Tầm quan trọng của tiêu chuẩn về pin lithium-ion

Trong khuôn khổ hợp tác giữa ULSE (UL Tiêu chuẩn và Cam kết) và Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia, hai bên đã tích cực phối hợp, triển khai thành công nhiều hội nghị, hội thảo, khóa đào tạo liên quan đến lĩnh vực tiêu chuẩn, góp phần phát triển kinh tế, xã hội và thúc đẩy thương mại.

Một trong những vấn đề quan tâm hợp tác những năm gần đây là củng cố, xây dựng hệ thống tiêu chuẩn về điện khí hóa. Nội dung này hiện đang là ưu tiên quốc gia, đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các cam kết của nước ta nhằm đạt mục tiêu phát triển phát thải khí nhà kính bằng 0 vào năm 2050.

Ngoài ra, một lĩnh vực ưu tiên khác được quan tâm là pin xe điện (pin EV) hết vòng đời. Với số lượng xe điện ngày càng tăng, mọi quốc gia sẽ phải đối mặt với vấn đề xử lý pin EV đã hết hạn sử dụng. Một trong các tiêu chuẩn quốc gia về Hệ thống điện cho thiết bị di động cá nhân TCVN 11918 đã được xây dựng trên cơ sở chấp nhận tiêu chuẩn UL 2272.

Với tầm quan trọng của những nội dung trên, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia và ULSE đã phối hợp tổ chức Hội thảo Tiêu chuẩn UL về pin lithium – ion.

Hội thảo nhằm mục đích nâng cao nhận thức tầm quan trọng của các tiêu chuẩn hỗ trợ triển khai an toàn phương tiện di chuyển bằng điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và pin hết hạn sử dụng. Hỗ trợ kỹ thuật và trao đổi kiến thức các tiêu chuẩn quốc tế về điện khí hóa tập trung vào tính an toàn của pin lithium – ion, pin nhỏ và pin hết hạn sử dụng; Hỗ trợ việc chấp nhận tiêu chuẩn UL 1974 và UL 1973 thành TCVN.

Phát biểu tại phiên thảo luận thứ nhất, ông Phạm Tùng Dương – Trưởng ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia, Trường Đại học Bách Khoa cho biết, hiện nay, pin sử dụng cho các trạm lữu trữ điện lớn cung cấp cho trạm công nghiệp và khu công nghiệp với quy mô rất lớn. Bên cạnh đó, hàng triệu phương tiện di chuyển trên đường cũng như thiết bị sử dụng hệ thống lưu điện trong nhà đang được sử dụng hàng ngày chưa có hệ thống tiêu chuẩn thực tiễn khả thi đúng với quy mô thị trường, đây chính là lỗ hổng trong việc quản lý kiểm soát sản xuất, đóng gói và chế tạo cá sản phẩm pin trên thị trường Việt Nam. Điều này gây ra nhiều nguy cơ cho người sử dụng và trên thực tế có nhiều vụ liên quan đến cháy nổ do pin. Chính vì vậy, sớm ban hành các bộ tiêu chuẩn liên quan cụ thể cho pin trong năm nay là rất cần thiết. 

Cụ thể là bộ tiêu chuẩn pin sử dụng ứng dụng cấp điện phụ trợ tĩnh tại và di động theo bộ tiêu chuẩn UL1973 và bộ tiêu chuẩn đánh giá quá trình chuyển đổi mục đích sử dụng, tái sản xuất pin theo tiêu chuẩn UL 1974.

Ông Phạm Tùng Dương – Trưởng ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia, Trường Đại học Bách Khoa. 

Trao đổi tại hội thảo, ông Kolin Low – Giám đốc Khu vực UL Standards and Engagement cho biết, ULSE là tổ chức gồm 3 đơn vị trực thuộc là UL Research Institutes, UL Standards and Engagement, UL Solutions với sứ mệnh chung, hoạt động từ năm 1894. Hiện phía ULSE có hơn 4.000 thành viên, trong đó có Việt Nam, với mong muốn sẽ phát triển các tiêu chuẩn phù hợp và giúp tiêu chuẩn của Việt Nam thích ứng với tiêu chuẩn quốc tế.

Thời gian qua, thỏa thuận hợp tác tiêu chuẩn giữa STAMEQ và ULSE bao gồm các nội dung về củng cố cơ sở hạ tầng phục vụ phát triển tiêu chuẩn tại Việt Nam, tăng cường truyền thông và hợp tác, cho phép áp dụng Tiêu chuẩn UL nhằm hỗ trợ mục tiêu hài hòa toàn cầu.

Hợp tác toàn cầu của ULSE hướng tới hài hòa hóa tiêu chuẩn, trong đó hỗ trợ hài hòa tiêu chuẩn trong khu Bắc Mỹ, giữ vững vai trò và tham gia xây dựng các tiêu chuẩn IEC và ISO. Việt Nam hiện đang phát triển mạnh mẽ trong đó tập trung vào việc ứng dụng, hài hòa tiêu chuẩn phát triển kinh tế và môi trường, bộ tiêu chuẩn sẽ mang lại lợi ích cho nhà sản xuất tại Việt Nam và người dùng cuối của thiết bị liên quan đến pin.

Ông Kolin Low – Giám đốc Khu vực UL Standards and Engagement.

Chia sẻ về tiêu chuẩn UL 1974 – Đánh giá xem xét tái sử dụng hoặc tái sản xuất pin, ông Kolin Low nhấn mạnh, tiêu chuẩn này hỗ trợ sử dụng pin xe điện đã ngừng khai thác một cách an toàn và cho phép sử dụng pin theo nguyên lý kinh tế tuần hoàn. Phiên bản thứ 2 của tiêu chuẩn xuất bản vào tháng 11/2023. Ủy ban Kỹ thuật 1974 gồm 49 thành viên đến từ 11 quốc gia Mỹ, Canada, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Singapore, Malaysia, Đài Loan, Thái Lan, Đức và Ấn Độ.

Về tiêu chuẩn UL 1973 – Pin dùng cho các ứng dụng nguồn điện phụ trợ tại điểm cố định và cho động cơ. Phạm vi của tiêu chuẩn là hệ thống dùng để lưu trữ năng lượng cho các ứng dụng cố định, Đường sắt điện nhẹ (LER) và hệ thống nguồn điện phụ trợ cho phương tiện (VAP).

Ông cũng cho biết bộ tiêu chuẩn UL mới đang được phát triển đó là UL 3601 – Đo lường và báo cáo tính tuần hoàn của pin Li-ion và các loại pin thứ cấp khác.

Trong khuôn khổ hội thảo, bà Rebecca Le, Kỹ sư trưởng, hệ thống năng lượng và di động điện tử của UL Solution giới thiệu tổng quan về UL 1974 và UL 1973 theo hình thức trực tuyến. Theo đó, tiêu chuẩn tái sử dụng UL 1974 sử dụng trong đánh giá tái sử dụng hoặc tái chế pin. Tiêu chuẩn UL 1974 là tiêu chuẩn “quy trình sản xuất” xem xét phương pháp được sử dụng để xác định an toàn và hiệu suất của pin, mô-đun và tế bào từ các ứng dụng đã qua sử dụng. Tiêu chuẩn này bao gồm quy trình phân loại, xếp hạng của các bộ pin, mô-đun và tế bào pin dành cho các mục đích ứng dụng có bao gồm tái sử dụng; bao gồm quy trình phân loại và xếp hạng cho pin tái chế, tái tạo hoặc tân trang.

Yêu cầu tuân thủ UL 1974 đối với nhà sản xuất: Nhà sản xuất phải có đầy đủ kiến thức về các đặc tính và cách thức xử lý các loại tế bào pin, mô- đun, bộ pin/hệ thống và hệ thống quản lý pin (BMS) để thực hiện phân loại và xếp hạng; nhà sản xuất phải có quy trình kiểm soát sản xuất được tài liệu hóa, liên tục giám sát và ghi lại các yếu tố quan trọng của quy trình có thể ảnh hưởng đến độ an toàn.

UL 1973 là tiêu chuẩn an toàn cho pin sử dụng trong ứng dụng năng lượng phụ trợ tĩnh và động. Đây là tiêu chuẩn song phương giữa Mỹ và Canada, đánh giá khả năng của hệ thống pin chịu được các điều kiện lạm dụng mô phỏng dựa trên thông số sạc và xả do nhà sản xuất quy định. Đồng thời, không có đặc thù về hóa học.

Các đại biểu tham dự hội thảo.

Trong khuôn khổ hội thảo, tại phiên thảo luận thứ hai, phát biểu khai mạc bà Vũ Thị Thu Phương – Phó Ban phụ trách Ban Hợp tác quốc tế cho biết, trong bối cảnh toàn cầu hóa và cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đang diễn ra mạnh mẽ, việc tìm kiếm giải pháp năng lượng sạch và thân thiện với môi trường là rất cần thiết. Pin Lithium – hệ thống lưu trữ năng lượng và xe điện đang vận hành công nghệ tiên phong không chỉ góp phần giảm thiểu carbon mà còn giúp tối ưu hóa các nguồn năng lượng tái tạo. Hội thảo ngày hôm nay là cơ hội để trao đổi, thảo luận, đề xuất giải pháp nhằm thúc đẩy ứng dụng pin Lithium trong sản xuất kinh doanh và đời sống hàng ngày của người dân.

Bà Vũ Thị Thu Phương – Phó Ban phụ trách Ban Hợp tác quốc tế, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia.

Ông Alex Liang - Chuyên gia cấp cao của UL chia sẻ theo hình thức trực tuyến về tiêu chuẩn pin nhỏ, sạc pin dự phòng và phương tiện di chuyển nhỏ. Theo đó, phương pháp tiếp cận hệ thống trong giải quyết vấn đề an toàn của pin Li-on: đối với viên pin cần kiểm soát độ nhạy về điện, tính toàn vẹn cơ học, độ nhạy cảm với môi trường; đối với pin cần bảo vệ kích hoạt mạch như dự kiến, độ bền cơ học của vỏ pin, ngăn ngừa cháy lan, sự cần bằng giữa các viên pin; đối với trạm sạc cần sạc pin và xả pin trong giới hạn pin, nhiệt độ trong giới hạn pin, nhạy cảm với các điều kiện bất lợi từ ứng dụng và môi trường, ngắt sạc khi trạm sạc hoặc bộ sạc bị lỗi; đối với sạc không có nguy cơ gây sốc điện, không có nguy cơ cháy nổ, tương thích với nhu cầu điện năng của trạm sạc.

Cũng theo ông Alex Liang, tiêu chuẩn của UL đối với pin nhỏ bao gồm UL 1642: Viên pin, UL 2054: Bộ pin, UL 62133-2: Pin và viên pin Lithium thứ cấp. Phạm vi sử dụng là pin di động.

Các hạng mục kiểm tra là điện (ngắn mạch, sạc quá mức, xả cưỡng bức) và cơ (cú sốc, rung, va đập), tuân thủ không có cháy, nổ trong quá trình sử dụng bình thường cũng như sử dụng quá mức; Các điểm xem xét bao gồm dùng sai lỗi tối thiểu (điện áp, dòng điện, nhiệt độ) và tính toàn vẹn của viên pin/pin.

Về tiêu chuẩn của UL đối với sạc pin di động, các hạng mục kiểm tra là điện (ngắn mạch, sạc quá mức, xả cưỡng bức, quá tải đầu ra, kiểm tra dung lượng), đo lường nhiệt độ và cơ (thả rơi, lực tác động không đổi, lực uốn). Các điểm xem xét là giảm tối đa lỗi xảy ra, mang theo trên máy bay – 100 Wh.

Về tiêu chuẩn của UL đối với phương tiện di chuyển nhỏ, các hạng mục kiểm tra là điện: Pin trong điều kiện sử dụng bình thường và quá mức: không có cháy, nổ trong điều kiện sử dụng bình thường và quá mức; sử dụng động cơ quá mức: không có cháy sau khi động cơ quá tải hoặc rô-to bị khóa; xác minh không có hiện tượng cháy nhiệt từ các bộ phận mà người dùng có thể chạm vào, tiếp cận. Cơ/môi trường: Sau khi có tác động tiêu cực có thể xảy ra trong quá trình vận hành hoặc lưu trữ, khả năng bảo vệ vẫn đáng tin cậy để ngăn ngừa cháy nổ.

Các đại biểu trao đổi, thảo luận trong phiên thảo luận thứ 2 tại hội thảo.

Tại phiên thảo luận 2, bà Rebeca Le cũng chia sẻ thêm về tiêu chuẩn cho hệ thống lưu trữ năng lượng và pin xe điện. Theo đó, UL 2580 – tiêu chuẩn an toàn đối với pin xe điện và UL 2271 – tiêu chuẩn an toàn cho pin ứng dụng xe điện hạng nhẹ là các tiêu chuẩn an toàn tương ứng cho pin xe điện và pin xe điện hạng nhẹ, đưa ra phương pháp tiếp cận toàn diện để giải quyết các mối nguy hiểm tiềm ẩn về pin.

Một số quy định, tiêu chuẩn của Hoa Kỳ và Canada tác động đến hệ thống lưu trữ năng lượng dẫn chiếu đến UL 9540 – tiêu chuẩn an toàn cho hệ thống và thiết bị lưu trữ năng lượng và UL 9540A. Hệ thống lưu trữ năng lượng phải được liệt kê theo UL 9540 để tuân thủ các quy định này và báo cáo thử nghiệm UL 9540A được sử dụng để hỗ trợ các trường hợp ngoại lệ lắp đặt hệ thống lưu trữ năng lượng theo NFPA 855.

UL 9540B được xây dựng để giải quyết yêu cầu “cháy trên diện rộng” trong Bộ luật Phòng cháy chữa cháy California 2022, chỉ dành cho BESS (hệ thống lưu trữ năng lượng điện tiên tiến sử dụng pin có dung lượng lớn) dân dụng.

Hội thảo cũng diễn ra phần trao đổi, thảo luận, ghi nhận ý kiến từ các đại biểu tham dự liên quan đến các tiêu chuẩn.

 Hà My