Dải nhiệt độ lưu trữ (Storage temperature range) là gì?

Lưu trữ nghĩa là gì trong tiêu chuẩn môi trường?

Lưu trữ (storage) là trạng thái thiết bị được đặt tại một nơi trong thời gian dài, không nhằm sử dụng trong các khoảng thời gian đó.[1] Định nghĩa của IEC 60721-3-1 bản 1997 dùng cùng ý: sản phẩm đặt tại một nơi trong thời gian dài, không dùng tới.[6] Việc sử dụng tại chỗ và việc vận chuyển được phân loại ở các phần khác của bộ IEC 60721-3.[6]

Nhiệt độ lưu trữ đo ở đâu?

Các cấp lưu trữ của ETSI EN 300 019-1-1 ghi giới hạn bằng nhiệt độ không khí thấp và nhiệt độ không khí cao tại nơi lưu trữ.[1] Khi thiết bị cất trong bao bì, điều kiện môi trường áp cho thiết bị cùng bao bì.[1] Phạm vi của IEC 60721-3-1 bản 2018 cũng tính sản phẩm cùng bao bì khi lưu trữ.[12]

Lưu trữ khác vận chuyển như thế nào?

Lưu trữ tạm thời trong quá trình vận chuyển thuộc phần 1-2 (vận chuyển) của bộ ETSI EN 300 019, không thuộc phần lưu trữ.[1] Phạm vi của IEC 60721-3-1 bản 1997 không gồm việc di chuyển hàng trong quá trình lưu trữ.[6] Cell EVE LF280K có yêu cầu riêng khi vận chuyển: đóng thùng ở trạng thái sạc một nửa.[9]

Định nghĩa trên chỉ áp cho lúc thiết bị không chạy, nên bước tiếp theo là so dải lưu trữ với dải làm việc in ngay cạnh nó trên datasheet.

Biến tần: dải lưu trữ rộng hơn dải làm việc

Biến tần Huawei SUN2000-M1 làm việc từ -25 °C đến +60 °C và làm mát bằng đối lưu tự nhiên.[3] Cùng biến tần đó được lưu trữ từ -40 °C đến +70 °C.[2] Dải lưu trữ rộng 70 - (-40) = 110 °C, dải làm việc rộng 60 - (-25) = 85 °C. Giới hạn trên của dải lưu trữ cao hơn giới hạn làm việc 70 - 60 = 10 °C.

Pin lưu trữ: dải lưu trữ hẹp hơn dải sạc xả

Pin Deye SE-G5.1 Pro-B sạc từ 0 °C đến 55 °C và xả từ -20 °C đến 55 °C.[4] Dải lưu trữ của pin này chỉ từ 0 °C đến 35 °C.[4] Giới hạn trên của dải lưu trữ thấp hơn giới hạn xả 55 - 35 = 20 °C. Cell EVE LF280K cũng có dải lưu trữ một năm từ 0 °C đến 35 °C, hẹp hơn dải xả từ -20 °C đến 55 °C.[9]

Ba dải nhiệt độ trên datasheet pin lưu trữ

Tài liệu của cell EVE LF280K và pin Pylontech US5000 tách riêng nhiệt độ sạc, nhiệt độ xả và nhiệt độ lưu trữ.[9][5] Pin Pylontech US5000 ghi nhiệt độ làm việc khi sạc từ 0 °C đến 50 °C, khi xả từ -10 °C đến 50 °C.[5] Nhiệt độ lưu kho (Shelf Temperature) của Pylontech US5000 là từ -20 °C đến 45 °C.[5]

Dải lưu trữ không suy ra được từ dải làm việc, nên cần biết các cấp kho được tiêu chuẩn phân loại ra sao.

IEC 60721-3-1 phân loại điều kiện lưu trữ

IEC 60721-3-1 phân loại các nhóm tham số môi trường và mức khắc nghiệt sản phẩm phải chịu khi được lưu trữ.[12] Bản 3.0 ban hành tháng 02/2018, bản sao trích dẫn đã gộp đính chính số 1 tháng 10/2024.[12] Ở bản 1997, các cấp khí hậu từ 1K1 đến 1K11 biểu diễn điều kiện lưu trữ của sản phẩm.[6]

Nơi lưu trữ có che chắn và không che chắn thời tiết

Nơi lưu trữ có che chắn thời tiết (weatherprotected) là nơi thiết bị được bảo vệ khỏi tác động của thời tiết.[1][6] Nơi lưu trữ không che chắn thời tiết là nơi sản phẩm chịu trực tiếp tác động của thời tiết.[6] Nơi có che chắn gồm loại được bảo vệ hoàn toàn (kín) và loại được bảo vệ một phần (có mái che).[6]

Bốn cấp lưu trữ của ETSI EN 300 019-1-1

ETSI EN 300 019-1-1 bản V2.2.1 năm 2014 chia nơi lưu trữ thiết bị viễn thông thành bốn cấp.[1] Mỗi cấp tương ứng với một tổ hợp cấp của IEC 60721-3-1, ví dụ cấp 1.1 tương ứng 1K3 và cấp 1.2 tương ứng 1K4.[1]

Độ ẩm tương đối của cấp 1.1 từ 5% đến 95%, của cấp 1.2 từ 10% đến 100%.[1] Cấp 1.2 gồm các nơi như nhà không người trông, một số lối vào tòa nhà, nhà để xe và lán chứa.[1] Ghi chú 8 của bảng nêu rằng điều kiện lưu trữ của một số thiết bị có thể được duy trì trên 5 °C.[1]

Cấp kho mô tả nhiệt độ thiết bị có thể gặp, còn khả năng chịu nhiệt được kiểm chứng bằng phép thử IEC 60068.

IEC 60068-2-1: thử lạnh (Test A)

Phép thử lạnh chỉ nhằm xác định khả năng của linh kiện và thiết bị khi được dùng, vận chuyển hoặc lưu trữ ở nhiệt độ thấp.[7] Phép thử lạnh gồm ba dạng: Ab cho mẫu không tỏa nhiệt, Ad cho mẫu tỏa nhiệt, Ae cho mẫu tỏa nhiệt phải cấp điện suốt phép thử.[7] Phép thử Ae được bổ sung cho thiết bị cần vận hành trong toàn bộ phép thử.[7]

IEC 60068-2-2: thử nóng khô (Test B)

Phép thử nóng khô chỉ nhằm xác định khả năng của linh kiện và thiết bị khi được dùng, vận chuyển hoặc lưu trữ ở nhiệt độ cao.[8] Phép thử nóng khô gồm Bb cho mẫu không tỏa nhiệt, Bd cho mẫu tỏa nhiệt và Be cho mẫu tỏa nhiệt được cấp điện suốt phép thử.[8]

Phép thử lưu trữ dùng dạng mẫu không tỏa nhiệt

Mẫu được xem là tỏa nhiệt khi điểm nóng nhất trên bề mặt cao hơn môi trường xung quanh trên 5 K.[7] Phép đo này làm trong không khí tự do, sau khi nhiệt độ đã ổn định.[7] Khi quy định liên quan yêu cầu thử lưu trữ hoặc thử vận chuyển, phép thử lạnh Ab được áp dụng.[7]

Phép thử nhiệt độ cố định khác phép thử thay đổi nhiệt độ

Phép thử lạnh và thử nóng khô không đánh giá khả năng chịu đựng hoặc vận hành khi nhiệt độ thay đổi.[7][8] Khả năng đó cần phép thử thay đổi nhiệt độ theo IEC 60068-2-14 (Test N).[8] IEC 60068-2-1 bản 6.0 năm 2007 thay bản 1990.[7] Bản 2007 đã rút ngày 23/09/2025, thay bằng bản năm 2025.[13] IEC 60068-2-2 bản 5.0 năm 2007 thay bản 1974.[8] Bản 6.0 của IEC 60068-2-2 ban hành ngày 23/09/2025, thay bản 2007.[26]

Phép thử kiểm chứng khả năng chịu nhiệt, còn con số người lắp đặt dùng là dòng lưu trữ trong tài liệu của từng biến tần.

Huawei SUN2000-(3KTL-10KTL)-M1

Nhiệt độ lưu trữ của biến tần Huawei SUN2000-M1 phải giữ từ -40 °C đến +70 °C, độ ẩm từ 5% đến 95% RH.[2] Biến tần cần cất ở nơi sạch, khô, tránh bụi và ăn mòn do hơi nước.[2] Biến tần chưa đưa vào sử dụng ngay không được mở bao bì.[2] Tối đa tám biến tần được xếp chồng lên nhau trong kho.[2]

Sungrow SH3.0RS đến SH6.0RS

Nhiệt độ lưu trữ của biến tần hybrid Sungrow SH-RS luôn phải nằm trong khoảng từ -30 °C đến +70 °C.[11] Độ ẩm tương đối khi lưu trữ từ 0 đến 95%, không ngưng tụ (non-condensing).[11] Biến tần được cất trong thùng gốc, có gói chất hút ẩm (desiccant) bên trong.[11] Biến tần hybrid nói chung được giới thiệu ở bài Inverter hybrid.

Kiểm tra định kỳ và kiểm tra trước khi lắp

Biến tần Huawei SUN2000-M1 cần được kiểm tra định kỳ trong thời gian lưu trữ, thay vật liệu đóng gói khi cần.[2] Biến tần Sungrow SH-RS được kiểm tra ít nhất sáu tháng một lần.[11] Sungrow SH-RS lưu kho quá một năm phải được nhân viên chuyên môn kiểm tra và thử nghiệm trước khi vận hành.[11]

Hai biến tần trên có dải lưu trữ rộng, còn cell và pin lithium ở mục sau có dải lưu trữ hẹp hơn và thêm điều kiện về thời gian.

Cell LFP: dải lưu trữ theo thời hạn

Cell EVE LF280K cho phép lưu trữ một tháng từ -20 °C đến 45 °C.[9] Khi lưu trữ một năm, dải này thu hẹp còn từ 0 °C đến 35 °C.[9] Độ ẩm khi lưu trữ cell EVE LF280K phải dưới 70%.[9] Mục 8.1 yêu cầu cell lưu quá một tháng đặt trong nhà, nơi khô và sạch, ở 0 °C đến 35 °C.[9]

Bộ pin: Deye SE-G5.1 Pro-B và Pylontech US5000

Pin Deye SE-G5.1 Pro-B ghi nhiệt độ lưu trữ từ 0 °C đến 35 °C, độ ẩm từ 5% đến 95%.[4] Pin Pylontech US5000 ghi nhiệt độ lưu kho từ -20 °C đến 45 °C.[5] Pin BYD Battery-Box Premium HVS chỉ in dải vận hành từ -10 °C đến +50 °C trên datasheet.[14]

Pin không được xả hết rồi cất kho

Pin Li-ion không thể xả cạn hoàn toàn và phải được cất giữ với một lượng điện còn lại.[15] Điện áp cell Li-ion không được xuống dưới 2 V trong bất kỳ khoảng thời gian nào.[15] Pin Pylontech US5000 cần được sạc lại trong vòng 12 giờ sau khi xả cạn.[5]

Nhiệt độ chỉ là một nửa điều kiện lưu trữ pin, nửa còn lại là mức SOC lúc cất và lịch sạc lại.

Khuyến nghị SOC của từng hãng

Cell EVE LF280K được lưu trữ ở điện áp từ 3,0 V đến 3,3 V, tương ứng 30% đến 50% SOC.[9] Pin Pylontech US5000 lưu lâu phải giữ SOC không dưới 90%.[5] Module pin BYD Battery-Box Premium HVS và HVM mới xuất xưởng ở mức khoảng 30% SOC.[16] Pin Li-ion nói chung nên được cất ở trạng thái có sạc, lý tưởng là 40%.[17]

Tự xả trong thời gian lưu kho

Tự xả (self-discharge) là hiện tượng phần lưu trữ của hệ thống tích trữ năng lượng mất năng lượng theo đường khác với xả qua điểm đấu nối chính.[18] Khi tự xả, điện tích hoặc năng lượng lưu trong pin bị giảm qua các phản ứng hóa học bên trong.[19] Cell Li-ion gần như không tự xả khi điện áp dưới khoảng 4,0 V ở 20 °C.[17]

Pin cất ở trạng thái cạn có thể vào chế độ ngủ

Pin Li-ion cất ở trạng thái đã xả có thể rơi vào chế độ ngủ (sleep mode), do tự xả làm cạn dần phần điện còn lại.[20] Mạch bảo vệ khi đó ngắt pin, làm pin không dùng được nếu bị xả quá mức.[20] Mạch bảo vệ là một phần của hệ thống quản lý pin BMS.

Sạc lại định kỳ và ngắt tải

Cell EVE LF280K cần được sạc và xả sáu tháng một lần trong thời gian lưu trữ.[9] Pin Pylontech US5000 lưu lâu cũng cần sạc sáu tháng một lần.[5] Hệ thống dùng pin Victron Lithium Battery Smart được ngắt bằng cách rút cầu chì pin hoặc tháo cực dương khi không dùng.[21] Dòng rò chỉ 10 mA có thể làm hỏng pin 200 Ah nếu hệ thống bị bỏ ở trạng thái cạn quá 8 ngày.[21]

Mức SOC và nhiệt độ cùng quyết định tốc độ lão hóa của pin trong kho, đây là nội dung của mục tiếp theo.

Nhiệt độ cao làm phản ứng phụ trong cell nhanh hơn

Các phản ứng phụ gây hại xảy ra trong cell ngay cả khi lưu trữ.[10] Tốc độ của các phản ứng này tăng khi nhiệt độ cao và SOC cao.[10] Nhiệt độ lõi pin tăng 10 K làm hiệu ứng lão hóa theo lịch tăng xấp xỉ gấp đôi.[22]

Vùng nhiệt độ dễ chịu của pin lithium

Vùng nhiệt độ dễ chịu (comfort zone) của pin lithium-ion nằm trong khoảng 10 °C đến 30 °C.[22] Nhiệt độ cao làm mất dung lượng vĩnh viễn nhanh hơn.[17][23] Nhiệt độ lưu trữ khuyến nghị cho phần lớn loại pin là 15 °C.[17]

Dung lượng còn lại sau một năm lưu trữ

Bảng ước tính dung lượng phục hồi được sau một năm lưu trữ pin Li-ion cho thấy tác động chung của nhiệt độ và SOC.[17] Cột cuối là phần chênh giữa hai mức SOC, tự tính từ hai cột giữa.

Ở 25 °C, pin cất đầy mất 100 - 80 = 20 điểm % dung lượng phục hồi được.[17] Mức mất này gấp 20 / 4 = 5 lần pin cất ở 40% SOC. Pin Li-ion cất đầy chịu hao hụt lớn hơn pin cất ở 40% SOC.[17]

Lưu trữ ở nhiệt độ thấp

Nhiệt độ lạnh làm tăng nội trở và giảm dung lượng của pin.[24] Phần dung lượng giảm do lạnh chỉ áp dụng khi cell còn ở điều kiện đó.[24] Pin không nên để đông lạnh, vì đông lạnh có thể thay đổi cấu trúc phân tử.[17]

Giới hạn khi ngoại suy kết quả thử nhiệt độ cao

Một nghiên cứu tổng hợp dữ liệu lão hóa theo lịch đã lưu cell ở 24 °C, 45 °C, 60 °C và 85 °C, tại 50% hoặc 100% SOC.[25] Dữ liệu không nằm trên một đường thẳng có năng lượng hoạt hóa không đổi, cả với dung lượng lẫn điện trở.[25] Trên 60 °C, chất điện phân bị phân hủy và cathode suy giảm cấu trúc, làm kết quả lệch khỏi quan hệ Arrhenius thông thường.[25] Ngoại suy dữ liệu nhiệt độ cao xuống nhiệt độ phòng có thể ước tính sai xu hướng lão hóa tới vài năm.[25]

Hậu quả trên chỉ tránh được khi đọc đúng các dòng lưu trữ trên datasheet và đối chiếu với điều kiện kho.

Các tên gọi trên tài liệu

Tên thường gặp là Storage Temperature, như datasheet pin Deye SE-G5.1 Pro-B.[4] Pin Pylontech US5000 dùng tên Shelf Temperature.[5] Biến tần Huawei SUN2000-M1 không có dòng lưu trữ trên trang thông số, con số nằm ở mục lưu trữ của tài liệu hướng dẫn.[3][2]

Trích dòng datasheet pin Deye SE-G5.1 Pro-B

Datasheet của pin Deye SE-G5.1 Pro-B in các dòng môi trường như sau.[4]

Dòng Storage Temperature hẹp hơn dải xả ở cả hai đầu.[4] Độ ẩm tương đối được giải thích ở bài Dải độ ẩm tương đối.

Ví dụ: đối chiếu thiết bị với cấp kho ETSI 1.1

Kho cấp 1.1 có che chắn, kiểm soát nhiệt độ một phần, nhiệt độ không khí từ -5 °C đến 45 °C.[1] Hai thiết bị cần cất là biến tần Huawei SUN2000-M1 và pin Deye SE-G5.1 Pro-B.

1. Ghi dải kho cấp 1.1: từ -5 °C đến 45 °C.[1]
2. Ghi dải lưu trữ của biến tần Huawei SUN2000-M1: từ -40 °C đến +70 °C.[2]
3. So đầu thấp của biến tần: -5 - (-40) = 35 °C dư. So đầu cao: 70 - 45 = 25 °C dư.
4. Ghi dải lưu trữ của pin Deye SE-G5.1 Pro-B: từ 0 °C đến 35 °C.[4]
5. So đầu thấp của pin: kho xuống -5 °C, thấp hơn giới hạn 0 °C là 0 - (-5) = 5 °C. So đầu cao: 45 - 35 = 10 °C vượt.
6. Kết luận: biến tần nằm trọn trong cấp 1.1, pin cần nơi có kiểm soát nhiệt độ hẹp hơn cấp 1.1.

Các mục trên trả lời phần lớn thắc mắc về dải nhiệt độ lưu trữ; những câu hỏi thường gặp được gom lại ở mục 10.