Thermal Propagation – IEC 62619

Was ist Thermal Propagation — IEC 62619?

Beim thermischen Ausbreitungstest wird eine einzelne Zelle absichtlich zum thermischen Durchgehen getrieben und es wird überwacht, ob sich das Ereignis auf benachbarte Zellen ausbreitet, wie lange die Ausbreitung dauert und wann Flamme/Gas aus der Packung austritt. Die Auslösung erfolgt durch Methoden wie Nagelpenetration, lokale Erwärmung oder Überladung.

Zweck von Thermal Propagation — IEC 62619

Der Zweck besteht darin, die Wirksamkeit von Konstruktionsmaßnahmen (Wärmebarriere, Gasentlüftungspfad, Zellabstand) zu demonstrieren, die verhindern, dass ein Ausfall einer einzelnen Zelle das gesamte Paket entzündet. Bei Elektrofahrzeugen geht es darum, genügend Zeit für die Evakuierung der Insassen zu gewinnen.

Bei welchen Produkten wird Thermal Propagation — IEC 62619 angewendet?

Traktionsbatteriesätze für Elektrofahrzeuge
Module für Energiespeichersysteme (ESS).
Batterien für Elektrobusse und Nutzfahrzeuge
Batterien für leichte Elektrofahrzeuge
Tragbare Hochleistungs-Akkupacks

In welchen Branchen wird Thermal Propagation — IEC 62619 eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergie

Normen zu Thermal Propagation — IEC 62619

IEC 62619Sicherheit von Lithiumbatterien in industriellen Anwendungen prüfen

Prüfbedingungen für Thermal Propagation — IEC 62619

Auslösemethode: Lokale Erwärmung, Nadelstich oder Überladung; von der Spezifikation
Ladestatus: Vor dem Experiment werden Zellen auf einen definierten Ladezustand gebracht.
Überwachte Mengen: Zell- und Modultemperaturen, Spannung, Ausgasung, Flamme und Rauch
Vorwarnung: Gemessen wird die Zeit zwischen dem Warnsignal und dem Erreichen der Gefahrensituation

Prüfgerät für Thermal Propagation — IEC 62619

Explosionsgeschützte Batterieprüfkammer
Mehrkanaliges Temperatur- und Spannungsmesssystem
Auslösendes Setup (Heizung, Nagel oder Überladequelle)
Gasanalyse- und Belüftungssystem
Hochgeschwindigkeits- und Wärmebildkamera
Brandbekämpfungs- und Sicherheitsinfrastruktur

Probenanforderungen für Thermal Propagation — IEC 62619

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 Thermal Propagation — IEC 62619

Vorbereitung, Instrumentierung und Sicherheitsmaßnahmen dauern weitaus länger als der Test selbst. Ein Einzelpackungstest dauert inklusive Vorbereitung Tage; Das Ereignis selbst entwickelt sich innerhalb von Minuten.

Ablauf von Thermal Propagation — IEC 62619

1Das Paket ist instrumentiert; Zell- und Modultemperaturen und -spannungen sind miteinander verbunden.
2Zellen werden auf den definierten Ladezustand gebracht.
3Die Packung wird in die Prüfkammer gestellt und es werden Sicherheitsmaßnahmen getroffen.
4Die Auslösemethode wird angewendet und die Zielzelle wird zum thermischen Durchgehen getrieben.
5Temperatur, Spannung, Gas und visuelle Beobachtungen werden kontinuierlich aufgezeichnet.
6Die Ausbreitung auf benachbarte Zellen wird überwacht.
7Nach Ende der Veranstaltung wird die Packung abgekühlt und untersucht.

Annahmekriterien für Thermal Propagation — IEC 62619

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 erfolgt entsprechend der Erwartungshaltung der angewandten Spezifikation: Einige Vorschriften fordern überhaupt keine Ausbreitung, während andere die Bereitstellung einer definierten Frühwarnzeit akzeptieren, bevor eine gefährliche Wirkung den Fahrgastraum erreicht. Welches Kriterium gilt, hängt von der Fahrzeugklasse und dem Zielmarkt ab.

Prüfbericht zu Thermal Propagation — IEC 62619

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 Thermal Propagation 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 Thermal Propagation — IEC 62619

Bedeutet Ausbreitung direkt Scheitern?

Dies hängt von der angewendeten Spezifikation ab. Einige Vorschriften erlauben eine Vermehrung überhaupt nicht; andere halten es für ausreichend, die für die Evakuierung der Insassen erforderliche Frühwarnzeit bereitzustellen.

Welche Auslösemethode sollte gewählt werden?

Die Spezifikation bestimmt die Methode. Lokale Erwärmung ist am wiederholbarsten; Das Eindringen von Nägeln wird in einigen Vorschriften nicht mehr bevorzugt, da davon ausgegangen wird, dass es tatsächliche Ausfälle im Feld nicht gut widerspiegelt.

Thermal Propagation — IEC 62619