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Norma ONU 38.3 para baterías de iones de litio

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y 38,3

Tabla de contenido

Baterías de litio alimentan la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles, equipos industriales y vehículos eléctricos que se utilizan en la actualidad.

Pero transportarlos de forma segura es un proceso regulado.

El manejo inadecuado de las baterías de litio durante el transporte es una de las principales causas de incidentes de incendio en la aviación, razón por la cual los reguladores internacionales exigen que todas las baterías de litio cumplan con el estándar ONU 38.3 antes de poder enviarse por aire, carretera o ferrocarril.

Esta guía explica lo que requiere ONU 38.3, qué implica cada prueba y qué significan los resultados para las baterías que usted obtiene o envía.

¿Qué es la ONU 38.3?

ONU 38.3 es el transporte internacional. seguridad estándar para baterías de litio, publicado por las Naciones Unidas como parte del Manual de Pruebas y Criterios.

Se aplica a todos los tipos de baterías de litio, incluidas las de iones de litio, de polímero de litio y de fosfato de hierro y litio, independientemente del formato o la capacidad de la celda.

Cualquier batería de litio transportada comercialmente debe haber pasado las ocho pruebas ONU 38.3 antes del envío.

Esto se aplica ya sea que la batería se envíe sola, empaquetada con el equipo o instalada en un dispositivo.

Las 8 pruebas ONU 38.3

Prueba 1: Simulación de altitud

Qué prueba:Rendimiento en condiciones de presión extremadamente baja que representan el peor escenario de transporte conservador.

La condición de prueba de 11,6 kPa simula la presión a aproximadamente 15.000 metros de altitud.

Es importante señalar que esto no representa las condiciones típicas dentro de la bodega de carga de un avión comercial de pasajeros, que está presurizada a una altitud equivalente de alrededor de 2.400 metros.

La condición de 11,6 kPa es un estándar deliberadamente conservador diseñado para simular bodegas de carga sin presión y escenarios extremos o de emergencia, no condiciones rutinarias de vuelo de pasajeros.

Este ambiente de baja presión puede hacer que las carcasas de las baterías se expandan, los sellos fallen y electrólito tener fugas.

Condiciones de prueba:

ParámetroEspecificación
Presión11,6 kPa
Duración6 horas
TemperaturaAmbiente

Criterios de aprobación:

  • Sin pérdida de masa
  • La válvula de sobrepresión permanece cerrada
  • Sin grietas ni fugas en la carcasa de la batería.
  • El voltaje permanece dentro del 10% del valor inicial

simulación de altitud

Prueba 2: Prueba térmica

Qué prueba:Rendimiento e integridad estructural en rangos de temperatura extremos.

Las temperaturas extremas durante el transporte ejercen una presión significativa sobre los sellos de la batería y las conexiones eléctricas internas.

Esto incluye entornos asfaltados calientes en tierra y bodegas de carga frías a gran altitud durante el vuelo.

Condiciones de prueba:

ParámetroEspecificación
Temperatura alta72°C durante un mínimo de 6 horas
Baja temperatura-40°C durante un mínimo de 6 horas
tiempo de transiciónMáximo 30 minutos entre temperaturas extremas
Número de ciclos10 ciclos
Periodo de descanso24 horas a temperatura ambiente entre 20°C y 30°C después del ciclo final

El tiempo de transición máximo de 30 minutos entre temperaturas extremas es un requisito específico de la norma.

Los laboratorios de pruebas deben demostrar que se está cumpliendo con esta tasa de transición.

Criterios de aprobación:

Igual que la simulación de altitud. Sin pérdida de masa, sin grietas ni fugas, válvula de sobrepresión cerrada, voltaje dentro del 10% del valor inicial.

prueba térmica

Test 3: Vibration Test

Qué prueba: Resistance to mechanical stress from vibration during ground transport.

Road and rail transport subjects batteries to continuous vibration across a range of frequencies throughout a journey.

Condiciones de prueba:

ParámetroEspecificación
Frequency range7 Hz to 200 Hz
Sweep rate1 octave per minute
Duración3 hours total
AxesThree mutually perpendicular axes

The sinusoidal sweep profile at 1 octave per minute is specified in the standard to replicate the vibration frequency distribution experienced during road and rail transport.

Criterios de aprobación:

Same as altitude simulation.

prueba de vibración

Test 4: Impact Test

Qué prueba: Structural integrity under sudden mechanical shock.

Batteries in transit are subject to sudden impacts from drops, handling equipment, and vehicle collisions.

La fuerza aplicada está determinada por la masa total de la celda o batería, no por si se trata de una celda o un paquete ensamblado.

Condiciones de prueba:

Masa de celda o bateríaPerfil de fuerza
12 kilos o menos150 Gn en 6 milisegundos
Más de 12 kilos50 Gn en 11 milisegundos

Esta distinción suele malinterpretarse.

Una celda prismática grande que pesa más de 12 kg se prueba a 50 Gn, mientras que una pequeña batería que pesa menos de 12 kg se prueba a 150 Gn.

El factor determinante es la masa, no si el artículo es una celda o un paquete ensamblado.

Criterios de aprobación:

  • sin fuego
  • Sin explosión
  • Sin fugas
  • Sin ventilación
  • Voltaje dentro del 10% del valor previo a la prueba

prueba de impacto

Prueba 5: Prueba de cortocircuito externo

Qué prueba: Respuesta a un cortocircuito externo a temperatura elevada.

An external short circuit is one of the most common causes of battery failure in transport.

This test evaluates whether the battery can withstand a short circuit without reaching dangerous temperatures or causing a safety event.

The pre-test temperature condition depends on cell or battery size.

This is an important distinction that affects how the test is conducted for different product types.

Condiciones de prueba:

Cell or Battery SizePre-test Temperature
Large cell or large battery57°C ± 4°C
Small cell or small battery25°C ± 2°C

Under UN 38.3, the size distinction is primarily based on mass: large cell is generally defined as more than 500 g, and large battery as more than 12 kg.

La cifra de 20 Ah comúnmente citada en la industria corresponde al umbral IATA DGR para PI 965/966 Sección II y se alinea aproximadamente con el umbral de masa de celda grande ONU 38.3 para formatos típicos de iones de litio, pero el valor de 20 Ah en sí es un punto de referencia IATA DGR en lugar de una definición ONU 38.3.

Si no está seguro de si su producto califica como grande o pequeño según ONU 38.3, confirme según la masa con su laboratorio de pruebas en lugar de confiar únicamente en la capacidad de Ah.

Las celdas pequeñas, incluidos los formatos de consumo comunes, como las celdas cilíndricas 18650 y las celdas de bolsa en el rango de 5 a 10 Ah, generalmente se prueban a 25 °C ± 2 °C, no a 57 °C.

Aplicar una condición de temperatura incorrecta durante la prueba es un error de cumplimiento.

If you are certifying small cells or batteries, confirm which temperature condition applies to your specific product with your testing laboratory before proceeding.

ParámetroEspecificación
External resistance applied20 mΩ or less
Monitoring period6 hours after short circuit event

Criterios de aprobación:

  • Battery temperature must not exceed 170°C during the test
  • No fire or explosion during the 6-hour monitoring period
  • No rupture or leakage of the battery housing during the monitoring period

prueba de cortocircuito externo

Test 6: Crush Test

Qué prueba: Cell response to physical deformation simulating crash damage.

This test applies to individual cells only, not assembled battery packs.

It simulates the structural damage a cell might experience in a vehicle collision or severe crush event, intentionally causing an internal short circuit within the cell.

Condiciones de prueba:

El método de aplastamiento depende del formato de la celda:

Formato de celdaMétodo de aplastamiento
Células cilíndricas con un diámetro de 18 mm o más.Barra de 9,1 kg caída desde 61 cm hasta la celda
Células prismáticas y de bolsa.Fuerza de 13 kN aplicada a través de una placa plana
Células cilíndricas con diámetro inferior a 18 mm.Fuerza de 13 kN aplicada a través de una placa plana

Nota sobre el método de impacto de caída:

La barra de 9,1 kg caída desde 61 cm es el método de impacto T.6 dentro del propio ONU 38.3.

Se aplica específicamente a celdas cilíndricas con un diámetro de 18 mm o mayor.

Este método también se hace referencia en las certificaciones UL 1642 y UL 2054, por lo que a veces se asocia principalmente con las normas norteamericanas.

Para las pruebas de aplastamiento UN 38.3 T.6 de celdas prismáticas y de bolsa, los laboratorios utilizan casi universalmente equipos de prensa hidráulica que aplican 13 kN a través de una placa plana en lugar del método de caída.

Si su producto es una celda prismática o de bolsa, espere que se utilice el método de aplastamiento hidráulico para las pruebas T.6.

Criterios de aprobación:

  • La temperatura de la celda no debe exceder los 170 °C dentro de las 6 horas posteriores a la prueba.
  • No habrá incendio ni explosión dentro de las 6 horas posteriores a la prueba.

Prueba de impactoPrueba de trituración
Se aplica aTodas las baterías y celdas.Solo células
Perfil de fuerzaDependiente de la masa, ver Prueba 4Depende del formato, ver arriba
Métrica claveVoltaje dentro del 10% del valor previo a la pruebaTemperatura inferior a 170°C, sin incendio

Prueba de impacto y aplastamiento

Prueba 7: Prueba de sobrecarga

Qué prueba: Seguridad en condiciones de sobrecarga sostenida.

La sobrecarga es una de las principales causas de fuga térmica en las baterías de litio.

Nota importante sobre la aplicabilidad:

Los requisitos de la prueba de sobrecarga difieren entre celdas y paquetes de baterías.

Las celdas individuales deben completar la prueba de sobrecarga completa como se describe a continuación.

Para paquetes de baterías ensamblados equipados con un sistema de gestión de baterías, los requisitos aplicables pueden diferir.

Los paquetes con un BMS pueden estar sujetos a una evaluación de sobrecarga a nivel del sistema en lugar de la prueba completa de corriente y voltaje 2x aplicada a las celdas desnudas.

Si está certificando un paquete de baterías con BMS integrado, confirme el procedimiento de prueba aplicable con su laboratorio de pruebas antes de continuar.

Condiciones de prueba para células:

ParámetroEspecificación
Corriente de cargaEl doble de la corriente de carga nominal máxima
voltaje de cargaEl doble de la corriente de carga nominal máxima
Duración24 horas continuas
Monitoring period7 días después de la prueba de sobrecarga

Tanto los límites de corriente como de voltaje se duplican durante esta prueba, poniendo énfasis tanto en el manejo de corriente como en las capacidades de protección de voltaje de la celda simultáneamente.

Criterios de aprobación:

  • Sin incendio ni explosión durante el período de sobrecarga de 24 horas
  • No hubo incendio ni explosión durante el período de monitoreo de 7 días.

prueba de sobrecarga

Prueba 8: Prueba de descarga forzada

Qué prueba: Seguridad de la celda en condiciones de sobredescarga forzada.

Esta prueba se aplica únicamente a células individuales.

Evalúa la respuesta de una celda cuando se descarga más allá de su voltaje nominal mínimo, simulando un escenario en el que una celda más débil en una cadena en serie sufre una inversión de voltaje debido a que las celdas más fuertes continúan descargándose.

Condiciones de prueba:

ParámetroEspecificación
Corriente de descargaCorriente máxima de descarga especificada por el fabricante.
DuraciónCapacidad nominal (Ah) dividida por la corriente de descarga, lo que obliga a la celda a 0 V y a revertirse
Monitoring period6 horas después de la prueba

Criterios de aprobación:

  • Ningún incendio o explosión durante o después de la prueba.

Prueba de batería de carga rápida

Las 8 pruebas de un vistazo

PruebaSe aplica aCondición claveCriterios de aprobación
Simulación de altitudTodas las baterías11,6 kPa durante 6 horas, escenario extremoSin fugas, voltaje dentro del 10%
Prueba térmicaTodas las baterías72°C a -40°C, 10 ciclos, transición máxima de 30 minutosSin fugas, voltaje dentro del 10%
Prueba de vibraciónTodas las baterías7 a 200 Hz, 1 octava por minuto, 3 horasSin fugas, voltaje dentro del 10%
Prueba de impactoTodas las baterías150 Gn si pesa 12 kg o menos, 50 Gn si pesa más de 12 kgSin fuego, voltaje dentro del 10%
Cortocircuito externoTodas las baterías57°C grande, 25°C pequeño, monitoreado 6 horasTemperatura inferior a 170°C, sin incendio
prueba de aplastamientoSolo célulasDe caída o hidráulica, según el formatoTemperatura inferior a 170°C, sin incendio
prueba de sobrecargaSe requieren celdas, paquetes sujetos a evaluación de BMS2x corriente y voltaje durante 24 horasSin incendio ni explosión
Prueba de descarga forzadaSolo célulasInversión máxima de corriente a voltajeSin incendio ni explosión

Documentación completa requerida para el envío de baterías de litio

Pasar las pruebas UN 38.3 es solo una parte del envío legal de baterías de litio.

Un envío completo de baterías de litio normalmente requiere tres documentos separados.

Es importante comprender que sólo el informe de prueba ONU 38.3 forma parte del propio estándar ONU 38.3.

Los otros dos documentos respaldan el cumplimiento requerido por los transportistas y reguladores bajo marcos regulatorios separados, específicamente IATA DGR para el transporte aéreo y el Código IMDG para el transporte marítimo.

Documento 1: Informe de prueba ONU 38.3

El informe de prueba ONU 38.3 certifica que la batería ha pasado las ocho pruebas descritas en esta guía.

Vigencia: Largo plazo, sin fecha de caducidad fija.

El informe de prueba seguirá siendo válido siempre que:

  • La química y los materiales de las celdas de la batería no han cambiado.
  • Las dimensiones y la capacidad de la celda no han cambiado.
  • El diseño y la configuración del paquete de baterías no han cambiado.
  • La ubicación y el proceso de fabricación no han cambiado.
  • Las regulaciones aplicables no han sido revisadas de una manera que requiera volver a realizar pruebas.

Cualquier cambio a lo anterior requiere una reevaluación y, en la mayoría de los casos, una nueva prueba antes de que pueda continuar el envío.

Documento 2: Informe de Evaluación del Estado del Transporte de Carga Aérea y Marítima

Este documento es emitido por organismos acreditados de evaluación de mercancías peligrosas y certifica que el producto de batería específico cumple con las condiciones de transporte requeridas por IATA DGR para transporte aéreo y el Código IMDG para transporte marítimo.

In China, this document is commonly issued by accredited institutions and is sometimes referred to as the air or sea freight transport condition identification report.

This document is not part of the UN 38.3 standard itself.

It is a carrier and regulatory requirement issued under IATA DGR and IMDG frameworks.

Validity: One calendar year, expiring December 31st of the year of issue.

This document must be renewed annually regardless of whether the battery design or UN 38.3 test report has changed.

For teams managing regular lithium battery shipments, building this annual renewal into logistics planning is essential to avoid shipment delays at the start of each new year.

Document 3: MSDS / SDS (Material Safety Data Sheet)

La MSDS, también conocida como Hoja de datos de seguridad según la terminología GHS, proporciona información sobre la composición química, la manipulación, el almacenamiento y la respuesta de emergencia de la batería.

Validez: La renovación anual es una práctica estándar de la industria para los envíos de exportación de baterías de litio.

Cabe señalar que el sistema GHS en sí no especifica un período de validez fijo universal para los documentos SDS a nivel mundial.

El requisito de actualización se activa formalmente por cambios en la química, la formulación o las regulaciones aplicables de la batería.

En la práctica, para las exportaciones de baterías de litio, la renovación anual de la MSDS es el estándar industrial establecido y es lo que esperan los transportistas y las autoridades aduaneras.

Resumen de validez del documento

DocumentoParte de ONU 38.3ValidezActivador de renovación
Informe de prueba ONU 38.3Largo plazo, sin vencimiento fijoCambio de diseño de batería o revisión regulatoria
Evaluación del estado del transporte de carga aérea y marítima.No, requisito IATA DGR e IMDG1 año calendario, vence el 31 de diciembreSe requiere renovación anual
MSDS/SDSNo, requisito GHS y ​​transportistaRenovación anual según práctica de la industriaAnualmente o tras cambios químicos o regulatorios

Instrucciones de embalaje de la IATA DGR

Cuando se envían baterías de litio por vía aérea, las instrucciones de embalaje IATA DGR aplicables dependen de cómo se envía la batería.

Tenga en cuenta que PI 965, 966 y 967 son instrucciones de embalaje IATA DGR, no números ONU.

Los números ONU para baterías de iones de litio son ONU 3480 para baterías de iones de litio enviadas solas y ONU 3481 para baterías de iones de litio empaquetadas o contenidas en equipos.

AQUÍ ESTÁ DGR PIDescripción
PI 965Las baterías de iones de litio se envían solas, no con el equipo ni dentro de él.
PI 966Baterías de iones de litio empaquetadas con el equipo pero no instaladas
PI 967Baterías de iones de litio instaladas dentro del equipo.

Cada instrucción de embalaje tiene requisitos específicos en cuanto al estado de carga, embalaje, etiquetado y límites de cantidad.

Los envíos deben cumplir con la edición vigente de IATA DGR, que se actualiza anualmente.

Preguntas frecuentes

¿Se aplica ONU 38.3 a todas las químicas de las baterías de litio?

Sí. Se aplica a las baterías de litio metálico y de iones de litio, incluidas las de iones de litio, polímero de litio y LiFePO4, cuando se transportan comercialmente.

¿Cuánto tiempo es válido un informe de prueba ONU 38.3?

No tiene fecha de caducidad fija. Sigue siendo válido a menos que el diseño de la batería, la química o el proceso de fabricación cambien, o que las regulaciones requieran volver a realizar la prueba. Es posible que sea necesario renovar periódicamente otros documentos de envío, como las MSDS y los informes de evaluación del transporte.

¿La prueba de cortocircuito externo siempre utiliza 57°C?

No. Las celdas grandes de más de 500 gy las baterías grandes de más de 12 kg se prueban a 57 °C ± 4 °C. Las pilas y baterías más pequeñas se prueban a 25°C ± 2°C.

¿La prueba de sobrecarga se aplica a todos los paquetes de baterías?

No siempre. UN 38.3 T.7 se aplica a las baterías recargables, mientras que el procedimiento exacto puede variar para paquetes con circuitos de protección o BMS. Confirmar con el laboratorio de pruebas.

¿Cuál es la diferencia entre IATA DGR PI 965, 966 y 967?

PI 965 es para baterías de iones de litio que se envían solas. PI 966 es para baterías empaquetadas con el equipo. PI 967 es para baterías instaladas en equipos. El ONU 3480 se aplica únicamente a las baterías y el ONU 3481 se aplica a las baterías con o dentro del equipo.

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