Akkupack-Tests — UNECE R100 / ISO 6469 / UL 2580

Was ist Packprüfungen?

Bei Packtests handelt es sich um eine Gruppe von Tests, die den kompletten Batteriepack bewerten, bei dem Zellen und Module mit dem BMS, der Kühlung, den Kontakten und dem mechanischen Gehäuse kombiniert werden. Auf dieser Ebene werden Anforderungen auf Fahrzeug- und Systemebene überprüft.

Zweck von Packprüfungen

Der Zweck besteht darin, zu überprüfen, ob der Batteriesatz unter realen Einsatz- und Unfallbedingungen am Fahrzeug oder System sicher bleibt und dass das BMS seine Schutzfunktionen erfüllt.

Bei welchen Produkten wird Packprüfungen angewendet?

Batteriepakete für Elektrofahrzeuge
Batterien für Hybridfahrzeuge
Energiespeichersysteme
Traktionsbatterien für Industriefahrzeuge

In welchen Branchen wird Packprüfungen eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergieElektronik

Normen zu Packprüfungen

UNECE R100Sicherheit von Elektrofahrzeugen und Batterien prüfen
ISO 6469-1
UL 2580Sicherheit in Elektrofahrzeugbatterien prüfen
IEC 62619Sicherheit von Lithiumbatterien in industriellen Anwendungen prüfen
ISO 12405Testbedingungen für Lithiumbatteriepakete von Elektrofahrzeugen prüfen
UN 38.3Transportsicherheitstests an Lithiumbatterien prüfen
IEC 62133Sicherheit in tragbaren Zellen und Batterien prüfen
IEC 62620Industrielle Lithiumzellen und -batterien prüfen
UL 1642Sicherheit in Lithiumzellen prüfen
UL 2054Sicherheit bei Batterien für den privaten und gewerblichen Gebrauch prüfen

Prüfbedingungen für Packprüfungen

BMS-Kommunikation: Der Datenzugriff ist über CAN oder eine gleichwertige Schnittstelle erforderlich
Elektrische Sicherheit: Gemessen werden Isolationswiderstand und Berührungsschutz
Mechanische Tests: Vibrations-, Schock-, Quetsch- und bei Bedarf Feuerfestigkeit
Umfeld: In der Spezifikation definierter Temperaturbereich

Prüfgerät für Packprüfungen

Hochspannungs- und Hochstrom-Testinfrastruktur
System zur Messung des Isolationswiderstands
Rüttel- und Schockprüfstand (für die Packung dimensioniert)
Explosionsgeschützter Prüfraum und Gasanalyse
CAN-Datenprotokollierungssystem

Probenanforderungen für Packprüfungen

Das Paket muss der Serienkonfiguration entsprechen
Die BMS-Softwareversion muss erfasst werden
Anschlussschnittstellen und der Kühlkreislauf müssen bereit sein
Es müssen Hochspannungs-Sicherheitsverfahren angewendet werden

Dauer von Packprüfungen

Ein umfassendes Packprogramm, einschließlich Vorbereitung, mechanischer Tests und elektrischer Überprüfung, kann mehrere Wochen dauern.

Ablauf von Packprüfungen

1Die Packung wird identifiziert, BMS-Daten und der Ausgangszustand werden erfasst.
2Elektrische Sicherheitsmessungen (Isolation, Berührungsschutz) werden durchgeführt.
3Es werden Leistungs- und thermische Tests durchgeführt.
4Es werden mechanische Tests (Vibration, Schock, Druck) durchgeführt.
5Nach jedem Schritt werden Isolierung und Funktion überprüft.
6Bei Bedarf werden Feuerwiderstands- und Ausbreitungsprüfungen durchgeführt.

Annahmekriterien für Packprüfungen

Akzeptanzkriterien sind in UNECE R100 und verwandten Normen definiert: kein Austreten von Elektrolyt, kein Unterschreiten des Isolationswiderstands unter den Grenzwert, kein Feuer oder keine Explosion und Wahrung der Gehäuseintegrität.

Auswertung der Ergebnisse

Die elektrische Sicherheit wird nach jeder mechanischen Prüfung erneut gemessen. Die Schutzmaßnahmen des BMS werden anhand der Aufzeichnungen überprüft.

Prüfbericht zu Packprüfungen

Angewandte Norm und Verordnung
Paketkonfiguration und BMS-Version
Reihenfolge der angewandten Tests und Parameter
Ergebnisse zu Isolationswiderstand und elektrischer Sicherheit
Mechanische Testbeobachtungen und Fotos

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 Packprüfungen 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 Packprüfungen

Warum ist das BMS beim Packtest so wichtig?

Das BMS führt die Schutzfunktionen auf Packebene aus: Es verwaltet die Grenzwerte für Überladung, Tiefentladung, Überstrom und Temperatur. Daher müssen BMS-Daten aufgezeichnet und ihre Reaktionen während der Tests überprüft werden.

Packprüfungen