Tiêu chuẩn UL 2596

UL 2596

Thiết bị thử nghiệm theo UL 2596

1. Nội dung và phạm vi áp dụng

• UL 2596 quy định phương pháp thử nghiệm hiệu suất nhiệt và cơ học của vật liệu làm vỏ bao pin (battery enclosure materials) dùng cho xe điện (EV), nhằm đánh giá khả năng chịu chạy nóng không kiểm soát (thermal runaway) của pin lithium-ion.
• Phạm vi thử nghiệm phản ánh các tác động nhiệt và cơ học điển hình từ sự cố chạy nóng như nhiệt độ cao, áp suất cao, vật liệu phóng ra và va chạm cơ học.

2. Mục tiêu của thử nghiệm

• UL 2596 không yêu cầu phản hồi chính xác trong ứng dụng cuối, mà nhằm so sánh đặc tính của các vật liệu khác nhau trong điều kiện chuẩn; hỗ trợ chọn vật liệu phù hợp và đánh giá biến động hiệu suất trong quá trình phát triển

3. Các phương pháp thử chính

a) Torch and Grit (TaG) Test

• Mẫu vật liệu (thường là tấm) được phơi ra ngọn lửa nhiệt độ cao kèm theo va chạm mài mòn từ hạt mài ("grit blast") nhằm mô phỏng tác động nóng và mài mòn của vật liệu bị phóng ra khi pin chạy nóng.
• ITalmatch mô tả: mẫu chịu ngọn lửa khoảng 1 200 °C trong 10 giây, rồi sau đó 5 giây tiếp tục kèm bắn grit, lặp lại nhiều chu kỳ cho đến khi mẫu xuyên thủng .

b) Battery Enclosure Thermal Runaway Test

• Mô phỏng toàn bộ sự cố: sử dụng một cụm tế bào pin (ví dụ: 25 pin 18650, trong đó có hai pin được kích nổ bằng tấm nhiệt để tạo sự kiện chạy nóng). Mẫu đặt vào buồng thử, hệ thống theo dõi nhiệt độ, áp suất và hư hỏng cơ học xảy ra .
• Phương pháp này mô phỏng trực tiếp sự tấn công từ chất phóng ra trong thực tế.

4. Mục đích ứng dụng

• So sánh hiệu suất vật liệu trong giai đoạn R&D.
• Lựa chọn vật liệu cho OEM (nhà sản xuất thiết bị gốc) và các nhà sản xuất vật liệu.
• Giảm chi phí và thời gian thử nghiệm bằng cách sử dụng mẫu tấm thay vì toàn cụm pin

5. Lưu ý và cải tiến gần đây

• Đối với các bộ phận không tiếp xúc trực tiếp với vùng va chạm chính (impingement zone), phương pháp UL 2596 có thể quá nghiêm ngặt, không phản ánh chính xác thực tế .
• Các nghiên cứu gần đây đề xuất đặt mẫu cách nghiêng (~15–25°) so với hướng gia tốc, để mô phỏng va chạm ở góc xiên — mô phỏng tốt hơn hành vi của các bộ phận nằm xa vùng va chạm
• Trong một số thử nghiệm phân tích hạt phóng ra từ pin, các mảnh kim loại lớn (> 700 μm) mềm và dễ vỡ; do đó, loại grit mềm hơn so với nhôm oxit được khuyến nghị nhằm phản ứng sát hơn với thực tế .

Tóm tắt chính