Với sự mở rộng liên tục và sử dụng rộng rãi pin, sự an toàn của pin ngày càng trở nên quan trọng. Sau khi chúng được sản xuất, các nhà sản xuất pin phải tiến hành các cuộc kiểm tra an toàn nghiêm ngặt đối với chúng để đảm bảo an toàn cho pin và giảm thiểu các nguy cơ và tai nạn an toàn tiềm ẩn. Nhưng chính xác thì chúng là gì? LIB INDUSTRY sẽ giới thiệu các bài kiểm tra độ bền và các tiêu chuẩn kiểm tra liên quan cho pin.
Khi các ứng dụng pin tiếp tục mở rộng trên các phương tiện chạy bằng điện, thiết bị điện tử tiêu dùng, hệ thống lưu trữ năng lượng và thiết bị công nghiệp, độ an toàn và độ tin cậy trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Từ rủi ro thoát nhiệt cho đến hư hỏng do rung động và áp lực môi trường, các nhà sản xuất phải đảm bảo rằng mọi pin rời khỏi nhà máy đều đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và hiệu suất nghiêm ngặt. Kiểm tra độ tin cậy không còn là tùy chọn nữa—nó cần thiết cho việc tuân thủ, tiếp cận thị trường và danh tiếng thương hiệu.
Gần đây, một trong những khách hàng quốc tế của chúng tôi đã khen ngợi LIB buồng kiểm tra pin để kiểm soát nhiệt độ chính xác, hiệu suất ổn định và hoạt động lâu dài đáng tin cậy. Buồng này cho phép kiểm tra chu trình nhiệt và độ bền ở nhiệt độ cao một cách chính xác, giúp nhóm R&D của họ cải thiện đáng kể hiệu quả xác nhận độ an toàn của pin. Được thiết kế để mô phỏng điều kiện khắc nghiệt, các phòng thử nghiệm môi trường của LIB cung cấp môi trường được kiểm soát cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn về độ tin cậy của pin toàn cầu.
Tại sao pin cần kiểm tra độ tin cậy trước khi rời khỏi nhà máy?
Pin ngày nay cung cấp năng lượng cho rất nhiều thiết bị—máy tính xách tay, dụng cụ y tế, hệ thống hàng không vũ trụ, điện thoại di động, dụng cụ điện không dây, đồ chơi điện trẻ em, v.v. Trong tương lai, pin cũng sẽ đóng vai trò là nguồn năng lượng cốt lõi cho xe điện và xe hybrid. Với tình hình phát triển của pin trung tâm, việc đảm bảo an toàn cho chúng đã trở thành mối quan tâm hàng đầu trong suốt quá trình phát triển. Vấn đề này đã thu hút sự chú ý rộng rãi vào năm 2006, khi một loạt pin lithium do Sony sản xuất trong máy tính xách tay bị thu hồi sau các báo cáo về vụ nổ. Kể từ đó, những sự cố tương tự liên quan đến điện thoại di động – bao gồm cả iPhone của Apple – tiếp tục xuất hiện. Những sự kiện này nhấn mạnh lý do tại sao việc kiểm tra pin nghiêm ngặt không còn là tùy chọn nữa; nó trở thành một phần thiết yếu trong việc đưa bất kỳ sản phẩm chạy bằng pin nào ra thị trường một cách an toàn.
Vấn đề này có thể được xem xét từ ba góc độ khác nhau:
1. Từ góc nhìn của các nhà sản xuất pin
Hoạt động với tư cách là OEM để sản xuất pin điện, các nhà sản xuất pin phải chạy sản phẩm của mình thông qua thử nghiệm rộng rãi để hiểu đầy đủ các đặc tính hiệu suất của chúng. Một sự tương tự hữu ích: giống như các cá nhân có thể thực hiện các bài đánh giá IQ, đánh giá tính cách hoặc bài kiểm tra thể lực để hiểu rõ hơn về điểm mạnh của bản thân và hướng dẫn các quyết định cá nhân, các nhà sản xuất pin cũng cần có cái nhìn sâu sắc không kém về cách sản phẩm của họ hoạt động trong các điều kiện khác nhau. Dữ liệu này trở thành nền tảng để xây dựng các thuật toán quản lý pin chính xác.
2. Từ góc nhìn của các nhà sản xuất xe
Với tư cách là người sử dụng cuối cùng của công nghệ pin điện, các nhà sản xuất ô tô có trách nhiệm xác nhận rằng loại pin họ chọn có thể đáp ứng kỳ vọng về hiệu suất trong toàn bộ vòng đời của xe—không chỉ khi ra mắt mà còn trong suốt nhiều năm sử dụng thực tế.
3. Từ góc độ của các tổ chức chứng nhận
Đóng vai trò là người gác cổng thị trường, các tổ chức chứng nhận dựa vào các tiêu chuẩn và khung pháp lý đã được thiết lập để sàng lọc các sản phẩm không đảm bảo an toàn, trách nhiệm với môi trường hoặc hiệu quả chi phí. Thông qua các phương pháp thử nghiệm có cấu trúc, các cơ quan này hoạt động để xác định và ngăn chặn các sản phẩm kém chất lượng hoặc lỗi thời trước khi chúng đến tay người tiêu dùng.
Các tiêu chuẩn để kiểm tra độ tin cậy của pin là gì?
Tiêu chuẩn kiểm tra pin quốc tế được tham khảo rộng rãi
Các tiêu chuẩn này chủ yếu được ban hành bởi một số tổ chức chủ chốt: Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC), Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO), Phòng thí nghiệm Bảo lãnh (UL), Hiệp hội Kỹ sư Ô tô (SAE), cùng với nhiều cơ quan quản lý khác nhau của Châu Âu.
1. Tiêu chuẩn quốc tế
Những đóng góp của IEC cho các tiêu chuẩn về pin điện xoay quanh IEC 62660-1:2010 và IEC 62660-2:2010.
Trong khi đó, ISO đã phát triển một bộ ba phần— ISO 12405-1:2011, ISO 12405-2:2012 và ISO 12405-3:2014 — lần lượt bao gồm pin công suất cao, pin năng lượng cao và tiêu chí hiệu suất an toàn. Các tiêu chuẩn này được tạo ra để cung cấp cho nhà sản xuất một danh mục các hạng mục và phương pháp thử nghiệm để lựa chọn trong quá trình phát triển.
2. Tiêu chuẩn từ Hoa Kỳ
UL 2580:2011 , có tiêu đề Pin cho xe điện , tập trung vào việc đánh giá mức độ hoạt động của pin trong điều kiện lạm dụng và mức độ hiệu quả của chúng trong việc bảo vệ con người khi việc lạm dụng đó dẫn đến hỏng hóc. Phiên bản sửa đổi của tiêu chuẩn này đã được phát hành vào năm 2013.
SAE duy trì một trong những khung tiêu chuẩn sâu rộng và được thiết lập tốt nhất trong lĩnh vực ô tô.
SAE J2464:2009 , Thử nghiệm lạm dụng và an toàn đối với hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại cho xe điện và xe điện hybrid là một trong những tài liệu tham khảo thử nghiệm lạm dụng toàn diện sớm nhất được áp dụng trên khắp Bắc Mỹ và quốc tế. Nó nêu rõ phạm vi áp dụng cho từng thử nghiệm, chỉ định dữ liệu nào cần thu thập và thậm chí đề xuất số lượng mẫu cần thiết để thử nghiệm.
Tiêu chuẩn an toàn SAE J2929:2011 , cho hệ thống pin đẩy xe điện và xe hybrid , được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn pin điện trước đó để thiết lập các tiêu chuẩn an toàn bao gồm hai tình huống: điều kiện vận hành bình thường và điều kiện bất thường có thể phát sinh khi xe điện đang chạy.
SAE J2380:2013 , Kiểm tra độ rung của ắc quy xe điện , vẫn là tiêu chuẩn được tham khảo rộng rãi để kiểm tra độ rung của ắc quy. Nó được phát triển bằng cách sử dụng dữ liệu thống kê được thu thập từ thử nghiệm đường xe trong thế giới thực, mang lại cho phương pháp luận của nó sự liên quan chặt chẽ với điều kiện lái xe thực tế và khiến nó trở thành một điểm tham chiếu có giá trị.
3. Tiêu chuẩn từ các tổ chức khác
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) giám sát chính sách năng lượng quốc gia, quản lý lĩnh vực năng lượng và tài trợ cho nghiên cứu các công nghệ liên quan đến năng lượng. Trở lại năm 2002, chính phủ Hoa Kỳ đã phát động sáng kiến 'FreedomCAR', sau đó sáng kiến này đã đưa ra các hướng dẫn thử nghiệm hệ thống ắc quy xe điện hybrid cũng như các quy trình thử nghiệm lạm dụng đối với hệ thống lưu trữ năng lượng được sử dụng trong xe điện và xe hybrid.
VDA của Đức (Verband der Automobileindustrie) được thành lập để mang lại sự nhất quán cho các tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp ô tô trong nước. Trong số các tiêu chuẩn đã được công bố là Thử nghiệm hệ thống pin VDA 2007 , cho xe hybrid , trong đó đề cập đến việc kiểm tra hiệu suất và độ tin cậy dành riêng cho hệ thống pin xe hybrid.
Ủy ban Kinh tế của Châu Âu ECE R100.2 , có tên chính thức là Các điều khoản thống nhất liên quan đến việc phê duyệt phương tiện liên quan đến các yêu cầu cụ thể đối với tàu điện , đưa ra các yêu cầu mục tiêu đối với phương tiện chạy điện trên bốn lĩnh vực chính: hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại, an toàn chức năng và khí thải hydro. Phần thứ hai giới thiệu các yêu cầu mới được bổ sung, tập trung đặc biệt vào độ an toàn và độ tin cậy của hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại.
 |
của pin Buồng đo nhiệt độ và độ ẩm |
Phòng thử nghiệm lạm dụng nhiệt để mô phỏng hiện tượng quá nhiệt và thoát nhiệt của tế bào/pin, mô-đun và gói lithium-ion , có thiết kế an toàn được tăng cường với chức năng phát hiện khói và ngăn cháy. Tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế chính bao gồm IEC 62660-2, IEC 62133, UL 2580, UL 1642, UL 1973, UL 2054 và SAE J2929. |
|
Những bài kiểm tra độ tin cậy nào mà pin cần thực hiện?
1. Kiểm tra sốc nhiệt độ và chu kỳ
Thử nghiệm này chủ yếu đánh giá những thay đổi về tính toàn vẹn của pin do tiếp xúc với những thay đổi nhiệt độ quá mức và đột ngột, chẳng hạn như sự giãn nở và co lại của các bộ phận pin khi xe đi vào hoặc ra khỏi gara có hệ thống sưởi hoặc làm lạnh trong quá trình vận chuyển. Trong quá trình kiểm tra sốc nhiệt độ và chu kỳ, pin phải chịu hai giới hạn nhiệt độ cao và thấp và được giữ ở mỗi giới hạn nhiệt độ trong một thời gian xác định. Các thử nghiệm sốc nhiệt độ và chu kỳ được mô tả trong các tiêu chuẩn và quy định có các giới hạn nhiệt độ tối đa khác nhau. Giới hạn nhiệt độ dưới của tất cả các tiêu chuẩn và quy định là -40°C (IEC62660-2 có nhiệt độ tối thiểu là -20°C trong trường hợp vận hành trực tiếp), mặc dù giới hạn nhiệt độ trên có khác.
2. Kiểm tra độ ổn định nhiệt
Thử nghiệm này chủ yếu đánh giá độ ổn định của pin ở nhiệt độ cao để xác định nhiệt độ khởi động quá nhiệt của pin hoặc độ ổn định ở nhiệt độ cao. Trong quá trình thử nghiệm, nhiệt độ của pin được tăng tuần tự ở mức 5°C/phút, tăng đến nhiệt độ quy định và duy trì trong 30 phút hoặc cho đến khi xảy ra hư hỏng nghiêm trọng đối với pin.
Tiêu chuẩn SAEJ2464:2009 nghiêm ngặt hơn, không chỉ yêu cầu tốc độ gia nhiệt 5°C/phút mà còn duy trì nhiệt độ trong 30 phút ở mỗi bước nhiệt độ và yêu cầu nhiệt độ tối đa 300°C (cao hơn nhiệt độ hoạt động tối đa của pin) cho đến khi nhiệt độ đạt 300°C hoặc xảy ra hiện tượng Tự nóng lên (lớn hơn 1,0°C/phút). Nó được sử dụng để đánh giá thời gian khởi động thoát nhiệt và độ ổn định nhiệt của pin.
Các tiêu chuẩn khác đánh giá hiệu suất của pin ở nhiệt độ cao và mục tiêu không phải là đạt đến trạng thái thoát nhiệt mà là đánh giá độ ổn định nhiệt của pin ở nhiệt độ đó. Pin được tăng tuần tự từ nhiệt độ phòng ở mức 5°C/phút lên 130°C và đặt ở nhiệt độ này trong 30 phút.
3. Kiểm tra lão hóa
Hiệu suất của pin sau khi lão hóa ở nhiệt độ cao sẽ ổn định hơn. Hầu hết các nhà sản xuất pin đều áp dụng các phương pháp vận hành lão hóa ở nhiệt độ cao trong quá trình sản xuất. Nhiệt độ là 45-50 độ C trong 1-3 ngày, sau đó bảo quản ở nhiệt độ phòng.
Các hiện tượng bất lợi tiềm ẩn của pin sẽ bộc lộ sau quá trình lão hóa ở nhiệt độ cao: chẳng hạn như thay đổi điện áp, thay đổi độ dày và thay đổi điện trở trong đều là những thử nghiệm trực tiếp về các chỉ số toàn diện về độ an toàn và hiệu suất điện hóa của những loại pin này.
Các phương pháp và trường hợp kiểm tra độ tin cậy của pin
của pin Buồng đo nhiệt độ và độ ẩm |
  |
||||
Phạm vi nhiệt độ |
-20oC ～+150oC |
||||
Loại thấp |
A: -40oC B: -70oC C -86oC |
||||
Phạm vi độ ẩm |
20%-98%RH |
||||
Độ lệch nhiệt độ |
± 2,0oC |
||||
Tốc độ gia nhiệt |
3oC / phút |
||||
Tốc độ làm mát |
1oC / phút |
||||
Bộ điều khiển |
Bộ điều khiển màn hình cảm ứng LCD màu có thể lập trình, Giao diện đa ngôn ngữ, Ethernet, USB |
||||
chất làm lạnh |
R404A, R23 |
||||
Chất liệu bên ngoài |
Tấm thép có lớp phủ bảo vệ |
||||
Chất liệu nội thất |
thép không gỉ SUS304 |
||||
Cấu hình tiêu chuẩn |
1 lỗ cáp (Φ 50) có phích cắm; 2 kệ |
||||
Chức năng hẹn giờ |
Có thể cài đặt 0,1~999,9 (S,M,H) |
||||
| Thiết kế chống cháy nổ | xích cửa chống cháy nổ, cửa sổ quan sát chống cháy nổ, đầu báo khói, hệ thống phun nước chữa cháy Vỏ chống cháy nổ | ||||
|
|
 |
 |
Bộ điều khiển màn hình cảm ứng |
Phát hiện khóa liên động khói và khí |
Phòng làm việc chống ăn mòn mạnh mẽ |
Lỗ truy cập nguồn tích hợp |
Kiểm tra ngắn mạch :
1) Ở nhiệt độ 25°C, đặt một cục pin vào môi trường buồng thử nghiệm và để yên trong 30 phút để đảm bảo nhiệt độ chung của pin đơn phù hợp với nhiệt độ trong buồng thử nghiệm môi trường;
2) Thực hiện kích thích ngắn mạch cho pin đơn ở bước 1), điện trở ngắn mạch là 10 phút;
3) Ghi lại sự thay đổi điện áp, dòng điện ngắn mạch và nhiệt độ của pin đoản mạch, đồng thời kiểm tra trạng thái và trọng lượng của pin đơn trước và sau khi thử nghiệm.
Kiểm tra quá tải :
1) Ở 25°C, đặt một pin vào buồng thử nghiệm môi trường và để yên trong 30 phút để đảm bảo nhiệt độ chung của pin đơn phù hợp với nhiệt độ trong buồng thử nghiệm môi trường;
2) Kích thích pin đơn ở bước 1) bằng cách sạc quá mức, dòng sạc quá mức là 1C và thời gian sạc quá mức là 90 phút;
3) Ghi lại sự thay đổi điện áp và nhiệt độ của pin đã sạc quá mức cũng như trạng thái và trọng lượng của từng pin trước và sau khi thử nghiệm.
Kiểm tra hệ thống sưởi :
1) Ở 25°C, đặt một pin vào buồng thử nghiệm môi trường và để yên trong 30 phút để đảm bảo nhiệt độ chung của pin đơn phù hợp với nhiệt độ trong buồng môi trường;
2) Làm nóng pin đơn ở bước 1), nhiệt độ làm nóng là 130°C và thời gian làm nóng là 60 phút;
3) Ghi lại sự thay đổi điện áp và nhiệt độ của pin sưởi, đồng thời kiểm tra trạng thái và trọng lượng của pin đơn trước và sau thí nghiệm.
Các thiết bị cần thiết:Buồng thử nhiệt độ và độ ẩm , Buồng thử sốc nhiệt, Lò sấy.
Yêu cầu : Kiểm tra không rò rỉ, không thông hơi, không hở mạch, không đứt, không cháy nổ.
Chu kỳ nhiệt Mục đích: Thử nghiệm này đánh giá tính nguyên vẹn bịt kín của tế bào và pin cũng như các kết nối điện bên trong của chúng, đồng thời kiểm tra nhiệt độ của thử nghiệm chu trình sử dụng.
Quy trình kiểm tra: Bảo quản tế bào hoặc pin ở nhiệt độ 72°C trong ít nhất 6 giờ, sau đó bảo quản ở -40°C trong ít nhất 6 giờ và thời gian chuyển đổi giữa hai nhiệt độ không quá 30 phút. Mỗi tế bào hoặc pin phải được kiểm tra trong 10 giờ. Chu kỳ, sau đó bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Đối với pin và cell cỡ lớn, thời gian bảo quản ở nhiệt độ thử nghiệm không được nhỏ hơn 12h.
Yêu cầu : Không rò rỉ, không xả khí, không hở mạch, không đứt, không nổ và không cháy trong quá trình thử nghiệm IEC 62660-2 Thử nghiệm độ tin cậy và lạm dụng pin lithium cho xe điện Độ bền nhiệt độ cao: Pin được làm nóng trong lò đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡng bức, nhiệt độ của lò được nâng lên 130°C với tốc độ 5±2/phút và pin được vận hành ở nhiệt độ này trong 30 phút.
Đi xe đạp nhiệt độ. Thử nghiệm này được thiết kế để mô tả độ bền nhiệt của pin bằng cách tiếp xúc xen kẽ với môi trường nhiệt độ thấp và cao để tạo ra sự giãn nở và co lại.
Đặt pin vào buồng thử trong 5 chu kỳ và quan sát trong 1 giờ sau khi kết thúc. Mẫu thử nghiệm gia nhiệt tiêu chuẩn pin lithium U11642 được làm nóng trong lò đối lưu tự nhiên hoặc lò đối lưu cưỡng bức. Nhiệt độ của lò được nâng lên 130°C với tốc độ 5±2°C/phút và duy trì trong 10 phút.
Tóm tắt và dịch vụ của chúng tôi
Pin đã trở thành một phần thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày. Pin được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, vì vậy việc kiểm tra bộ pin, mô-đun pin và tế bào pin là rất quan trọng đối với sự an toàn của người dùng. Với sự phổ biến của xe điện, nhu cầu về sự an toàn của ắc quy xe điện cũng sẽ tăng lên. Thực hiện kiểm tra toàn bộ vòng đời và dung lượng là một bước quan trọng trong việc xác minh độ an toàn và độ bền của pin. 
Khi chọn LIB INDUSTRY, bạn sẽ được làm việc với đội ngũ chuyên nghiệp của chúng tôi với kiến thức toàn diện về kiểm tra hiệu suất pin và các ưu điểm khác:
● Các chuyên gia của chúng tôi dẫn đầu trong việc kiểm tra pin và tiếp tục hỗ trợ bạn trong toàn bộ chuỗi giá trị từ thành phần đến sản phẩm cuối cùng, giúp bạn luôn dẫn đầu đối thủ cạnh tranh.
● Trong quá trình R&D, các dịch vụ thử nghiệm của chúng tôi sẽ hỗ trợ bạn đưa ra các quyết định kỹ thuật phục vụ tốt nhất cho mục tiêu thiết kế của bạn, đồng thời có tác động lâu dài đến hiệu suất của pin.
● Thiết bị của chúng tôi mở ra khả năng cải tiến chất lượng và giảm nguy cơ thu hồi và yêu cầu bảo hành sau khi sản phẩm được đưa ra thị trường.
● Các giải pháp thử nghiệm của chúng tôi rất hiệu quả, giúp bạn giảm thời gian phát triển sản phẩm và đưa sản phẩm ra thị trường nhanh hơn.
● Đảm bảo hiệu suất của pin bằng các dịch vụ kiểm tra độ tin cậy của pin của chúng tôi và các thử nghiệm của chúng tôi có thể tạo nên sự khác biệt giữa thành công về mặt thương mại và thực tế của bạn.
Đảm bảo pin của bạn đáp ứng các tiêu chuẩn về độ tin cậy và an toàn toàn cầu bằng các giải pháp kiểm tra chuyên nghiệp. Liên hệ LIB Industry hôm nay để thảo luận về các yêu cầu kiểm tra pin của bạn và đẩy nhanh quá trình đưa sản phẩm của bạn ra thị trường.
