Overcharge – UN 38.3

Was ist Overcharge — UN 38.3?

Beim Überladetest handelt es sich um einen Missbrauchstest, bei dem Strom oder Spannung, die über die vom Hersteller angegebenen Ladegrenzwerte hinausgehen, an die Batterie angelegt werden, um zu beurteilen, ob es zu einem Brand, einer Explosion oder einem Auslaufen kommt.

Zweck von Overcharge — UN 38.3

Der Zweck besteht darin, sicherzustellen, dass die Batterie nicht zu einem unkontrollierten Ereignis wird, wenn der Ladekreis oder das BMS ausfällt.

Bei welchen Produkten wird Overcharge — UN 38.3 angewendet?

Lithium-Ionen-Zellen und -Module
Batterien für tragbare Geräte
Batteriepakete für Elektrofahrzeuge
Energiespeichersysteme

In welchen Branchen wird Overcharge — UN 38.3 eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergieElektronik

Normen zu Overcharge — UN 38.3

UN 38.3Transportsicherheitstests an Lithiumbatterien prüfen

Prüfbedingungen für Overcharge — UN 38.3

Ladestrom: Bei UN 38.3 T.7 das Doppelte des vom Hersteller empfohlenen Ladestroms
Dauer / Spannung: Die in der Norm definierte Dauer bzw. bis zur Zielspannung
Umfeld: In der Norm definierte Umgebungstemperatur
Sicherheit: Eine explosionsgeschützte Kammer, Gasentlüftung und Fernüberwachung sind zwingend erforderlich

Prüfgerät für Overcharge — UN 38.3

Programmierbare Stromversorgung
Explosionsgeschützte Prüfzelle
Mehrkanalige Temperatur- und Spannungsaufzeichnung
Gasentlüftungs- und Löschsystem
Fernvideoüberwachung

Probenanforderungen für Overcharge — UN 38.3

Die Anzahl der Proben ist in der Norm festgelegt
Die Probe wird vollständig aufgeladen in den Test aufgenommen
Die vom Hersteller angegebenen Ladegrenzen sind schriftlich einzuholen
Der Test ist für den einmaligen Gebrauch bestimmt; die Probe kann danach nicht mehr verwendet werden

Dauer von Overcharge — UN 38.3

Der Test dauert für die in der Norm festgelegte Dauer; Sie beträgt einschließlich des Beobachtungszeitraums in der Regel einen Werktag.

Ablauf von Overcharge — UN 38.3

1Die Probe wird identifiziert und ihre Anfangsspannung und Masse werden aufgezeichnet.
2Die Probe wird in die explosionsgeschützte Kammer gelegt und Thermoelemente angebracht.
3Es kommt der in der Norm definierte Überladestrom zur Anwendung.
4Spannung, Strom und Temperatur werden kontinuierlich erfasst.
5Nach Ablauf des definierten Zeitraums wird der Ladevorgang gestoppt und der Beobachtungszeitraum beginnt.
6Anschließend werden der Masseverlust und die körperliche Verfassung beurteilt.

Annahmekriterien für Overcharge — UN 38.3

Das Akzeptanzkriterium ist in der angewandten Norm definiert. In UN 38.3 ist das typische Kriterium die Abwesenheit von Feuer und Explosion während des Test- und Beobachtungszeitraums.

Auswertung der Ergebnisse

Temperaturanstieg, Gasfreisetzung, Verformung und Massenverlust werden gemeinsam bewertet. Das Öffnen der Sicherheitslüftung ist nach einigen Normen ein akzeptables Verhalten.

Prüfbericht zu Overcharge — UN 38.3

Angewandte Norm und Prüfnummer
Ladestrom und -dauer
Anfangs- und Endmasse
Temperatur- und Spannungskurven
Beobachtungen, Fotos und Videoaufzeichnungen

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 Overcharge 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 Overcharge — UN 38.3

Schlägt der Test fehl, wenn sich die Sicherheitsentlüftung öffnet?

Nicht unbedingt. In vielen Normen ist das Kriterium die Abwesenheit von Feuer und Explosion; Eine kontrollierte Gasentlüftung ist ein akzeptables Konstruktionsverhalten. Welches Verhalten akzeptabel ist, wird in der angewandten Norm angegeben.

Overcharge — UN 38.3