BMS Functional – UN 38.3

Was ist BMS Functional — UN 38.3?

BMS-Funktionstests stellen sicher, dass die Schutz- und Überwachungsfunktionen des Batteriemanagementsystems wie vorgesehen funktionieren. Zellspannung, -strom und -temperatur werden gezielt über die Grenzwerte hinausgeschoben und es wird überwacht, ob das System bei der richtigen Schwelle, zur richtigen Zeit und in der richtigen Art und Weise reagiert.

Zweck von BMS Functional — UN 38.3

Der Zweck besteht darin, zu zeigen, dass die Schutzschicht der Batterie tatsächlich funktioniert. So sicher die Zellchemie auch sein mag, ein BMS, das Überladung nicht abschaltet, macht den Akku gefährlich.

Bei welchen Produkten wird BMS Functional — UN 38.3 angewendet?

Batteriemanagementsysteme für Elektrofahrzeuge
BMS für Energiespeichersysteme
Tragbare Akkupacks
Batterien für leichte Elektrofahrzeuge
Industrielle Batteriesysteme

In welchen Branchen wird BMS Functional — UN 38.3 eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergie

Normen zu BMS Functional — UN 38.3

UN 38.3Transportsicherheitstests an Lithiumbatterien prüfen

Prüfbedingungen für BMS Functional — UN 38.3

Schutzmaßnahmen überprüft: Überladung, Überentladung, Überstrom, Kurzschluss, Über- und Untertemperatur
Schwellenwerte: Aus dem Datenblatt und dem Systemdesigndokument des Zellherstellers
Fehlerszenarien: Einschließlich Sensorbruch, Kommunikationsverlust und Schützausfall
Überwachung: Spannungs-, Strom-, Temperatur- und BMS-Kommunikationsmeldungen werden gleichzeitig aufgezeichnet

Prüfgerät für BMS Functional — UN 38.3

Batteriezyklussystem und programmierbare Stromversorgung
Zellenemulator (zum Testen des BMS ohne Zellen)
Temperaturgesteuerte Kammer
Fehlerinjektionsanlage
CAN-/Kommunikationsanalysesystem
Sichere Prüfkammer

Probenanforderungen für BMS Functional — UN 38.3

Die Probe muss so entnommen werden, dass sie die Charge bzw. den Produktionslauf repräsentiert.
Die Probenbeschreibung, die Materialart und ggf. die Produktionsrichtung müssen angegeben werden.
Der anzuwendende Standard und etwaige Kundenspezifikationen müssen zusammen mit dem Muster angegeben werden.
Der Test kann destruktiv sein; Die erforderliche Probenanzahl muss vorab bestätigt werden.
Zu prüfende Oberflächen müssen während des Transports geschützt werden.

Dauer von BMS Functional — UN 38.3

Hängt von der Anzahl der Szenarien ab. Grundlegende Schutzfunktionen können innerhalb weniger Tage überprüft werden; Die Studie erstreckt sich auf Wochen, in denen die Fehlerinjektion im Rahmen der funktionalen Sicherheit hinzugefügt wird.

Ablauf von BMS Functional — UN 38.3

1Schutzschwellenwerte und erwartete Reaktionen werden dem Designdokument entnommen.
2Der Testplan und die Szenarioliste werden erstellt.
3Das System ist mit dem Cycler oder Zellemulator verbunden.
4In jedem Szenario wird die entsprechende Menge kontrolliert aus den Grenzen getrieben.
5Die Ansprechschwelle, die Ansprechzeit und der Ansprechmodus des BMS werden aufgezeichnet.
6Es werden Fault-Injection-Szenarien angewendet.
7Die Ergebnisse werden mit dem erwarteten Verhalten verglichen.

Annahmekriterien für BMS Functional — UN 38.3

Der Methodenstandard definiert, wie der Test durchgeführt wird, nicht wie das Ergebnis aussehen muss. Die Akzeptanzgrenze ergibt sich aus der Material- oder Produktnorm, der Kundenspezifikation oder der einschlägigen Vorschrift; Auf dieser Seite wird daher keine Zahlenbegrenzung angegeben.

Auswertung der Ergebnisse

Die Bewertung basiert darauf, dass das BMS den erwarteten sicheren Zustand bei den definierten Schwellenwerten und innerhalb der definierten Zeit erreicht. Schwellenwerte ergeben sich nicht aus dem Standard, sondern aus dem Zelldatenblatt und dem Systemdesign; Der Testplan kann daher nicht ohne das Designdokument erstellt werden.

Prüfbericht zu BMS Functional — UN 38.3

Probenbeschreibung, Material-/Produktinformationen und ggf. Chargennummer
Probenvorbereitungsmethode und Konditionierungsbedingungen
Es gelten Standard- und Testbedingungen
Verwendetes Instrument und Kalibrierungsstatus
Messergebnisse und Einheiten
Messunsicherheit (falls gewünscht)
Eine Aussage, dass das Ergebnis nur für die zum Test eingereichte Probe gilt

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Batarya Testleri — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test BMS Functional gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Batterieprüfungen beantworten drei getrennte Fragen, jede mit einem eigenen Normenkörper: Ist die Batterie transportfähig, ist sie im Gebrauch sicher, liefert sie die angegebene Leistung? Diese drei Fragen werden häufig verwechselt, und die Verwechslung hat kommerzielle Folgen — mit einem Transportbericht kann kein Markt betreten und mit einem Produktsicherheitsbericht keine Sendung versandt werden.

Auf der Transportseite ist UN 38.3 ein verpflichtendes Tor; eine Batterie ohne diesen Nachweis darf nicht versandt werden. Auf der Sicherheitsseite bestimmt die Anwendung, was gilt: IEC 62133-2 für tragbare Produkte, IEC 62619 und IEC 63056 für industrielle Anwendungen und Energiespeicher, UNECE R100, UL 2580 und ISO 6469 für Elektrofahrzeuge. Auf der Leistungsseite werden Kapazität, Innenwiderstand, Zyklenlebensdauer, Selbstentladung, Ladeaufnahme und temperaturabhängiges Verhalten gemessen.

Die Unterscheidung der EBENE ist in dieser Familie wesentlich und der Punkt, der in der Lieferkette die meisten Diskussionen auslöst. Zelle, Modul und Pack werden getrennt bewertet; ein für eine Zelle erhaltenes Zertifikat belegt nicht die Konformität des Packs. Neben den Zellen wird das Verhalten des Packs vom Batteriemanagementsystem, der Kühlkonstruktion, der mechanischen Struktur, der Verbindungsanordnung und der Isolationskoordination bestimmt. Den Bericht des Zelllieferanten in die Pack-Akte zu legen, ist ein verbreiteter, aber unzureichender Ansatz.

Thermisches Durchgehen und dessen Ausbreitung sind das kritischste Thema in diesem Bereich. Eine Lithiumzelle kann bei Beschädigung oder Überhitzung eine sich selbst erhaltende chemische Reaktion eingehen; die Wärme von außen abzuführen ist dann meist nicht mehr möglich. Moderne Normen behandeln das thermische Durchgehen einer einzelnen Zelle daher als UNVERMEIDBARES Fehlerszenario und ändern die Fragestellung: Breitet sich das Ereignis auf Nachbarzellen aus, was wird außerhalb des Packs freigesetzt, und wie viel Zeit bleibt dem Nutzer zur Flucht?

In diesem Bereich wird das Batteriemanagementsystem nicht als elektronische Platine, sondern als SICHERHEITSFUNKTION bewertet. Es wird gezeigt, dass Überladungs-, Tiefentladungs-, Überstrom- und Übertemperaturschutz tatsächlich greifen, dass das System im Fehlerfall in den sicheren Zustand fällt und dass seine Software verifiziert wurde. In industriellen und fahrzeugtechnischen Anwendungen ist diese Bewertung an Rahmenwerke der funktionalen Sicherheit gebunden.

Die regulatorische Seite wird rasch anspruchsvoller. Die Batterieverordnung (EU) 2023/1542 geht über die Sicherheit hinaus und führt Pflichten zur Erklärung des CO2-Fußabdrucks, des Rezyklatanteils, der Haltbarkeits- und Kapazitätsangabe, des Batteriepasses sowie der Entnehmbarkeit bei tragbaren Batterien ein. Dies erweitert den Prüfumfang über die klassischen Sicherheitsprüfungen hinaus.

Methodengruppen in diesem Bereich

Elektrischer Missbrauch
Überladung, Tiefentladung, äußerer Kurzschluss, Zwangsentladung und unausgeglichenes Laden. Hier zeigt sich, ob die Schutzschaltungen tatsächlich funktionieren.
Mechanischer Missbrauch
Vibration, Schock, Quetschung, Durchdringung, freier Fall und Umkippen. Es wird überwacht, ob interne Kurzschlussbedingungen entstehen.
Thermische Tests
Temperaturwechsel, Thermoschock, Lagerung bei hoher Temperatur, Feuereinwirkung und Ausbreitung des thermischen Durchgehens.
Umweltprüfungen
Feuchtigkeit, Unterdruck, Salzsprühnebel und, falls erforderlich, Eintauchen; diese stehen bei Fahrzeug- und Außenanwendungen im Vordergrund.
Leistungsmessungen
Kapazität, Energie und Leistung, Innenwiderstand, Wirkungsgrad, Zyklenlebensdauer, kalendarische Lebensdauer und temperaturabhängiges Verhalten.
BMS-Überprüfung
Verifizierung der Schutzschwellen, der Zellausgleichsfunktion, der Kommunikation und der Fehlerreaktion.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

UN 38.3 ist kein Produktsicherheitszertifikat; es belegt nur die Transportkonformität.
Ein Zellzertifikat belegt nicht die Konformität des Packs. Das Pack wird gesondert mit seiner eigenen Architektur bewertet.
Zwei aus derselben Zelle aufgebaute Packs liefern unterschiedliche Ergebnisse; Kühlung, Verbindungstechnik und mechanische Struktur sind entscheidend.
Ein Leistungstest ist kein Sicherheitstest. Ein Bericht zur Zyklenlebensdauer erfüllt keine Sicherheitsanforderungen.
Bei einer Elektrofahrzeugbatterie sind ein UL-2580-Bericht und eine UNECE-R100-Genehmigung nicht dasselbe; das eine ist eine Normbewertung, das andere ein Typgenehmigungsverfahren.
Eine in eine Second-Life-Anwendung überführte Fahrzeugbatterie erhält ein neues Nutzungsprofil; die frühere Bewertung kann nicht direkt übernommen werden.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Transportkonformität und Prüfzusammenfassung für den Versand
Produktsicherheitserklärung und Marktzugang
Erklärungen zu Leistung, Haltbarkeit und CO2-Fußabdruck im Rahmen der Batterieverordnung
Bewertung der Auswirkungen eines Wechsels des Zelllieferanten oder des BMS
Standortabnahmeprozesse für ein Energiespeichersystem

Häufige Fragen zu BMS Functional — UN 38.3

Warum wird ein Zellenemulator verwendet?

Das wiederholte Testen von Szenarien wie Überladung mit echten Zellen ist sowohl gefährlich als auch kostspielig. Der Emulator versorgt das BMS mit Spannung, als ob eine Zelle vorhanden wäre, sodass Szenarien sicher wiederholt werden können.

Ist ISO 26262 für jedes BMS erforderlich?

Es ist in Automobilanwendungen entsprechend den Systemsicherheitszielen erforderlich. Bei industriellen und tragbaren Anwendungen haben IEC-Normen Vorrang; Der Anwendungsbereich bestimmt, was gilt.

BMS Functional — UN 38.3