Internal Resistance – ISO 12405

Was ist Internal Resistance — ISO 12405?

Der Innenwiderstandstest ermittelt den Innenwiderstand der Batterie anhand des Spannungsabfalls unter Last oder der Wechselstromimpedanz. Es werden zwei Ansätze verwendet: DC-IR und AC-IR.

Zweck von Internal Resistance — ISO 12405

Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit der Batterie zu beurteilen, die Produktionskonsistenz zu überprüfen und die Alterung zu überwachen.

Bei welchen Produkten wird Internal Resistance — ISO 12405 angewendet?

Lithium-Ionen-Zellen
Batteriemodule und -packs
Batterien für tragbare Geräte
Energiespeicherzellen

In welchen Branchen wird Internal Resistance — ISO 12405 eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergieElektronik

Normen zu Internal Resistance — ISO 12405

ISO 12405Testbedingungen für Lithiumbatteriepakete von Elektrofahrzeugen prüfen

Prüfbedingungen für Internal Resistance — ISO 12405

Verfahren: DC-IR (Spannungsabfall unter Impulslast) oder AC-IR (1 kHz Impedanz)
Impulsstrom und -dauer: Strom und Dauer sind im Standard für DC-IR definiert
Ladestatus: Die Messung erfolgt beim definierten SOC
Temperatur: Bei der Referenztemperatur; Die Temperatur beeinflusst den Innenwiderstand deutlich

Prüfgerät für Internal Resistance — ISO 12405

Batterietestsystem (mit Impulsladefähigkeit)
AC-Impedanzmesser (1 kHz)
Temperaturschrank
Vierleiter-Messanschluss

Probenanforderungen für Internal Resistance — ISO 12405

Messpunkte und Übergangswiderstände müssen überprüft werden
Die Probe muss zum definierten SOC gebracht werden
Die Temperaturstabilisierung muss abgeschlossen sein
Es muss ein Vierleiteranschluss (Kelvin) verwendet werden

Dauer von Internal Resistance — ISO 12405

Die Dauer pro Messung ist kurz; Die Temperaturstabilisierung bestimmt die Gesamtzeit.

Ablauf von Internal Resistance — ISO 12405

1Die Probe wird auf den definierten SOC gebracht und ihre Temperatur stabilisiert.
2Es wird eine Vierleiterverbindung hergestellt.
3Bei AC-IR wird die 1-kHz-Impedanz gemessen bzw. bei DC-IR der definierte Stromimpuls angelegt.
4Spannungsabfall und Strom werden aufgezeichnet.
5Der Innenwiderstand wird berechnet und gemeldet.

Annahmekriterien für Internal Resistance — ISO 12405

Als Akzeptanzkriterium wird in der Spezifikation ein maximaler Innenwiderstandswert angegeben. Als Kriterium kann bei der Alterungsüberwachung ein maximales Steigerungsverhältnis zum Ausgangswert dienen.

Auswertung der Ergebnisse

DC-IR- und AC-IR-Werte können nicht austauschbar verwendet werden; Die Methode muss im Bericht immer angegeben werden. Temperatur und SOC werden erfasst, da sie direkten Einfluss auf die Messung haben.

Prüfbericht zu Internal Resistance — ISO 12405

Angewandter Standard und Methode (DC-IR / AC-IR)
Impulsstrom und -dauer bzw. Messfrequenz
SOC und Temperatur
Gemessene Innenwiderstandswerte
Anschlussanordnung

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 Internal Resistance 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 Internal Resistance — ISO 12405

Warum liefern DC-IR und AC-IR unterschiedliche Ergebnisse?

AC-IR wird im Allgemeinen bei 1 kHz gemessen und erfasst den ohmschen Anteil. DC-IR beinhaltet auch Polarisationseffekte abhängig von der Pulsdauer, daher ist sie typischerweise höher. Die beiden werden getrennt ausgewiesen.

Internal Resistance — ISO 12405