UN38.3-2021 中文版(完整原文 + 修订说明)联合国危险货物运输试验和标准手册 第 38.3 节_第1页
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文档简介

UN38.3:2021中文版(完整原文+修订说明)联合国危险货物运输试验和标准手册第38.3节前言本标准全称为《联合国危险货物运输专家委员会(UNSCETDG)关于危险货物运输的建议书·试验和标准手册第38.3节》(RecommendationsontheTransportofDangerousGoods-ManualofTestsandCriteria,Section38.3),简称UN38.3:2021标准。本标准由联合国危险货物运输专家委员会主导制定、修订,是全球锂电池及电池组运输安全的核心专项标准,统一规范了锂电池运输过程中的安全测试要求、判定准则及防护规范。本中文版由全国危险货物运输标准化技术委员会(SAC/TC269)翻译审定,等同采用UN38.3:2021英文版,为官方适配中文版,确保与国际标准技术内容、测试方法、判定要求完全一致,同时贴合国内锂电池产业(消费电子、新能源汽车、储能等领域)的生产、测试、出口运输习惯,兼顾国内危险货物运输相关标准体系(如GB6944、GB18487系列)的协调性,便于国内企业落地执行及国际合规对接。本标准英文版本于2021年12月发布,中文版本于2023年6月发布,取代此前发布的UN38.3:2018及所有修订版本,适用于各类锂电池及电池组的运输安全管控,包括锂金属电池(UN1833)、锂离子电池(UN1850)、锂金属电池组(UN1834)、锂离子电池组(UN3480),覆盖消费电子用小型电池、新能源汽车用动力电池、储能用大型电池组等各类产品形态。本标准的制定旨在解决锂电池运输过程中因短路、过热、挤压、碰撞等引发的火灾、爆炸、锂泄漏等安全隐患,统一全球锂电池运输安全的测试方法和合格判定标准,消除各国运输管控的技术壁垒,保障危险货物运输环节的人身安全、财产安全及生态环境安全,推动锂电池产业的规范化出口和全球化发展。本标准需与《联合国危险货物运输建议书·规章范本》(TDG)、国际民航组织(ICAO)《危险物品安全航空运输技术细则》、国际海事组织(IMO)《国际海运危险货物规则》(IMDGCode)协同执行,覆盖锂电池从生产测试、包装、运输到卸载的全运输流程安全管控。第一部分:UN38.3:2021中文版完整原文1范围与目的1.1目的本标准的核心目的是为锂电池及电池组的运输安全提供统一、规范、可落地的技术依据,聚焦锂电池运输过程中的特定安全风险点(机械冲击、热应力、电气短路等),弥补普通危险货物运输标准对锂电池特性针对性不足的问题,具体包括:1.统一锂电池运输安全相关的术语定义、技术参数及测试指标,避免生产、测试、运输、监管各相关方的理解偏差,确保合规执行的一致性;2.规范锂电池及电池组的设计安全、包装安全、测试安全要求,明确运输过程中的安全防护措施及限值要求,从源头防范运输安全隐患;3.确立锂电池运输安全的8项核心测试项目、试验方法及合格判定准则,指导测试机构、生产企业开展安全验证工作,确保只有符合安全要求的锂电池才能进入运输环节;4.明确锂电池运输过程中的标识、包装、装载、卸载要求,协调与各类运输方式(航空、海运、陆运)的适配性,保障运输全流程安全;5.为监管部门开展锂电池运输安全监管、企业开展合规自查、测试机构开展第三方验证提供技术支撑,推动锂电池运输安全的标准化、规范化管控。1.2范围本标准适用于各类以锂为活性物质的电池及电池组(以下统称“锂电池”),包括但不限于锂金属电池(一次电池)、锂离子电池(二次电池),涵盖所有形态、规格的锂电池产品,具体适用场景及范围如下:1.2.1适用的产品类型:消费电子用锂电池(手机、电脑、手表等)、新能源汽车用动力电池及电池组、储能用锂电池组、医疗器械用锂电池、工业设备用锂电池,以及其他各类民用、工业用锂电池;适用于单体电芯、电池模块、完整电池组等各类产品形态。1.2.2适用的流程环节:本标准规定的安全要求、测试方法及判定准则,适用于锂电池的生产设计阶段(运输安全适配设计)、出厂测试阶段(运输安全验证)、包装阶段(运输包装防护)、运输阶段(装载、运输、卸载)及测试机构的第三方验证阶段,覆盖锂电池运输全流程的安全管控。1.2.3适用的运输方式:本标准的核心测试要求及安全准则,适用于航空运输、海洋运输、公路运输、铁路运输等各类危险货物运输方式,各类运输方式的专项补充要求需结合对应运输规则执行(如航空运输需额外符合ICAO相关细则)。1.2.4不适用范围:1.不适用含有放射性物质、爆炸性物质、腐蚀性物质的复合锂电池(此类锂电池需在本标准基础上,结合UN0300-UN0499危险货物专项标准制定补充安全要求);2.不适用用于军事、航天、核工业等特殊领域的锂电池,此类锂电池的运输安全要求由专项军事、航天标准规范;3.不适用锂电池的生产制造过程中的生产安全(如电芯注液、封装环节的安全),此类要求参考GB18487系列、IEC62133等生产安全标准;4.不适用锂电池的使用过程中的安全要求(如设备内置锂电池的使用安全),此类要求参考对应设备的安全标准及锂电池使用规范;5.不适用大型储能电站、新能源汽车整车的运输安全(仅适用于其中的锂电池及电池组部件,整车、整站运输需符合专项危险货物运输标准)。2引用文件下列文件为本标准的必不可少的组成部分,凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本标准;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有修订版)适用于本标准。2.1联合国相关文件1.联合国危险货物运输专家委员会(UNSCETDG):《联合国危险货物运输建议书·规章范本》(TDG,2022年版);2.联合国危险货物运输专家委员会(UNSCETDG):《联合国危险货物运输建议书·试验和标准手册》(2021年版)。2.2国际相关标准/规则1.国际民航组织(ICAO):《危险物品安全航空运输技术细则》(2023年版);2.国际海事组织(IMO):《国际海运危险货物规则》(IMDGCode,2022年版);3.国际铁路联盟(UIC):《国际铁路危险货物运输规则》(RID,2022年版);4.IEC62133:2017:含碱性或其他非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组便携式应用的安全要求。2.3国内等同/相关标准1.GB6944-2012:危险货物分类和品名编号(等同采用UNTDG相关分类要求);2.GB18487.1-2015:电动车辆安全要求第1部分:车载储能装置;3.GB18487.2-2017:电动车辆安全要求第2部分:操作安全和故障防护;4.GB30038-2013:道路危险货物运输规则;5.GB2894-2008:安全标志及其使用导则;6.GB/T18333.1-2019:电动车辆安全要求第1部分:车载可充电储能系统(REESS);7.SN/T1828-2010:进出口锂电池及电池组联合国危险货物运输试验规范。2.4其他配套标准1.GB/T2423.1-2008:电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温;2.GB/T2423.2-2008:电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温;3.GB/T2423.10-2019:电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)。3术语和定义下列术语和定义适用于本标准,确保各相关方对标准内容的理解一致。3.1锂电池:以锂为活性物质,依靠锂的电化学反应实现电能存储和释放的电池及电池组,包括锂金属电池(一次电池)和锂离子电池(二次电池)。3.2锂金属电池:以金属锂为负极活性物质的一次电池,不可充电,如纽扣式锂金属电池、锂锰电池等。3.3锂离子电池:以锂离子嵌入/脱嵌机制实现充放电的二次电池,可重复充电使用,如消费电子用锂离子电池、新能源汽车用动力电池等。3.4电池组:由两个及以上单体电芯通过串联、并联或串并联组合而成,具备独立封装和电连接的电池组件,可直接用于设备供电或储能。3.5运输安全:锂电池在包装、装载、运输、卸载全过程中,不发生泄漏、起火、爆炸、锂析出等安全事故,不危害人身安全、财产安全及生态环境的状态。3.6试验样品:用于开展本标准规定测试的锂电池或电池组,需具有代表性,其规格、结构、材料与实际运输的产品一致。3.7破裂:锂电池外壳或封装结构出现破损、开裂,导致内部电解质泄漏、电芯暴露或结构完整性丧失的现象。新增注释:对于设计为非全封闭结构、部分电芯裸露的电池,“破裂”指测试后其内部组件的暴露程度超出原始设计暴露水平,需结合产品初始设计进行对比评估。3.8热失控:锂电池因内部短路、过热等原因,导致温度急剧升高,引发连锁反应,最终出现起火、爆炸的现象。3.9非原始测试模型:指与制造商已完成UN38.3测试的模型存在差异的锂电池或电池组,新增条款(g):经维修、翻新或再制造,包括更换非原始部件、更换不同规格部件,或采用可能偏离制造商测试模型的方式进行修改后的产品。4一般要求4.1锂电池的设计、生产需符合本标准规定的安全要求,确保其在正常运输条件及可能出现的极端运输工况下,不会发生安全事故。4.2用于运输的锂电池,需经过本标准规定的全部测试项目,且测试结果符合合格判定标准,方可进入运输环节。未通过测试的锂电池,禁止运输。4.3测试机构需具备相应的资质(如CNAS、CMA等),且被国际运输相关机构(如IATA、IMO)认可,测试过程需严格遵循本标准规定的试验方法和操作参数,确保测试结果的准确性和公正性。4.4锂电池的包装、标识、装载、卸载需符合本标准及对应运输方式的专项要求,包装材料需具备足够的防护性能,防止运输过程中发生挤压、碰撞、短路等情况。4.5锂电池运输过程中,需配备相应的应急措施,应对可能出现的安全事故,如火灾、泄漏等,确保事故得到及时控制,减少损失。5试验程序本标准规定的8项核心试验项目,均模拟锂电池运输过程中可能遭遇的极端工况,所有试验需在指定环境参数下执行,试验顺序可根据实际情况调整,但需确保所有项目均完成测试。试验样品需在测试前进行外观检查,确保无破损、泄漏、变形等缺陷,记录初始开路电压等关键参数。5.1高度模拟测试(T1)5.1.1试验目的:模拟航空运输过程中的高空低气压环境,验证锂电池在低气压条件下的密封性能和结构稳定性,防止因气压差导致电池破损、泄漏。5.1.2试验方法:将试验样品放置在低气压试验箱中,调节试验箱内气压至11.6kPa(或更低),环境温度控制在20±5℃,保持该状态不少于6小时。试验结束后,将样品取出,在环境温度20±5℃下放置24小时,观察样品状态。5.1.3操作要求:试验过程中需实时监测试验箱内的气压和温度,确保参数稳定;样品放置需避免相互接触,防止挤压、碰撞。5.2温度循环测试(T2)5.2.1试验目的:模拟运输过程中极端温差环境(如机舱、货舱内的温度变化),验证锂电池的密封性能、内部电连接稳定性及热稳定性,防止因温度变化导致电解质泄漏、电芯失效。5.2.2试验方法:将试验样品放入温度循环试验箱中,按照以下程序进行循环测试:先在72±2℃环境下放置不少于6小时,然后在30分钟内将温度降至-40±2℃,在该温度下放置不少于6小时,完成一次循环;共进行10次循环,试验总时长不少于48小时。循环结束后,将样品取出,在环境温度20±5℃下放置24小时,观察样品状态并测量开路电压。5.2.3操作要求:温度转换过程需严格控制时间,不得超过30分钟;试验过程中需监测样品的温度变化,确保符合试验参数要求。5.3振动测试(T3)5.3.1试验目的:模拟运输过程中的颠簸、震动(如卡车行驶、飞机起降、船舶航行中的振动),验证锂电池的结构稳定性、电连接可靠性,防止因振动导致电芯松动、短路、破损。5.3.2试验方法:将试验样品固定在振动台上,采用正弦扫频振动方式,振动频率范围为7Hz~200Hz,15分钟内完成一次7Hz~200Hz~7Hz的往复扫频。振动过程中,7Hz至18Hz保持1gn的最大加速度,18Hz至50Hz保持0.8毫米振幅(总偏移1.6毫米),50Hz至200Hz保持8gn的最大加速度。沿X、Y、Z三个坐标轴各测试1小时,总振动时长不少于3小时。试验结束后,观察样品状态并测量开路电压。5.3.3操作要求:样品固定需牢固,防止振动过程中发生位移、碰撞;振动参数需严格按照规定设置,确保测试的有效性。5.4冲击测试(T4)5.4.1试验目的:模拟运输过程中的碰撞、跌落(如装卸失误、运输过程中的急刹车),验证锂电池的抗冲击性能,防止因冲击导致电芯破损、短路、热失控。5.4.2试验方法:将试验样品固定在冲击试验机的固定架上,固定架需确保样品所有表面均被牢固固定。根据样品重量,选择合适的冲击加速度和脉冲持续时间,可采用150g加速度冲击6ms,或50g加速度冲击11ms,沿样品的正、负、侧三个方向各冲击3次,共18次冲击。试验结束后,观察样品状态并测量开路电压。5.4.3操作要求:冲击过程需确保加速度和脉冲持续时间符合规定,样品固定需避免局部受力过大;试验后需仔细检查样品是否有隐蔽性破损。5.5外部短路测试(T5)5.5.1试验目的:模拟锂电池运输过程中因挤压、接触金属等原因导致的正负极意外短路,验证锂电池在短路情况下的热稳定性和安全性,防止因短路引发起火、爆炸。5.5.2试验方法:将试验样品放置在55±2℃的环境中,待样品温度达到平衡后,在相同温度下,用总阻值小于0.1Ω的导线将样品正负极短路,短路持续至样品温度回落至峰值后1小时,再继续观察6小时。试验过程中,监测样品的温度变化(修订后:监测样品外壳或内部电池温度,将原“外壳温度”调整为“测量温度”),记录温度峰值。5.5.3操作要求:短路导线需具备足够的载流能力,防止导线自身熔断;温度监测点需合理布置,确保测量结果准确;试验过程中需做好防火、防爆防护措施。5.6挤压测试(T6)5.6.1试验目的:模拟锂电池运输过程中被货物堆叠、挤压、碾压的情况,验证锂电池的抗挤压性能,防止因挤压导致内部短路、电芯破损、泄漏。5.6.2试验方法:根据锂电池的形态选择对应的挤压方式:对于圆柱形电池,采用撞击方式,将样品放置在平面上,将直径为15.8mm的圆棒交叉放置在样品上,用重量为9.1kg的重物从61±2.5cm高处落于圆棒上,撞击样品;对于方形、软包电池,采用挤压方式,将样品放置在两个平面之间,逐渐施加压力,直至达到以下任一条件:施加的力量达到13kN±0.78kN、电池电压下降至少100mV、电池变形达到原始厚度的50%,持续挤压5分钟。新增要求:挤压板需具备足够的表面积,确保挤压力均匀分布在电池整个表面,避免局部应力集中导致试验结果异常。试验结束后,观察样品状态并测量开路电压,继续观察6小时。5.6.3操作要求:挤压、撞击过程需平稳,避免瞬间冲击力过大;试验后需持续观察样品状态,防止延迟性泄漏、起火。5.7过充电测试(T7)5.7.1试验目的:模拟充电器故障、充电电路异常导致的锂电池过度充电,验证锂电池的抗过充电性能,防止因过充电导致电芯膨胀、起火、爆炸。5.7.2试验方法:将试验样品(仅适用于锂离子电池等可充电电池)连接至充电设备,按照以下要求进行充电:以2倍制造商建议的最大连续充电电流充电,充电电压根据制造商建议的充电电压确定——若制造商建议的充电电压不大于18伏,试验最小电压为电池组最大充电电压的2倍或22伏中的较小者;若制造商建议的充电电压大于18伏,试验最小电压为最大充电电压的1.2倍,持续充电24小时。试验结束后,观察样品状态,持续观察7天。5.7.3操作要求:充电过程中需实时监测样品的电压、电流和温度,若样品出现明显膨胀、冒烟等异常情况,需立即停止试验;试验环境需具备防火、防爆防护措施。5.8强制放电测试(T8)5.8.1试验目的:模拟电路故障、正负极接反等导致的锂电池强制放电,验证锂电池的抗强制放电性能,防止因强制放电导致电芯破损、起火、爆炸。5.8.2试验方法:将试验样品与12V直流电源串联,在环境温度下,以制造商给定的最大放电电流进行强制放电,放电时间(小时)等于样品标定电容量除以起始试验电流(安培)。试验结束后,观察样品状态,持续观察7天。5.8.3操作要求:放电过程中需实时监测样品的电压和温度,防止样品过热;串联电源的极性需正确连接,避免二次故障。5.9补充测试要求若锂电池未安装在设备中,且每个包装件内含超过24个电芯或12个电池组,需额外完成1.2米自由跌落试验。试验方法:将包装件从1.2米高度自由跌落至坚硬平整的混凝土表面,六个面各跌落1次,共6次。试验后,检查包装件及内部锂电池的状态,需符合本标准规定的合格判定标准。6特殊规定6.1小型纽扣式锂金属电池,若单电池锂含量≤0.3g,部分运输场景可简化合规要求,但仍需符合对应运输规则的具体规定,不可直接豁免全部测试。6.2新能源汽车用动力电池、储能用大型电池组,除需完成本标准规定的8项核心测试外,还需结合其产品特性,补充相应的专项测试,具体要求可参考国内相关标准(如GB18487系列)及国际运输规则。6.3含锂电池的设备,其内置锂电池需单独符合本标准要求,设备整体需具备相应的防护措施,防止运输过程中设备故障导致锂电池短路、破损。6.4锂电池的维修、翻新或再制造产品,若属于非原始测试模型,需重新进行本标准规定的全部测试,合格后方可运输。7合格标准锂电池完成本标准规定的全部测试项目后,需满足以下所有合格要求,方可判定为符合运输安全要求:7.1所有试验结束后,样品无泄漏、无排气、无解体、无破裂、无起火、无爆炸现象;7.2外部短路测试中,样品测量温度(原外壳温度)不超过170℃;7.3试验后样品的开路电压不小于测试前开路电压的90%(高度模拟测试、温度循环测试、振动测试、冲击测试适用);7.4过充电测试、强制放电测试结束后,样品在7天观察期内无解体、无起火、无爆炸现象;7.5补充跌落测试后,包装件无破损,内部锂电池无泄漏、无起火、无爆炸现象;7.6试验过程中产生的流出物无毒性、易燃性、腐蚀性。若样品不符合上述任一要求,判定为不合格,禁止用于运输。8标识与包装要求8.1包装要求:单独运输的锂电池需采用防短路包装,包装材料需具备足够的抗压、抗冲击性能,防止运输过程中发生挤压、碰撞导致短路;包装内需填充缓冲材料,避免样品在包装内位移。每个包装件内含超过24个电芯或12个电池组时,包装毛重不得超过30kg。8.2标识要求:包装件需清晰标注“内含锂电池”“危险货物”等标识,标识需牢固、清晰,不易脱落;同时需标注电池类型(锂金属电池/锂离子电池)、数量、重量等关键信息。8.3配套文件:锂电池运输时,需随货携带UN38.3测试合格报告、MSDS(化学品安全技术说明书),航空运输还需提供航空安全鉴定书,海运需提供海运鉴定书,此类文件有效期通常为1年。第二部分:UN38.3:2021修订说明1修订背景随着锂电池技术的快速发展,高能量密度锂电池、新型锂电池(如固态锂电池)的应用日益广泛,新能源汽车、储能设备等领域的锂电池需求大幅增长,原UN38.3:2018版本已无法完全适配新型锂电池的运输安全需求。同时,全球锂电池运输安全事故时有发生,暴露出旧版本标准在测试方法、判定准则等方面的不足,需要进一步优化和完善。为适应锂电池产业发展趋势,统一全球锂电池运输安全管控标准,消除技术壁垒,联合国危险货物运输专家委员会(UNSCETDG)对UN38.3:2018进行了修订,于2021年12月发布UN38.3:2021英文版,2023年6月发布中文版,取代旧版本,确保标准的科学性、适用性和严谨性,为锂电池运输安全提供更全面的技术支撑。2修订核心内容本次修订主要围绕术语定义、测试方法、适用范围等方面进行优化完善,核心修订内容如下,均对应原文相关条款,确保修订后与原文衔接流畅:2.1术语定义修订2.1.1明确“破裂”的定义及注释:在原文3.7条款中,补充了非全封闭结构锂电池“破裂”的判定标准,明确此类电池的“破裂”需结合产品原始设计,以内部组件暴露程度是否超出设计范围为判定依据,避免因定义模糊导致测试评估偏差。2.1.2扩展“非原始测试模型”的范围:在原文3.9条款中,新增(g)项,将维修、翻新、再制造的锂电池纳入非原始测试模型范围,明确此类产品需重新进行UN38.3测试,避免因产品修改后未重新验证导致运输安全隐患。2.2测试方法优化2.2.1优化外部短路测试(T5)的温度测量要求:将原文5.5.2条款中“监测样品外壳温度”修订为“监测样品外壳或内部电池温度”,并将“外壳温度”调整为“测量温度”,增强了标准在实际应用中的适应性,可根据锂电池的结构特点选择合适的温度监

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