعاً فعال می‌شوند، سیستم در صورت خطا به سمت ایمن می‌رود و نرم‌افزار آن تأیید شده است. در کاربردهای صنعتی و خودرویی این ارزیابی به چارچوب‌های ایمنی عملکردی مرتبط است.
جنبه مقرراتی به‌سرعت سخت‌گیرانه‌تر می‌شود. مقررات باتری اتحادیه اروپا (EU) 2023/1542 فراتر از ایمنی می‌رود و تعهداتی برای اعلام ردپای کربن، نسبت محتوای بازیافتی، اعلام دوام و ظرفیت، گذرنامه باتری و قابلیت جداسازی در باتری‌های قابل‌حمل معرفی می‌کند. این امر دامنه آزمون را فراتر از آزمون‌های ایمنی کلاسیک می‌برد.
گروه‌های روش در این حوزه
سوء استفاده از برق
اضافه‌شارژ، تخلیه بیش‌ازحد، اتصال کوتاه خارجی، تخلیه اجباری و شارژ نامتعادل. اینجاست که دیده می‌شود آیا مدارهای محافظ واقعاً کار می‌کنند.
سوءاستفاده مکانیکی
ارتعاش، ضربه، له‌شدگی، سوراخ‌شدگی، سقوط آزاد و واژگونی. بررسی می‌شود که آیا شرایط اتصال کوتاه داخلی رخ می‌دهد یا نه.
تست های حرارتی
چرخه دمایی، شوک حرارتی، نگهداری در دمای بالا، مواجهه با آتش و گسترش فرار حرارتی.
آزمون‌های محیطی
رطوبت، فشار پایین، مه‌نمک و در صورت نیاز غوطه‌وری؛ اینها در کاربردهای خودرویی و فضای باز اهمیت می‌یابند.
اندازه گیری عملکرد
ظرفیت، انرژی و توان، مقاومت داخلی، بازده، عمر چرخه، عمر تقویمی و رفتار وابسته به دما.
تایید BMS
راستی‌آزمایی آستانه‌های حفاظتی، عملکرد متعادل‌سازی سلول، ارتباطات و واکنش به خطا.
موارد رایج اشتباه‌گرفته‌شده در این حوزه
- UN 38.3 گواهی ایمنی محصول نیست؛ فقط انطباق حمل‌ونقل را نشان می‌دهد.
- گواهی سلول انطباق بسته را نشان نمی‌دهد. بسته با معماری خاص خودش به‌طور جداگانه ارزیابی می‌شود.
- دو بسته ساخته‌شده از یک سلول یکسان نتایج متفاوتی می‌دهند؛ خنک‌سازی، اتصال و ساختار مکانیکی تعیین‌کننده هستند.
- آزمون عملکرد آزمون ایمنی نیست. گزارش عمر چرخه الزامات ایمنی را برآورده نمی‌کند.
- برای باتری خودروی برقی، گزارش UL 2580 و تأیید UNECE R100 یک چیز نیستند؛ یکی ارزیابی استاندارد است و دیگری رژیم تأییدیه نوع.
- باتری خودرویی که به کاربرد عمر دوم منتقل می‌شود وارد نمایه مصرف جدیدی می‌شود؛ ارزیابی پیشین به‌طور مستقیم قابل انتقال نیست.
این نتایج از کدام تصمیم پشتیبانی می‌کنند
- انطباق حمل‌ونقل و خلاصه آزمون برای ارسال
- اعلامیه ایمنی محصول و دسترسی به بازار
- اعلامیه‌های عملکرد، دوام و ردپای کربن تحت مقررات باتری
- ارزیابی تأثیر تغییر تأمین‌کننده سلول یا BMS
- فرآیندهای پذیرش سایت برای سیستم ذخیره‌سازی انرژی
تست های مرتبط
پرسش‌های متداول درباره آزمون‌های سلول
اگر یک سلول آزمایش را پشت سر بگذارد، آیا باتری به دست آمده نیز به عنوان یک بسته سازگار است؟
نه مستقیم. انتشار حرارتی، رفتار BMS و حفاظت مکانیکی به طور جداگانه در سطح بسته ارزیابی می شوند. بنابراین آزمایش‌های سلول، ماژول و پک جایگزین یکدیگر نمی‌شوند.