Получение разрешения на международную отправку литий-ионного аккумуляторного блока — это не шутка. Если вы готовитесь к сертификации UN38.3, вам может быть интересно, с чем именно столкнется ваша система. Сегодня я расскажу о восьми основных тестах, которые необходимо знать.
Сертификация UN38.3 требует, чтобы литий-ионные аккумуляторные блоки проходили 8 строгих испытаний: моделирование высоты, тепловое испытание, вибрацию, удар, внешнее короткое замыкание, воздействие/раздавливание, переразряд и принудительный разряд. Прохождение этих тестов гарантирует безопасность ваших аккумуляторов при международных перевозках.
Готовы углубиться в детали? Давайте посмотрим, что именно включает каждое испытание и как ваша инженерная команда может подготовить систему аккумуляторов к успешному прохождению.
1 T1 – моделирование высоты
Когда вы отправляете литий-ионный аккумуляторный блок воздушным транспортом, отсек для грузов не всегда идеально герметичен.
Испытание T1 моделирования высоты гарантирует, что ваш аккумулятор сможет выдержать условия низкого давления без утечек, вентиляции или возгорания. В этом тесте аккумуляторный блок хранится при давлении 11,6 кПа (что моделирует высоту около 15 000 метров) не менее шести часов.
Если корпус вашего аккумуляторного блока не полностью герметичен, разница давления может вызвать расширение внутренних элементов или утечку электролита. Это представляет собой серьезную угрозу безопасности.
Для инженерных команд, работающих над мобильными и промышленными платформами на базе аккумуляторов, создание надежного корпуса — это первая линия защиты.
Чтобы пройти этот тест, мы часто полагаемся на прочные решения с рейтингом IP67+ из алюминия. Хорошо спроектированный корпус, изготовленный с помощью ЧПУ, обеспечивает, что разница давления не нарушит внутреннюю структурную целостность.
Если вы инженер по системам аккумуляторов или инженер по интеграции транспортных средств, вам стоит рассмотреть возможность установки клапанов сброса давления (PRV), которые могут безопасно уравнивать давление, не пропуская влагу.
2 T2 – тепловое испытание
Батареи не любят экстремальные изменения температуры.
Тест T2 Thermal Test оценивает структурную целостность вашего литий-ионного аккумуляторного блока при быстрых и экстремальных колебаниях температуры. Тест включает циклирование батареи между -40°C и +72°C в течение всего 10 циклов, при этом батарея удерживается на каждом экстремуме не менее шести часов.
Тепловое расширение и сжатие могут нанести вред внутренним компонентам. Уплотнения могут разрушиться, вкладки ячеек могут сломаться, а ваш жидкостный холодный пласт может развить микротрещины.
Если вы создаете для тяжелых грузовиков, вы уже знаете, что они предъявляют высокие требования к долговечности аккумуляторных блоков и жидкостному охлаждению.
Здесь крайне важен жидкостный холодный пластинчатый теплообменник Если материалы системы охлаждения имеют несовпадающие коэффициенты теплового расширения, напряжение во время этого теста приведет к механическому отказу.
Мы владеем глубокими инженерными знаниями, необходимыми для обеспечения того, чтобы ваша система теплового управления плавно двигалась вместе с ячейками батареи, а не боролась с ними.
3 T3 – вибрация
Перевозка тяжелого электромобиля с аккумуляторным блоком на грузовике, поезде или корабле связана с большим количеством тряски.
Тест T3 Vibration имитирует эти условия с помощью логарифмического синусоидального размаха от 7 Гц до 200 Гц и обратно за 15 минут. Этот цикл повторяется 12 раз в каждом из трех взаимно перпендикулярных монтажных положений.
Почему это важно? Постоянные вибрации могут ослабить высоковольтные соединители, повредить архитектуру интеллектуальной системы управления батареей (BMS) или вызвать трение на коммуникационных кабелях.
Для судостроителей и интеграторов вибрации — постоянный враг. Неудача здесь может привести к потере электрической целостности или, что еще хуже, к внутреннему короткому замыканию.
Чтобы снизить риск, ваша инженерная команда должна использовать метод конечных элементов (FEA) для выявления резонансных частот внутри корпуса аккумуляторного блока. Использование демпфирующих материалов и закрепление всех внутренних кабельных жгутов с помощью высококачественных автомобильных зажимов может стать отличным дополнением к вашей стратегии проектирования.
4 T4 – удар
Хотя вибрации постоянны, удары — внезапны.
Тест T4 Shock моделирует внезапные удары, которые может испытать литий-ионный аккумуляторный блок при грубой транспортировке или падении. Батарея подвергается ударной импульсной нагрузке с полусинусоидальной формой. Для больших аккумуляторных блоков (например, в электромобилях или тяжелых электромобилях) это обычно означает пиковое ускорение 50G в течение 11 миллисекунд.
Если архитектура вашей системы не закреплена надежно, удар в 50G может оторвать тяжелые компоненты от их креплений.
Этот тест специально направлен на механические крепежи, закрепляющие ячейки к жидкостному холодному пласту и корпусу аккумуляторного блока.
Если вы CTO или главный инженер на ранней стадии компании по электрификации, вы не можете позволить себе игнорировать механическую интеграцию. Проекты аккумуляторов часто терпят неудачу на этапе интеграции, потому что механические, тепловые, электрические и управляющие системы не разработаны как единое скоординированное решение.
Использование болтов высокой прочности и структурных клеев между модулями ячейки и охлаждающей пластиной может помочь вам добиться отличных результатов во время этого теста.
5 T5 – внешнее короткое замыкание
Этот тест — чистое электрическое напряжение.
Тест T5 моделирует внешнее короткое замыкание при повышенной температуре. Батарея нагревается до 57°C, а затем к ней применяется короткое замыкание с общим внешним сопротивлением менее 0,1 Ом.
Батарея должна выдержать это без разрыва, возгорания или превышения температуры 170°C.
Здесь вступают в игру ваш интеллектуальный BMS и высоковольтных распределительных устройств (PDUs) выходят на передний план.
Когда происходит короткое замыкание, ток резко возрастает. BMS должен мгновенно обнаружить этот сверхток и командовать размыканием высоковольтных контакторов в PDU, чтобы разорвать цепь до начала теплового разгона.
Для проектов систем хранения энергии (ESS), требующих крупномасштабных батарейных блоков и PDU/BMS, прохождение этого теста доказывает, что ваша логика управления работает в экстремальных условиях.
Если вашей команде трудно справиться с этим, использование партнера по интеграции «под ключ» может стать хорошим выбором для обеспечения валидации ваших систем управления и беспрепятственной пусконаладки.
6 T6 – воздействие / раздавливание
Тест T6 жесток и оценивает безопасность отдельных ячеек на предмет физической деформации.
В зависимости от типа ячейки, это включает либо падение массы 9,1 кг с высоты 61 см на стальную балку, расположенную через ячейку (удар), либо применение силы 13 кН непосредственно к ячейке (сжатие).
Цель? Обеспечить, чтобы физические повреждения ячейки не привели к катастрофическому пожару или взрыву.
Хотя этот тест в первую очередь сосредоточен на базовой химии элементов, способ их упаковки имеет огромное значение. Производители ячеек уровня Tier-1 продают вам необработанные модули, но оставляют вас с огромной инженерной головной болью по безопасной упаковке их.
Наша ключевая сила — это наш прозрачный “Принесите свои ячейки/модули”модель партнерства. Вы ведете переговоры напрямую с ведущими производителями ячеек по химии, а мы создаем прочный корпус вокруг них, чтобы поглощать ударные силы до того, как они достигнут чувствительных элементов.
7 T7 – переразряд
Перезарядка литий-ионного аккумулятора — один из самых быстрых способов вызвать тепловой разгон.
Тест T7 выводит аккумулятор за пределы его возможностей, чтобы убедиться в работе защитных механизмов. Для стандартного аккумуляторного блока электромобиля тест применяет напряжение зарядки в два раза превышающее максимальное рекомендуемое производителем значение на 24 часа.
Если здесь выйдут из строя ваши системы электроснабжения и связи VCU, аккумулятор загорится.
BMS должен проактивно вмешиваться. Он должен обнаружить превышение напряжения и физически отключить цепь зарядки.
Это требует безупречной связи VCU и интеграции высокого напряжения. Если вы инженер по электрике или HV, обеспечение точности измерения напряжения в несколько милливольт может стать разницей между успешным прохождением и катастрофической неудачей.
8 T8 – принудительный разряд
Последний барьер — тест T8, принудительный разряд.
Этот тест оценивает безопасность полностью разряженной ячейки, когда она принудительно переводится в глубокий разряд внешним источником питания.
Зачем это тестировать? В серии соединенных тяжелых аккумуляторных блоков электромобиля, если одна ячейка имеет меньшую емкость, чем остальные, она может быть переведена в отрицательное напряжение (обратная полярность) окружающими ячейками во время сильного ускорения.
Это обратное напряжение вызывает растворение меди в электролите, которая затем осаждается в виде дендритов, вызывая внутреннее короткое замыкание.
Хорошо откалиброванный BMS будет контролировать напряжение отдельных ячеек и обеспечивать блокировку при низком напряжении, отключая питание автомобиля до того, как какая-либо ячейка опустится ниже безопасного порога.
Мы работаем с клиентами как инженерный партнер по интеграции, чтобы определить архитектуру системы и интегрировать эти управляющие элементы, поддерживая валидацию до финального внедрения.
Заключение
Прохождение сертификации UN38.3 — это не просто регуляторная отметка; это доказательство того, что ваш литий-ионный аккумуляторный блок спроектирован для выживания в реальных условиях.
От выживания при ударах 50G до управления экстремным тепловым расширением на жидкой холодной пластине — эти восемь основных тестов требуют безупречной интеграции в механическую, тепловую, электрическую и управляющую области.
At Astraion Dynamics, наша миссия — сделать интеграцию аккумуляторных систем более практичной, надежной и готовой к развертыванию для требовательных реальных приложений. Мы устраняем разрыв между сырой химией ячеек и вашим индивидуальным транспортным средством, занимаясь всем — от 3D-проектирования до глобальной сертификации.
Если вы хотите сократить циклы разработки и вывести платформы с аккумуляторным питанием в эксплуатацию с большей уверенностью, мы можем помочь.
Боитесь инженерной головной боли при получении сертификата UN38.3?
Если для вас важно устранить риск интеграции и ускорить вывод продукта на рынок, запрос индивидуальной консультации по интеграции с нашей инженерной командой — отличный старт.
Нажмите здесь, чтобы заказать технический обзор архитектуры вашего аккумуляторного блока.
