غالبًا ما ينطوي شراء بطاريات الليثيوم الحاصلة على شهادة UL المخصصة للشبكات الصغيرة في أمريكا الشمالية، أو أنظمة الدعم الاحتياطي لقطاع الاتصالات، أو المباني التجارية، على مخاطر مكلفة في عملية الشراء. ويزعم العديد من بائعي البطاريات الامتثال التام للمعايير فقط لأن الخلايا الأولية الداخلية التي يستخدمونها حاصلة على اعتراف بالمكونات وفقًا لمعيار UL 1642.
يقوم مفتشو المباني ومسؤولو مكافحة الحرائق والسلطات المختصة (AHJs) التي تطبق معيار NFPA 855 والمادة 706 من القانون الكهربائي الوطني (NEC) بتقييم التركيب بأكمله بدلاً من الخلايا المنفصلة. وبدلاً من اشتراط حصول كل مشروع على سلسلة محددة من الشهادات المستقلة، فإن معايير سلامة البطاريات في أمريكا الشمالية تنقسم إلى أربعة مستويات تقييم متميزة اعتمادًا على نطاق المعدات وبنية النظام:
- المستوى 1 (تقييم الخلايا): تُقيّم معيار UL 1642 الخلايا الكهروكيميائية غير المغلفة في ظل ظروف إجهاد كهربائي وميكانيكي وحراري.
- المستوى 2 (تقييم حزم البطاريات والوحدات): تغطي معيار UL 2054 حزم البطاريات المحمولة للاستخدام المنزلي والتجاري، في حين يغطي معيار UL 1973 حزم البطاريات والوحدات المستخدمة في تخزين الطاقة الثابتة، والطاقة المساعدة للمركبات، وتطبيقات السكك الحديدية الكهربائية الخفيفة (LER).
- المستوى 3 (تقييم التحكم والسلامة الوظيفية): تُستخدم معايير UL 991 وUL 1998 لتقييم أجهزة التحكم ذات الحالة الصلبة والبرامج القابلة للبرمجة عندما تعتمد وظائف السلامة على منطق نظام إدارة البطارية (BMS) الإلكتروني (وعادةً ما يتم إجراء هذا التقييم كجزء من التحقيق في الحزمة أو النظام الأم، وليس كشهادات عامة مستقلة لكل نظام إدارة البطارية (BMS)).
- المستوى 4 (التقييم على مستوى النظام): توفر معيار UL 9540 تقييمًا للسلامة على مستوى النظام يشمل وظائف الشحن والتفريغ، والحماية، والتحكم، والاتصال، والغلاف، مع الإشارة إلى معايير مثل UL 1973 وUL 1741 بناءً على بنية النظام ومكوناته المحددة.
تصمم شركة MegSolid منصات الخلايا والوحدات والخزانات الخاصة بها استنادًا إلى هذه البنية التنظيمية من خلال أنظمة تخزين الطاقة ذات الحالة الصلبة ومعيارية تخزين الطاقة للأغراض التجارية والصناعية (C&I) الحلول، مع ملفات شهادات خاصة بكل طراز ونطاق تم التحقق منه خلال المراجعة الهندسية.
مصفوفة المقارنة الشاملة: تفسير معايير UL للبطاريات عبر أربعة مستويات تقييم
يجب على فرق الهندسة والمشتريات والبناء (EPC) التي تراجع المستندات المقدمة من الموردين أن تربط كل معيار من معايير UL بنطاقه القانوني وحدود الاختبار المادية. ويؤدي تقديم تقرير على مستوى الخلية أو شهادة حزمة محمولة لتركيب تجاري ثابت إلى رفض الترخيص أثناء مراجعة المخططات.
يوضح الجدول 1 مستويات التقييم الأربعة لبطاريات الليثيوم الحاصلة على شهادة UL وفقًا لمعايير أمريكا الشمالية، إلى جانب طريقة اختبار الحريق UL 9540A المرتبطة بها.
الجدول 1: مصفوفة التسلسل الهرمي لتقييم سلامة البطاريات وفقًا لمعايير UL
| قياسي | مستوى التقييم | نطاق المعدات المستهدفة | الشهادة / النتائج |
|---|---|---|---|
| UL 1642 | المستوى 1: المكون الأساسي (الخلية) | خلايا الليثيوم الأولية والثانوية | مكون معترف به من UR (R العكسي) |
| UL 2054 | المستوى 2A: الحقيبة المحمولة | الأدوات الكهربائية، الروبوتات المتنقلة، الأجهزة الطبية | حزمة مُدرجة أو مُعترف بها من قِبل UL |
| UL 1973 | المستوى 2B: حزمة المعدات الثابتة والمساعدة وLER | حاملات أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الثابتة، والطاقة المساعدة للمركبات، والسكك الحديدية الكهربائية الخفيفة | وحدة معتمدة أو مُدرجة في قائمة UL |
| UL 991 / 1998 | المستوى 3: التحكم والسلامة الوظيفية | أجهزة BMS ذات الحالة الصلبة (991) وبرامجها (1998) حيثما ينطبق ذلك | تم تقييمه في إطار المعيار الأصلي |
| UL 9540 | المستوى 4: نظام ESS على مستوى النظام | نظام ESS متكامل (الشحن/التفريغ، الحماية، التحكم، الاتصالات) | نظام مُدرج في قائمة UL (أو ما يعادله من NRTL) |
| UL 9540A | طريقة اختبار مقاومة الحريق (بدون تصنيف «ناجح» أو «راسب») | انتشار الحريق الناتج عن الانفلات الحراري في الخلايا والوحدات النمطية والوحدات والمنشآت | تقرير بيانات الاختبار (مراجعة NFPA 855) |
نطاقات الاختبار الرئيسية وحدودها:
- UL 1642: يُقيّم غلاف الخلية المكشوف، وسلامة الفاصل، وعمليات التهوية الآمنة في ظل بروتوكولات الإجهاد الكهربائي والميكانيكي والحراري المحددة حسب نوع الخلية، وتركيبتها الكيميائية (أولية مقابل ثانوية)، وشكل العينة.
- UL 2054: تُقيّم متانة العلب الصغيرة المحمولة المخصصة للاستخدام المنزلي والتجاري، وحماية اللوحات من الأعطال الفردية؛ ولا تنطبق على تركيبات أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الثابتة والدائمة في المباني.
- UL 1973: تُقيّم وحدات وحزم البطاريات المستخدمة في تخزين الطاقة الثابتة، والطاقة المساعدة للمركبات، والسكك الحديدية الكهربائية الخفيفة (LER)، وتشمل المقاومة العازلة، وأجهزة التحكم الوقائية، واحتواء أعطال الخلايا الداخلية.
- UL 991 و UL 1998: تُطبق هاتان المعايير عندما تعتمد وظائف الحماية الحيوية للسلامة على إلكترونيات الحالة الصلبة أو البرامج الثابتة القابلة للبرمجة؛ ويتم تقييمهما وفقًا لهيكلية الحماية الخاصة بنظام إدارة البطارية (BMS) بدلاً من أن تكون شهادات مستقلة مطلوبة لكل نظام BMS على حدة.
- UL 9540: يوفر تقييمًا شاملاً للسلامة على مستوى النظام يشمل وظائف الشحن والتفريغ، والحماية، والتحكم، والاتصال، والغلاف الخارجي، مع الإشارة إلى المعايير المعمول بها مثل UL 1973 وUL 1741 بناءً على بنية النظام.
ملاحظة بشأن التحقق من المشتريات: عند تقييم أوراق البيانات الفنية المقدمة من الموردين، يجب دائمًا طلب شهادة الامتثال (CoC) الفعلية والتحقق من إصدار المعيار الدقيق ورقم الطراز واسم مقدم الطلب في دليل المختبر المصدر قبل التوقيع على عقد توريد المعدات.
مستوى التقييم 1: شرح السلامة على مستوى الخلية ومعيار UL 1642
يبدأ تقييم مكونات حزم بطاريات الليثيوم الصناعية على مستوى الخلايا العارية. وقبل أن يقوم المهندس بدمج الخلايا في وحدة، يتم تقييم طراز الخلية من حيث سلوكها في حالات الاستخدام غير السليم وفقًا لمعيار UL 1642.
ما الذي يختبره معيار UL 1642؟
تُقيّم معيار UL 1642 (معيار بطاريات الليثيوم) مخاطر نشوب حريق أو انفجار عندما تتعرض خلايا الليثيوم الأولية (غير القابلة لإعادة الشحن) أو الثانوية (القابلة لإعادة الشحن) لسوء الاستخدام الكهربائي والميكانيكي والحراري. تعتمد قابلية تطبيق الاختبار، وتهيئة العينات (مثل الحالة الجديدة مقابل الحالة التي خضعت لدورات شحن وتفريغ)، ومعايير الاختبار المحددة على تصنيف الخلايا (الأولية مقابل الثانوية، القابلة للاستبدال من قبل الفني مقابل القابلة للاستبدال من قبل المستخدم)، وكتلة العينة، وهندسة الغلاف:
- بروتوكولات التعامل مع حالات الإساءة الكهربائية:
- — الدائرة القصيرة الخارجية: يتم توصيل أطراف الخلايا بحمل منخفض المقاومة محدد وفقًا للمعايير، في ظل ظروف درجة حرارة محيطة ودرجات حرارة مرتفعة محددة، لتقييم سلامة الغلاف وسلوك التهوية.
- — الشحن غير الطبيعي: بموجب معيار UL 1642، تنطبق إجراءات الشحن غير الطبيعي على الخلايا الأولية (غير القابلة لإعادة الشحن) التي تتعرض لتيارات شحن غير مقصودة، في حين يتم تقييم الحماية من الشحن الزائد للخلايا القابلة لإعادة الشحن (الثانوية) وسلوك الاستخدام غير السليم وفقًا للمعايير المعمول بها الخاصة بالخلايا الثانوية وحزم البطاريات (مثل UL 1973 أو UL 2054) وفقًا لملف الشحن المحدد.
- — التفريغ القسري: ينطبق على الخلايا المخصصة للاستخدام في التكوينات التسلسلية متعددة الخلايا، حيث يمكن أن تتعرض الخلية التي تم تفريغها لانعكاس الجهد بفعل الخلايا الأخرى الموصلة تسلسليًّا، وليس كاختبار موحد في جميع تطبيقات الخلايا الفردية.
- بروتوكولات التعامل مع حالات الإساءة الجسدية:
- — اختبار الضغط: يُخضع عينات الخلايا لضغط ميكانيكي بين أسطح مستوية أو محددة، وفقًا لهندسة جهاز الاختبار ومعلمات القوة المحددة لشكل الخلية وحجمها في معيار UL 1642.
- — اختبار الصدم: يُقيّم مقاومة الاختراق الميكانيكي عن طريق إسقاط وزن محدد على قضيب فولاذي موضوع عبر عينات الخلايا الأسطوانية أو المنشورية ذات الصلة، وفقًا لإجراءات اختبار الصدم المنصوص عليها في المعيار.
- — تقييمات الصدمات والاهتزازات: يُخضع المختبرون عينات الخلايا لنبضات صدمات التسارع وأنماط الاهتزاز المحددة في المعيار للتحقق من أن اللحامات الداخلية لللسانات، والوصلات الهيكلية، وموانع التسرب الطرفية تقاوم الارتخاء الميكانيكي والتسرب.
- بروتوكولات التعامل مع الإجهاد الحراري:
- — اختبار التسخين: يتم وضع عينات الخلايا في فرن يتم التحكم في درجة حرارته وفقًا لمعدل ارتفاع درجة الحرارة، ودرجة الحرارة المستهدفة المطلوب الحفاظ عليها، والمدة المحددة في معيار UL 1642 وفقًا لتصنيف العينة وتركيبتها الكيميائية.
- — اختبار التغيرات الدورية في درجة الحرارة: يتم إخضاع عينات الخلايا لدورات تتراوح بين درجات الحرارة القصوى والدنيا المحددة في المعايير القياسية، وذلك لفترات الانتظار وعدد الدورات المحددة، للتحقق من سلامة الغلاف والمانع من التسرب ضد تسرب الإلكتروليت.
يتوافق تقييم «النجاح/الفشل» في معيار UL 1642 مع كل بند اختبار محدد بدلاً من معيار عام واحد: فاعتمادًا على إجراء الاختبار المحدد وفئة العينة، تُقيّم معايير القبول ما إذا كانت العينة تُظهر أي من حالات الحريق، أو الانفجار، أو اختراق المقذوفات لشبكة الأسلاك المحيطة (كما هو الحال في اختبارات التسخين)، أو تمزق الغلاف، أو فقدانًا مفرطًا للكتلة وتسربًا للكهربوليت.
التمييز بين معيار UL 1642 على مستوى الخلية ومعيار UL 1973 على مستوى الحزمة
تُقيّم معيار UL 1642 الخلية الكهروكيميائية العارية نفسها. ونظرًا لأن الصمامات الكهربائية، والموصلات الكهربائية، ودوائر موازنة الخلايا، وحواجز القوس الكهربائي في العلبة تُعد مكونات على مستوى الحزمة وليست أجزاءً من الخلية الخام، فإنها تقع خارج نطاق معيار UL 1642. وبمجرد لحام الخلايا العارية على قضبان التوصيل ودمجها مع نظام إدارة البطارية (BMS) داخل العلبة، فإن الوحدة المُجمَّعة تُحدث تفاعلات كهربائية وحرارية متعددة الخلايا تتطلب تقييمًا على مستوى الحزمة.
لا يكفي الاعتراف بمعيار UL 1642 على مستوى الخلية وحده لإثبات امتثال وحدة البطارية الثابتة النهائية. يجب على شركات تصنيع المعدات (EPC) التحقق من التقييم المطبق على مستوى الحزمة، وإدراج النظام، ومتطلبات التركيب قبل تقديم المعدات للحصول على موافقة السلطة المختصة (AHJ).
مستوى التقييم 2: معايير الحزم والوحدات (شهادة UL 2054 مقابل شهادة UL 1973)
بمجرد لحام الخلايا على قضبان التوصيل، وتوصيلها بنظام إدارة البطارية (BMS)، وإغلاقها داخل غلاف، تنتقل المجموعة إلى مرحلة التقييم من المستوى 2. وهنا، يجب على المشترين من قطاع الأعمال (B2B) التمييز بين البطاريات المحمولة المخصصة للاستخدام المنزلي أو التجاري (UL 2054) والوحدات المصممة للتخزين الثابت، أو الطاقة المساعدة للمركبات، أو السكك الحديدية الكهربائية الخفيفة (UL 1973).
- المستوى 1: تقييم الخلايا الخام → UL 1642 (مكون معترف به - علامة UR)
- حزمة الأجهزة المحمولة / المنزلية / التجارية → UL 2054
- المعدات الثابتة / المعدات المساعدة للمركبات / وحدة LER → UL 1973
UL 2054: معيار حزم الأجهزة المحمولة والتجارية الخفيفة
تغطي المواصفة UL 2054 (المواصفة القياسية للبطاريات المنزلية والتجارية) حزم البطاريات الأولية والثانوية المحمولة المستخدمة في المعدات المنزلية والتجارية، مثل الأجهزة الإلكترونية المحمولة، والأدوات الكهربائية، والعربات الطبية، والأجهزة المحمولة. وبدلاً من تطبيق نمط اختبار واحد متطابق على كل حزمة، يحدد المعيار UL 2054 الاختبارات الكهربائية (تقييمات الشحن الزائد، والتفريغ القسري، وقصر الدائرة، وخلل الدائرة الفردي)، والميكانيكية (السقوط، والصدمات، والسحق)، وتكييف الغلاف (مثل تخفيف الضغط الحراري أو الضغط الناتج عن العفن للأغلفة البوليمرية) وفقًا للتركيب الكيميائي المحدد للبطارية، ومواد الغلاف، وتكوين الحزمة.
قد يؤدي استخدام تقرير حزمة محمولة وفقًا لمعيار UL 2054 في مشروع تخزين طاقة ثابت ودائم إلى ظهور عقبات في الحصول على التراخيص عندما يخضع هذا المشروع لقوانين التخزين الثابت:
- الاختلاف في نطاق التطبيق مقارنة بالمعايير الخاصة بالمنشآت الثابتة: تستند معايير UL 2054 إلى المعدات المضيفة المحمولة والقابلة للنقل، بدلاً من أنظمة تخزين الطاقة الثابتة المتصلة بالشبكة أو المدمجة في المباني.
- نطاق اختبار الانتشار: لا تشمل المواصفة UL 2054 إجراءات احتواء انتشار فشل الخلايا الداخلية للوحدة الثابتة والانفلات الحراري المحددة في المواصفة UL 1973.
- القوانين المعمول بها وسلطة الاختصاص المحلية (AHJ): يعتمد قبول مجموعة البطاريات في مبنى تجاري أو منشأة اتصالات أو منشأة صناعية على تصنيف المعدات المحدد، وحدود السعة، وقوانين الكهرباء والوقاية من الحرائق المعمول بها (مثل المادة 706 من قانون الكهرباء الوطني (NEC)، أو المعيار NFPA 855، أو القانون الدولي للوقاية من الحرائق)، ومتطلبات سلطة الاختصاص المحلية (AHJ).
شهادة UL 1973: الوحدات الثابتة، والوحدات المساعدة للمركبات، ووحدات السكك الحديدية الكهربائية الخفيفة
تعد المواصفة UL 1973 (المواصفة الخاصة بالبطاريات المستخدمة في التطبيقات الثابتة، وتطبيقات الطاقة المساعدة للمركبات، وتطبيقات السكك الحديدية الكهربائية الخفيفة) إحدى المواصفات الأساسية المطبقة على وحدات البطاريات وحزمها ورفوفها عبر ثلاث فئات من التطبيقات الصناعية، والتي يتم تقييمها وفقًا لفئة المنتج ومتطلبات المشروع:
- تخزين الطاقة الثابت: حوامل بطاريات تخزين الطاقة (BESS) التجارية، ومجموعات البطاريات الاحتياطية للاتصالات بجهد 48 فولت/51.2 فولت، وسلاسل البطاريات الخاصة بشركات المرافق العامة، وخزانات إمداد الطاقة غير المنقطعة (UPS) لمراكز البيانات.
- الطاقة المساعدة للمركبات: مجموعات البطاريات المساعدة التي تزود بالطاقة الأحمال غير المتعلقة بالدفع، وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، والأجهزة الإلكترونية في المركبات التجارية.
- السكك الحديدية الكهربائية الخفيفة (LER): مجموعات البطاريات المركبة في تطبيقات السكك الحديدية والنقل العام.
يتطلب الحصول على شهادة UL 1973 إجراء تقييمات كهربائية وميكانيكية وتقييمات تتعلق بفشل الخلايا، وفقًا للبنود القياسية المعمول بها والغرض من الاستخدام:
- الدائرة الواقية وتقييم العطل الفردي:
- — يقوم مهندسو المختبر بإحداث حالات عطل فردي (مثل أعطال محاكاة في أجهزة التبديل أو أجهزة الاستشعار أو مسارات الاستشعار) بينما تعمل البطارية في ظل ظروف غير طبيعية تتمثل في الشحن الزائد أو التفريغ الزائد أو التيار العالي.
- — في حالة حدوث عطل واحد، يجب أن يحافظ نظام حماية البطارية على بقاء المجموعة ضمن حدود التشغيل الآمنة أو أن ينتقل بها إلى حالة آمنة وفقًا لهيكل الحماية الذي حددته الشركة المصنعة ومتطلبات المعايير المعمول بها.
- تحمل الجهد العازل ومقاومة العزل:
- — تخضع وحدات البطاريات وسلاسلها (على سبيل المثال، الحوامل التجارية التي تعمل في نطاقات توتر توضيحية مثل 676 فولت إلى 936 فولت تيار مستمر، أو سلاسل شبكات الكهرباء العامة عند 1,331.2 فولت تيار مستمر) لاختبارات تحمل العزل الكهربائي بالتيار المتردد أو التيار المستمر (hi-pot) واختبارات مقاومة العزل، حيث تُحسب الفولتية الدقيقة للاختبار من الجهد المقنن للنظام الخاص بالمعدات وفقًا لصيغ معيار UL 1973.
- تقييم الفشل الداخلي للخلية وانتشاره:
- — يتم إحداث العطل في خلية مستهدفة داخل الوحدة باستخدام طريقة إحداث معتمدة وفقًا للمعايير ومناسبة لتصميم الخلية والوحدة.
- — يتم تقييم الامتثال وفقًا لمعايير النجاح/الفشل المحددة ومسارات الامتثال المنصوص عليها في الطبعة المعمول بها من معيار UL 1973 ومرفقها، وذلك وفقًا لبيئة التركيب المقصودة.
- تقييمات السلامة الميكانيكية:
- — اعتمادًا على ما إذا كان التجميع مصنفًا للاستخدام الثابت، أو كجهاز مساعد للمركبات، أو لخدمة السكك الحديدية الكهربائية الخفيفة، وكيفية تركيب الغلاف، فإن معيار UL 1973 يطبق البنود ذات الصلة المتعلقة بالضغط، أو الصدم، أو الاهتزاز، أو الاهتزازات.
مستوى التقييم 3: تقييم التحكم والسلامة الوظيفية (UL 991 و UL 1998)
أثناء إجراء التحقيقات وفقًا لمعيار UL 1973 أو UL 9540، يُعد تقييم المكونات الإلكترونية والبرمجيات الخاصة بنظام إدارة البطارية (BMS) خطوة هندسية مهمة كلما كانت أجهزة التحكم النشطة تؤدي وظائف وقائية حاسمة من حيث السلامة.
فهم نطاق تطبيق معياري UL 991 و UL 1998
تُعد معيارا UL 991 و UL 1998 معايير تقنية لتصميم وتقييم الأجهزة والبرامج التحكمية المتعلقة بالسلامة، وليستا شهادتي اعتماد منفصلتين ومستقلتين يتعين على كل نظام إدارة المباني (BMS) الحصول عليهما بشكل مستقل. ويعتمد تطبيق معيار UL 991 أو UL 1998 أو أي معايير سلامة وظيفية معترف بها بديلة (مثل UL 60730-1، IEC 61508، أو ISO 13849)، يعتمد على وظائف السلامة المحددة المخصصة لنظام إدارة المباني (BMS)، وبنية أجهزة الحماية، ومعايير التقييم الخاصة بالمعيار الأصلي (مثل UL 1973 أو UL 9540):
- UL 991 (اختبارات أجهزة التحكم المتعلقة بالسلامة التي تستخدم أجهزة الحالة الصلبة):
- — يُقيّم أنظمة التحكم المتعلقة بالسلامة التي تستخدم أجهزة الحالة الصلبة عندما تُعتمد تلك الدوائر في أداء وظائف الحماية الأساسية.
- — يُجري تقييمات للضغوط البيئية والكهربائية والكهرومغناطيسية (مثل التفريغ الكهروستاتيكي، والمجالات الكهرومغناطيسية المشعة، والظواهر الانتقالية السريعة، وتقلبات جهد الإمداد، أو الانحراف الحراري) التي يتم اختيارها وفقًا لأحكام المعايير المعمول بها وهيكل وحدة التحكم.
- — يُجري تحليل أعطال المكونات ومحاكاة الأعطال للتحقق من أن نظام التحكم يحافظ على السلامة أو ينتقل إلى حالة آمنة محددة تحددها وظيفة السلامة المعنية.
- UL 1998 (البرامج في المكونات القابلة للبرمجة):
- — يُقيّم البرامج القابلة للبرمجة والبرامج الثابتة المدمجة (بغض النظر عن لغة البرمجة المستخدمة) عندما تتحكم منطقية البرنامج في وظائف الحماية المتعلقة بالسلامة.
- — مراجعة بنية البرمجيات وتدابير التحكم في الأعطال، والتي قد تشمل تقنيات تصميمية مثل مؤقتات المراقبة، وفحوصات سلامة الذاكرة والسجلات (مثل CRC)، والتنفيذ الحتمي للمهام، والمعالجة الوقائية لأعطال الاتصالات، وذلك وفقًا لفئة البرمجيات وتحليل السلامة.
كيف تؤثر بنية نظام إدارة البطاريات (BMS) على تقييم السلامة الوظيفية
بموجب معياري UL 1973 و UL 9540، يعتمد نطاق تقييم التحكم على كيفية توزيع آليات القطع الوقائية الأولية والثانوية بين المكونات السلبية، والأجهزة المنفصلة، والبرامج القابلة للبرمجة. ويوضح الجدول 2 الاعتبارات المحتملة للتقييم عبر بنى الحماية الشائعة لنظام إدارة البطاريات (BMS).
الجدول 2: بنية الحماية في نظام إدارة البطارية (BMS) والاعتبارات المحتملة المتعلقة بالتقييم
| بنية الحماية | طريقة تحديد الحد الأدنى للقبول في المرحلة الابتدائية | اعتبارات محتملة تتعلق بالتقييم |
|---|---|---|
| الصمامات السلبية وقاطع التيار الحراري | عنصر صهر كهروميكانيكي | تم تقييمها وفقًا للمعايير المعمول بها الخاصة بفتائل الأمان أو الأجهزة الحرارية للمكونات (مثل UL 248)؛ ولا ينطبق تدقيق البرامج على المسار السلبي |
| حد أقصى للأجهزة غير القابلة للبرمجة | المقارنات التناظرية المنفصلة والمنطق الآلي | تحليل أعطال أجهزة التحكم ذات الحالة الصلبة والبنود ذات الصلة المتعلقة بالتوافق الكهرومغناطيسي (EMC) والبيئة (مثل معيار UL 991 أو أي معيار مكافئ) |
| قطع التيار عن وحدة التحكم القابلة للبرمجة | برمجيات ثابتة للميكروكونترولر تتحكم في أجهزة التبديل | تحليل أعطال الأجهزة بالإضافة إلى تقييم البرامج القابلة للبرمجة (مثل UL 991 و UL 1998، أو المعايير المعترف بها المكافئة مثل UL 60730-1 / IEC 61508) وفقًا لوظائف السلامة المخصصة |
نصيحة هندسية لمشتري منتجات OEM/ODM: عند شراء حزم بطاريات مخصصة أو دمج وحدات تحكم BMS من جهات خارجية، تأكد من المورد بشأن كيفية توزيع آليات القطع الآمنة الأولية والثانوية بين الأجهزة والبرامج، وتحقق من مسار تقييم السلامة الوظيفية الذي ينطبق في إطار التحقيق المستهدف وفقًا لمعيار UL 1973 أو UL 9540.
مستوى التقييم 4: تقييم السلامة على مستوى النظام (UL 9540 وشهادة UL 9540)
يتطلب دمج مجموعة بطاريات مطابقة لمعيار UL 1973 مع محول طاقة مطابق لمعيار UL 1741 التحقق من مدى توافق تكوين النظام الكامل مع قوانين التركيب المعمول بها ومتطلبات الاعتماد على مستوى النظام. في الولايات القضائية التي تطبق معيار NFPA 855 أو قانون الحرائق الدولي (IFC) أو المادة 706 من قانون الكهرباء الوطني (NEC)، تقوم السلطات المختصة بتقييم ما إذا كان النظام المتكامل حاصلًا على قائمة UL 9540 المعمول بها.
ما هو المعيار UL 9540 (أنظمة ومعدات تخزين الطاقة)؟
تقوم المواصفة UL 9540 بتقييم نظام تخزين الطاقة بالكامل باعتباره منتجًا متكاملًا، بما في ذلك مجموعات البطاريات، ومعدات تحويل الطاقة، وأجهزة التحكم، ووظائف الحماية، والمكونات الأخرى ذات الصلة. وتعتمد متطلبات التقييم المحددة على بنية النظام، والتطبيق المقصود، وإصدار المعيار المعمول به.
خلال عملية التحقيق الخاصة بشهادة UL 9540، يقوم مهندسو مختبر الاختبار المعترف به على الصعيد الوطني (NRTL) بتقييم السلامة على مستوى النظام عبر المجالات ذات الصلة:
- تنسيق عمليات الشحن والتفريغ والتحكم: يتحقق من أن النظام الفرعي للبطارية، ومعدات تحويل الطاقة، ووحدات التحكم في النظام تعمل ضمن الحدود المقدرة للجهد والتيار ودرجة الحرارة في ظل ظروف التشغيل العادية وغير العادية.
- الاتصالات والاستجابة لحالة الأمان: يُقيّم كيفية استجابة النظام المتكامل لفقدان الاتصالات الحيوية للتحكم بين الأنظمة الفرعية، مع التحقق من انتقال النظام إلى حالة تشغيل آمنة أو حالة إيقاف محددة وفقًا لتحليل السلامة والمتطلبات القياسية.
- التنسيق الكهربائي وتنسيق الدائرة القصيرة: يُقيّم مساهمات تيارات الأعطال الصادرة عن سلاسل البطاريات ومعدات تحويل الطاقة استنادًا إلى التوبولوجيا الفعلية للدائرة وبنية تنسيق أجهزة الحماية.
- إدارة الحرارة وتقييم العلب: يُقيّم الأنظمة الفرعية للتبريد في ظل ظروف التشغيل المقدرة المحددة في خطة اختبار الاعتماد، ويُقيّم العلب الخارجية أو الداخلية وفقًا لمعايير التصنيف المعلنة الخاصة بها (مع ملاحظة أن تصنيفات NEMA مثل NEMA 3R وتصنيفات الحماية من دخول العناصر الخارجية وفقًا لمعايير IEC مثل IP54 أو IP55 تتبع معايير اختبار مختلفة ولا يمكن اعتبارها متطابقة).
- واجهات الكشف عن الحرائق والتخفيف من المخاطر: تُقيّم واجهات الكشف عن الغازات، واستشعار الدخان/الحرارة، والتهوية، أو إخماد الحرائق، حيثما تكون مدرجة في تصميم النظام أو مطلوبة لفئة التركيب المقصودة (على سبيل المثال، الترابط بين أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الخاصة بالمشروع، أو أنظمة إخماد الحرائق باستخدام عوامل نظيفة مثل Novec 1230 أو وحدات الرذاذ).
UL 9540 مقابل UL 9540A: تحديثات الإصدارات والحدود القصوى المنصوص عليها في الكود
غالبًا ما يخلط مطورو المشاريع بين المعيار UL 9540 والمعيار UL 9540A. ورغم أن الرقمين يبدوان متشابهين، إلا أنهما يؤديان أدوارًا تنظيمية مختلفة:
- UL 9540 هو معيار لسلامة المنتجات على مستوى النظام، ويؤدي إلى منح علامة إدراج الشهادة لمعدات تخزين الطاقة التي تستوفي الشروط.
- تعد UL 9540A (طريقة الاختبار لتقييم انتشار الحريق الناتج عن الانفلات الحراري في أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات) طريقة اختبار للحريق تهدف إلى توليد بيانات اختبار هندسية، وليس إلى منح شهادة تثبت النجاح أو الفشل.
يجب على المهندسين الذين يراجعون وثائق اختبار UL 9540A أن يأخذوا في الاعتبار الاختلافات بين إصدارات المعيار المختلفة، بدلاً من افتراض أن كل تقرير يتبع تسلسلاً متطابقاً من أربع مراحل:
- UL 9540A، الطبعة الخامسة: اختبار منظم عبر أربعة مستويات متتالية: مستوى الخلية، ومستوى الوحدة النمطية، ومستوى الوحدة، ومستوى التركيب.
- UL 9540A، الطبعة السادسة: تحتفظ باختبارات الحريق واسعة النطاق على مستوى الخلية، ومستوى الوحدة، ومستوى التركيب، مع مراجعة قابلية تطبيق ونطاق الاختبارات على مستوى الوحدة. ويعتمد تقدم الاختبار إلى مستويات أعلى على النتائج التي تم تحقيقها في المستويات السابقة وعلى معلمات التركيب المقصودة.
توثق تقارير الاختبار UL 9540A تكوين الغازات المنبعثة من الخلايا، واحتواء الانفلات الحراري للوحدات، وسلوك انتشار الحرارة/اللهب، وذلك لأغراض مراجعة القوانين. تعتمد عتبات سعة الطاقة المطبقة، وتدابير الحماية من الحرائق، ومسافات الفصل، ومتطلبات التركيب على إصدارات معيار NFPA 855 وقوانين السلامة من الحرائق المعتمدة (بما في ذلك التحديثات حتى إصدار عام 2026 من معيار NFPA 855)، وتركيبة البطارية الكيميائية، ونوع التركيب، ومتطلبات السلطة المختصة المحلية (AHJ).
الواقع القانوني للمشتري: المعترف بها من قبل UL، والمسجلة لدى UL، ونطاق NRTL
عند مراجعة وثائق الموردين الخاصة ببطاريات الليثيوم المدرجة في قائمة UL، يجب على فرق المشتريات التمييز بين اعتماد المكونات وإدراج المنتج، والتحقق من نطاق اعتماد المختبرات.
كشف الادعاءات المضللة من جانب البائعين: علامة UR مقابل علامات الإدراج
يقدم الموردون أحيانًا شهادات المكونات كدليل على توافق النظام مع المعايير. وينبغي على المشترين التحقق من العلامة المحددة ونطاق الشهادة:
- علامة UR (مكون معتمد من UL):
- — يُظهر على شكل حرف "U" مقترنًا بحرف "R" مقلوب.
- — يشير إلى أن أحد المكونات (مثل خلية عارية مطابقة لمعيار UL 1642 أو مرحل حماية داخلي) قد خضع للتقييم بهدف دمجه في المصنع ضمن معدات كاملة وفقًا لشروط القبول المحددة.
- — لا يكفي الاعتراف بالمكون وحده لإثبات أن وحدة البطارية أو خزانة البطارية الجاهزة مدرجة في القائمة باعتبارها قابلة للتركيب الميداني بشكل مستقل.
- علامات إدراج المنتجات (مثل "مُدرج في قائمة UL"):
- — تُعرض عادةً من قِبل شركة UL Solutions على شكل رمز "UL" محاط بدائرة مع كلمة "LISTED" ورمز تعريف الإصدار/التحكم، على الرغم من أن أشكال العلامات المحددة تختلف باختلاف برنامج الاعتماد والجهة المُصدرة.
- — يشير إلى أن عينات تمثيلية لمنتج أو نظام كامل (مثل وحدة بطارية وفقًا لمعيار UL 1973 أو نظام تخزين الطاقة وفقًا لمعيار UL 9540) قد خضعت للتقييم من أجل التركيب الميداني ضمن نطاق الإدراج.
فهم نطاق معايير OSHA NRTL وقبولها من قبل السلطات المحلية المختصة (AHJ)
بموجب اللائحة 29 CFR 1910.7 الصادرة عن إدارة السلامة والصحة المهنية بالولايات المتحدة (OSHA)، تقوم الإدارة باعتماد مختبرات الاختبار المعترف بها وطنياً (NRTLs) لإجراء الاختبارات وإصدار الشهادات لمعدات أماكن العمل التي تشملها معايير السلامة الخاصة بالإدارة. وعند تقييم الشهادات الصادرة عن مختبرات مختلفة، يتعين على فرق المشتريات التحقق من حدين قانونيين هما:
- الاعتراف من قبل NRTL يقتصر على معايير محددة، وليس شاملاً:
- — NRTL هو برنامج اعتماد وليس علامة اعتماد واحدة.
- — لا تعترف إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) بكل منظمة معتمدة (مثل UL Solutions، أو Intertek/ETL، أو CSA Group، أو TÜV Rheinland، أو TÜV SÜD، أو SGS North America) إلا فيما يتعلق بمعايير الاختبار المحددة المدرجة في «نطاق الاعتراف» الرسمي لذلك المختبر. ولا يمنح حصول المختبر على صفة NRTL (مختبر معتمد من قبل المنظمة الوطنية لتصديق المعايير) الحق في إصدار شهادات لكل فئة من فئات المنتجات أو لكل معيار من معايير UL.
- اعتماد إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) مقابل موافقة السلطة المحلية المختصة (AHJ) وموافقة شركة التأمين:
- — يخضع كل من التقدير الممنوح من إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) في أماكن العمل، وإنفاذ قوانين البناء وقوانين الحماية من الحرائق المحلية، وتأمين الممتلكات التجارية لسلطات قضائية منفصلة.
حدود القبول وفقًا لمعيار NRTL: قد تشكل شهادة ETL أو CSA أو أي شهادة أخرى صادرة عن جهة اعتماد وطنية معترف بها (NRTL) بديلاً مقبولاً عن الشهادة الصادرة عن UL، شريطة أن تكون الجهة المصدرة معترفاً بها فيما يتعلق بفئة المنتج ومعيار الاختبار المعنيين، وأن تشمل الشهادة التكوين الدقيق للمعدات. ومع ذلك، يجب التأكد من قبول ذلك من قبل السلطة المختصة المحلية (AHJ) وشركة التأمين على المشروع.
عملية اختبار البطاريات في UL: بروتوكولات الاختبار في ظروف الاستخدام المفرط وبيانات الخلايا الهجينة الصلبة-السائلة
إن فهم الكيفية التي يتم بها تقييم الإساءة الكهربائية والحرارية والميكانيكية في اختبارات بطاريات UL يساعد المهندسين على تفسير ملخصات الاختبارات الصادرة عن الشركات المصنعة بدقة، دون الخلط بين معايير الاختبار المختلفة.
كيف تختلف بروتوكولات التعامل مع حالات الإساءة باختلاف المعايير
تطبق معايير اختبار الخلايا والوحدات واختبار مقاومة الحريق حدود اختبار وأساليب إشعال مختلفة، بدلاً من إجراء واحد موحد:
- اختبار الشحن الزائد للخلايا مقابل الوحدات: ينطبق الشحن غير الطبيعي على مستوى الخلايا في معيار UL 1642 على الخلايا الأولية، في حين أن اختبار الشحن الزائد للوحدات الثانوية في معيار UL 1973 يقيّم حزم البطاريات القابلة لإعادة الشحن المُجمَّعة في ظل ظروف نظام إدارة البطارية (BMS) ذات العطل الواحد، حتى الوصول إلى حدود جهد الشحن أو التيار المحددة.
- اختبار الدائرة القصيرة الخارجية: يُطبق كل من المعيار UL 1642 (عند حدود أطراف الخلايا المكشوفة) والمعيار UL 1973 (عند حدود خرج الوحدة/الحزمة) دوائر عطل ذات مقاومة منخفضة باستخدام قيم المقاومة وتكوينات أجهزة الحماية المحددة في بنود المعايير ذات الصلة.
- انتشار الانفلات الحراري مقابل اختبارات الحريق: تقيّم المواصفة UL 1973 احتواء عطل خلية واحدة داخل الوحدة، بينما تقيّم المواصفة UL 9540A انتشار الحريق الناتج عن الانفلات الحراري وتوليد الغاز باستخدام طرق الإشعال (مثل السخانات الخارجية، أو الشحن الزائد، أو اختراق المسامير، أو محفزات بديلة) المسموح بها في إصدار المعيار المعمول به واستجابة الخلية.
في خلايا أيونات الليثيوم التقليدية ذات الإلكتروليت السائل، يمكن أن تتبخر المذيبات الكربونية العضوية المتطايرة وتطلق خليطًا من الغازات القابلة للاشتعال عند ارتفاع درجات الحرارة الداخلية، حيث يتحدد وقت بدء التهوية وحجم الغاز بدقة وفقًا لتركيبة الإلكتروليت المحددة، وحالة الشحن، وهيكل الخلية.
مواصفات خلية MegSolid الهجينة الصلبة-السائلة وبيانات اختبار التحمل
كما هو موثق في أوراق البيانات الفنية الخاصة بكل خلية من خلايا MegSolid، فإن خلايا تخزين الطاقة الهجينة الصلبة-السائلة ذات الشكل المنشوري من طرازي SHS180-314Ah وSHS165-280Ah تتضمن تقنية الإلكتروليت النانوي ذي الحالة الصلبة مصمم لتقليل محتوى المذيبات السائلة الحرة ومنع التفاعلات الجانبية غير المرغوب فيها.
يعرض الجدول 3 معلمات المواصفات ومعايير الاختبار المنفصلة على مستوى الخلية وعلى مستوى الوحدة، كما وردت في أوراق المواصفات الرسمية لطرازي SHS180-314Ah وSHS165-280Ah.
الجدول 3: مواصفات الخلية الهجينة الصلبة-السائلة «MegSolid» ونتائج الاختبارات المعلنة
| المعلمة / فئة الاختبار | خلية MegSolid SHS180-314Ah | خلية MegSolid SHS165-280Ah |
|---|---|---|
| السعة المقدرة والجهد الاسمي | 314 أمبير/ساعة / 3.2 فولت (1,004.8 واط/ساعة حسب الحساب؛ 1,005 واط/ساعة حسب المواصفات الواردة في ورقة البيانات) | فئة 280 أمبير/ساعة / 3.2 فولت |
| كثافة الطاقة والكتلة | 180 واط/كجم / 390 واط/لتر (كتلة الخلية 5.60 ± 0.1 كجم) | فئة 165 واط/كجم (حوالي 350–365 واط/لتر) |
| المقاومة الداخلية وكفاءة الخلية | التيار المتردد: 0.18 ± 0.03 ميللي أوم / التيار المستمر: 0.4 ± 0.1 ميللي أوم؛ كفاءة الطاقة للخلية ≥ 94.5% | واجهة إلكتروليتية نانوية ذات مقاومة منخفضة في الحالة الصلبة |
| عمر الدورة المحدد وحالة نهاية العمر التشغيلي | 6,000 دورة حتى نسبة صالحة للاستخدام (SOH) تبلغ 80% أو أكثر (عند 0.5P/0.5P، وعمق التفريغ 100%) | ≥ 8,000 دورة حتى ≥ 70% من حالة الصحة (SOH) (عند 0.5P/0.5P، وعمق التفريغ 100%، ودرجة حرارة الغرفة) |
| اختبار اختراق الأظافر على مستوى الخلية | اختراق مسمار فولاذي بقطر 5 ملم: لم يحدث أي اندفاع حراري في ظل الظروف التي أُجريت فيها الاختبارات | التحقق من تقرير اختبار تثبيت الخلايا الخاص بالطراز المحدد وظروف العينة |
| اختبارات الحرارة وقصر الدائرة على مستوى الخلية | طريقة GB/T 36276-2023: درجة حرارة بدء الانطلاق الحراري ≥ 110 درجة مئوية؛ فرق درجة الحرارة (ΔT) في حالة الدائرة القصيرة الخارجية ذات المساحة الكبيرة < 10 درجة مئوية | طريقة GB/T 36276-2018: درجة حرارة سطح الخلية > 120 درجة مئوية أثناء اختبار الانفلات الحراري |
| اختبار الشحن الزائد على مستوى الوحدة 1C | التحقق من تقرير الشحن الزائد على مستوى الوحدة وفقًا لتكوين كل حزمة | اختبار التحميل الزائد للوحدة 1C من طراز 1P52S: لم يحدث دخان، ولا حريق، ولا انفجار |
| المعايير المشار إليها في ورقة الخلية | طرق الاختبار GB/T 36276-2023 | GB/T 36276-2018، UL 1642، UL 1973، UL 9540A، IEC 62619، RoHS، UN 38.3 |
ملاحظات التحقق الهندسي بشأن اختبارات الخلايا والوحدات التي تم الإبلاغ عنها:
- حدود الاختبار المنفصلة: اختبار اختراق الأظافر على مستوى الخلية، واختبارات الحرارة/الدائرة القصيرة على مستوى الخلية (وفقًا للمعيار GB/T 36276-2023 أو GB/T 36276-2018)، واختبارات الشحن الزائد 1C على مستوى الوحدة (بتكوين وحدة 1P52S) تمثل إجراءات اختبار متميزة. يجب على المشترين طلب تقارير الاختبار المقابلة من MegSolid للتأكد من أرقام الطرازات الدقيقة وكميات العينات وحدود الاختبار.
- الاستجابة الحرارية المشروطة: في ظل ظروف اختبار اختراق المسمار والإفراط في الشحن المحددة، أظهرت تكوينات الخلايا الهجينة الصلبة-السائلة من طراز MegSolid التي خضعت للاختبار الاستجابة الحرارية المذكورة. ويعتمد الأداء الفعلي للسلامة على تصميم الخلية، وبنية الوحدة، وظروف التشغيل، وتكوين الاختبار الكامل.
مواءمة حزم MegSolid وأنظمة C&I مع إجراءات الترخيص الخاصة بالمشروع
عند اختيار وحدات البطاريات المُجمَّعة، أو خزانات C&I، أو حاويات المرافق، يجب على مهندسي EPC التحقق من التكوين الدقيق ونطاق الاعتماد لكل طراز:
- حزم بطاريات قابلة للنقل ومثبتة على حامل بجهد 51.2 فولت:
- — MEG-Solid-512314FL1 (حزمة ليثيوم فيسفوسفات (LiFePO4) هجينة ذات حالة صلبة، 51.2 فولت، 314 أمبير ساعة، 16.07 كيلوواط ساعة؛ تيار شحن أقصى وتفريغ مستمر 200 أمبير؛ مقاومة داخلية ≤ 15 مللي أوم؛ 8,000 دورة عند عمق تفريغ (DoD) بنسبة 80٪): تذكر الصفحة الرسمية للمنتج درجة الحماية IP21/IP65 ومراجع UL وCE وUN 38.3. ونظرًا لأن IP21 وIP65 يتوافقان مع تكوينات مختلفة للغلاف (لا يمكن أن تحمل الوحدة الواحدة كلا التصنيفين في آن واحد)، يجب على المشترين تحديد تصنيف الغلاف المطلوب والتأكد من النطاق الدقيق لمعيار UL لكل طلب.
- — حزمة MG 512314 القابلة للنقل (314 أمبير/ساعة، 16,076 واط/ساعة، جهد تشغيل من 40 فولت إلى 58.4 فولت، تيار أقصى 200 أمبير، ≥ 6,000 دورة): تتضمن صفحة مواصفات المنتج معايير UL 1741 و IEC 62109-1 و IEC 62109-2 و EN 61000-6-1/-6-3 و FCC الجزء 15 الفئة B و RoHS. ونظرًا لأن معايير UL 1741 و IEC 62109-1/-2 هي معايير تتعلق بتحويل الطاقة وسلامة المحولات الكهربائية وليست معايير خاصة بحزم البطاريات بحد ذاتها، يجب على المشترين التأكد من شركة MegSolid مما إذا كانت تلك المعايير المذكورة تنطبق على محول كهربائي مرتبط أو على تكوين نظام كامل، والتحقق من وثائق اعتماد حزمة البطاريات المعمول بها في موقع مشروعهم.
- الخزائن التجارية، والرفوف المبردة بالسائل، وحاويات الخدمات:
- — سلسلة خزانات ESSA الخارجية (من 30 كيلوواط إلى 100 كيلوواط / من 55.296 كيلوواط·ساعة إلى 215.04 كيلوواط·ساعة عند 400 فولت تيار متردد، IP54): تعتمد الميزات مثل محولات العزل المدمجة، وأنظمة إخماد الحرائق باستخدام الأيروسول أو Novec 1230، وتكوينات خلايا LFP القياسية مقابل تكوينات خلايا الحالة الصلبة الاختيارية الخاصة بالمشروع على طراز ESSA المحدد ومواصفات العقد.
- — نظام Energon المبرد بالسائل LFP C&I (261.24 كيلوواط/ساعة، 125 كيلو فولت أمبير، تكوين 1P260S 314 أمبير/ساعة من بطاريات LFP، جهد تشغيل تيار مستمر من 676 فولت إلى 936 فولت، معيار الحماية IP54، كفاءة قصوى للنظام تصل إلى 90٪؛ يرجى ملاحظة أن الرقم الوارد في ورقة البيانات هذه يمثل الكفاءة القصوى للنظام وليس كفاءة الدورة الكاملة)، حاوية 5000INTL المبردة بالسائل (5,015.9 كيلوواط/ساعة، 2,700 كيلوواط عند 690 فولت تيار متردد، 1,123.2 فولت إلى 1,497.6 فولت تيار مستمر، IP55)، و نظام التحكم في الطاقة المعياري (PCS) طراز PMA080/105/125 (من 80 كيلوواط إلى 125 كيلوواط، مدخلات تيار مستمر من 615 فولت إلى 950 فولت).
حدود الامتثال المهمة: لا تعفي النتائج الإيجابية لاختبارات إساءة استخدام الخلايا أو الوحدات تركيب نظام تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) تلقائيًا من متطلبات لوائح السلامة من الحرائق، ولا تؤدي تلقائيًا إلى تقليل مسافات الفصل المنصوص عليها في معيار NFPA 855. تعتمد جميع تدابير الحماية من الحرائق، والحواجز الحرارية، ومسافات التراجع للتركيب على إصدار قانون الحرائق المعتمد، وإدراج النظام في قائمة UL 9540، وتقارير اختبار UL 9540A الخاصة بكل طراز، والموافقة الرسمية من قبل السلطة المختصة المحلية (AHJ).
الأسئلة الشائعة
ما الفرق بين المعيار UL 1973 والمعيار UL 2580؟
في حين أن معيار UL 1973 يقيّم البطاريات المستخدمة في التخزين الثابت، والطاقة المساعدة للمركبات، وتطبيقات السكك الحديدية الكهربائية الخفيفة، تقوم معيار UL 2580 (معيار البطاريات المستخدمة في المركبات الكهربائية) بتقييم حزم ووحدات بطاريات الجر المصممة خصيصًا لدفع المركبات الكهربائية في تطبيقات السيارات على الطرق المعبدة والوعرة، مع التركيز على سيناريوهات التصادمات الشديدة للسيارات، والغمر في الماء، واهتزازات الطرق.
لماذا لا يُعتبر المعيار UL 2054 عمومًا بديلاً عن المعيار UL 1973 في منشآت أنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) الثابتة؟
تم وضع معيار UL 2054 خصيصًا لحزم البطاريات المحمولة المنزلية والتجارية المستخدمة في الأدوات اليدوية والأجهزة الإلكترونية المحمولة والمعدات المحمولة. وفي حين أن معيار UL 2054 مناسب ضمن نطاقه المتعلق بالأجهزة المحمولة، فإن منشآت تخزين الطاقة الثابتة التي تخضع لأحكام المادة 706 من قانون الكهرباء الوطني (NEC)، وNFPA 855، وقانون الحرائق الدولي (International Fire Code) تتطلب عادةً أن تكون وحدات البطاريات قد خضعت للتقييم وفقًا لمعيار UL 1973 (بما في ذلك متطلبات مقاومة العزل الكهربائي الثابت واحتواء أعطال الخلايا الداخلية) كجزء من مسار الامتثال على مستوى النظام، مع مراعاة القوانين المحلية ومتطلبات السلطة المختصة (AHJ).
في أي الحالات تنطبق معايير UL 991 و UL 1998 على نظام إدارة المباني (BMS)؟
لا تُعد شهادتا UL 991 و UL 1998 شهادات مستقلة إلزامية مطلوبة لكل نظام إدارة البطارية (BMS). بل تُطبق كمعايير لتقييم السلامة الوظيفية عندما تعتمد حزمة البطاريات أو نظام تخزين الطاقة على وحدات تحكم إلكترونية ذات حالة صلبة (UL 991) أو برامج/برامج ثابتة قابلة للبرمجة (UL 1998) لتنفيذ عمليات القطع الوقائية الأساسية الحاسمة للسلامة، وحيث لا تكون تلك عناصر التحكم محمية حصريًّا بأجهزة كهروميكانيكية سلبية أو معتمدة بالفعل بموجب معيار أمان وظيفي بديل معترف به (مثل UL 60730-1 أو IEC 61508 أو ISO 13849) مقبول في إطار التحقيق الأصلي وفقًا لمعيار UL 1973 أو UL 9540.
ما الفرق بين شهادة UL 9540 واختبار UL 9540A؟
UL 9540 هو معيار لسلامة المنتجات يقيّم نظام تخزين الطاقة بالكامل ويمنح علامة إدراج في قائمة الشهادات عند الامتثال له. UL 9540A هي طريقة اختبار للحريق (وليست علامة اعتماد) تقيس انتشار الحريق الناتج عن الانفلات الحراري، ومعدلات إطلاق الحرارة، وتركيب الغازات المنبعثة، وذلك لتوفير بيانات اختبار هندسية لمراجعة قواعد السلامة من الحرائق بموجب معيار NFPA 855 وقواعد البناء الدولية (IFC).
ما هي مستويات الاختبار الواردة في معيار UL 9540A، وكيف تختلف الطبعتان الخامسة والسادسة؟
في الطبعة الخامسة من معيار UL 9540A، تم تنظيم الاختبارات على أربعة مستويات: مستوى الخلية، ومستوى الوحدة النمطية، ومستوى الوحدة، ومستوى التركيب. في الطبعة السادسة من معيار UL 9540A، احتفظ المعيار باختبارات الحريق واسعة النطاق على مستوى الخلية، ومستوى الوحدة النمطية، ومستوى التركيب، مع مراجعة قابلية تطبيق ونطاق الاختبارات على مستوى الوحدة. وفي كلا الإصدارين، لا يتطلب كل تقرير اختبار إجراء الاختبارات على جميع المستويات؛ ويعتمد ما إذا كان الاختبار سيتقدم إلى مستويات أعلى أم لا على النتائج الحرارية ونتائج انتشار الحريق التي لوحظت في المراحل السابقة، بالإضافة إلى تكوين التركيب المقصود.
كيف تقوم السلطة المختصة (AHJ) بمراجعة تقارير اختبار نظام BESS أثناء إصدار تراخيص المشروع؟
أثناء مراجعة المخطط، تقوم السلطة المحلية المختصة (مسؤول البناء ومدير الإطفاء) عادةً بالتحقق من أن المعدات تحمل قائمة اعتماد نظامية سارية (مثل UL 9540) صادرة عن مختبر معتمد من NRTL لتكوين البطارية ونظام PCS بالضبط، وتراجع تقرير اختبار الحريق UL 9540A الخاص بالطراز لتقييم انتشار الانفلات الحراري وتوليد الغازات القابلة للاشتعال، وتتأكد من أن سعة النظام ومسافات الفصل والتهوية والتحكم في الاشتعال وإخماد الحرائق تتوافق مع الإصدارات المعتمدة محليًّا من معايير NFPA 855 وIFC وIBC وNEC.
هل تحظى علامات ETL أو CSA أو TÜV بنفس القبول الذي تحظى به علامة UL؟
قد تشكل شهادات ETL أو CSA أو أي شهادات أخرى صادرة عن مختبرات معتمدة من قبل منظمة NRTL (NRTL) بديلاً مقبولاً عن الشهادة الصادرة عن UL، وذلك عندما تكون المنظمة المصدرة معتمدة من قبل إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) (أو مجلس المعايير الكندي في كندا) لفئة المنتج المحددة ومعيار الاختبار (مثل UL 1973 أو UL 9540)، ويشمل التسجيل تكوين المعدات بالضبط. ونظرًا لأن اعتراف OSHA بـ NRTL يقتصر على النطاق القياسي المنشور لكل مختبر، ولأن السلطات المحلية المختصة (AHJ) وشركات التأمين على الممتلكات تحتفظ بسلطة المراجعة المستقلة، يجب على المشترين التأكد من نطاق المختبر وقبول السلطة المحلية المختصة (AHJ) وشركة التأمين قبل الشراء.
ما هي خيارات الامتثال المتاحة إذا كان المشروع مزودًا بحامل بطاريات مطابق لمعيار UL 1973، ولكنه يفتقر إلى اعتماد مشترك وفقًا لمعيار UL 9540 مع المحول المختار؟
عندما لا تكون مجموعة البطاريات ونظام تحويل الطاقة مشمولين معًا في قائمة نظام UL 9540 قائمة حالية، تقوم فرق المشروع عمومًا بتقييم عدة مسارات اعتمادًا على متطلبات القوانين المحلية وسياسات السلطة المختصة (AHJ): اختيار طراز محول/نظام تحويل الطاقة (PCS) مدرج بالفعل في مصفوفة قائمة اعتماد UL 9540 المتعددة لأنظمة تحويل الطاقة الخاصة بالشركة المصنعة للبطاريات، أو العمل مع الشركة المصنعة لتوسيع نطاق قائمة اعتماد UL 9540 الخاصة بالمصنع لتشمل نظام تحويل الطاقة المستهدف، أو (حيثما تسمح بذلك السلطة المختصة المحلية (AHJ) واللوائح المعمول بها) الاستعانة بمختبر معتمد من NRTL لإجراء تقييم ميداني خاص بالموقع مدعوم بقوائم المكونات وبيانات اختبار UL 9540A.
ما هي العلاقة بين المعيار IEC 62619 والمعيارين UL 1973 وUL 9540؟
المعيار IEC 62619 هو معيار أمان دولي للخلايا والبطاريات الثانوية الليثيوم المستخدمة في التطبيقات الصناعية (بما في ذلك أنظمة التخزين الثابتة، والاتصالات، والمعدات الدافعة). ورغم أن المعيار IEC 62619 يشترك في بعض مفاهيم اختبارات سوء الاستخدام مع المعيار UL 1973، ويُطلب على نطاق واسع في الأسواق الأوروبية والآسيوية والدولية، فإن تقرير اختبار IEC 62619 وحده لا يحل محل إدراج المعيارين UL 1973 أو UL 9540 في الولايات القضائية في أمريكا الشمالية التي تطبق معيار NEC، أو CEC، أو NFPA 855.
كيف تختلف متطلبات الاعتماد والمشتريات الخاصة بأنظمة تخزين الطاقة بالبطاريات (BESS) بين الولايات المتحدة وكندا وأمريكا الشمالية؟
في الولايات المتحدة، تخضع التركيبات لأحكام «القانون الوطني للكهرباء» (المادة 706 من NEC)، و«القانون الدولي للحرائق» (IFC)، ومعيار NFPA 855، مع استخدام شهادات صادرة عن جهات NRTL معترف بها من قبل OSHA (التي خضعت للاختبار وفقًا لمعايير مثل UL 1973 و UL 9540). في كندا، يجب أن تتوافق التركيبات مع القانون الكندي للكهرباء (CEC الجزء الأول) وقوانين الحرائق الإقليمية، التي تتطلب علامات شهادات معتمدة من قبل سلطات التفتيش الكهربائية الإقليمية ومصدرة من قبل هيئات إصدار الشهادات المعتمدة من قبل مجلس المعايير الكندي (SCC)، مثل علامات CSA، cUL، أو علامات cETL التي تم تقييمها وفقًا للمعايير الثنائية المنسقة (بما في ذلك ANSI/CAN/UL 1973 وANSI/CAN/UL 9540) والمعايير الوطنية الكندية المعمول بها. بالنسبة لعمليات الشراء عبر الحدود في أمريكا الشمالية، يجب على المشترين تحديد علامات اعتماد مزدوجة أمريكية/كندية (cULus، cETLus، أو CSA c/us) تغطي طراز النظام بالضبط.
تسريع مشروع تخزين الطاقة الخاص بك بفضل الدعم الهندسي المعتمد
يتطلب الحصول على الموافقة على التراخيص والتأمين التجاري لتركيبات البطاريات في أمريكا الشمالية مواءمة الوثائق المتعلقة بالخلايا والوحدات وأجهزة التحكم وعلى مستوى النظام قبل خروج المعدات من المصنع. ويؤدي اختيار منصات التخزين التي تتوفر لها بيانات اختبارات إساءة الاستخدام التي تم التحقق منها ونطاق شهادات اعتماد شفاف إلى حماية جداول المشروع من التأخيرات الناجمة عن إجراءات الترخيص.
أثناء تقديم طلب عرض الأسعار (RFQ) وإجراء الفحص الفني، يرجى الاتصال بـ MegSolid فريق الهندسة للتحقق من تقارير اختبارات NRTL الخاصة بكل طراز، ونطاقات المعايير المعمول بها، ومصفوفات التوافق مع نظام PCS للمنطقة القضائية المستهدفة:
- اكتشف البنى الجاهزة عالية الأمان: اطّلع على أنظمة تخزين الطاقة الحالة الصلبة الخاصة بنا، سواء كانت على شكل خلايا أو حوامل أو حاويات.
- تكوين الخزانات والرفوف المعيارية C&I: قارن نطاقات الجهد، وأنظمة التبريد، ومواصفات الخزانات عبر مجموعة منتجاتنا لتخزين الطاقة في القطاعين التجاري والصناعي (C&I).