Tests de cellules de batterie — IEC 62133-2 / IEC 62619 / UN 38.3

Qu'est-ce que Essais sur cellules ?

Les tests de cellules sont le groupe de tests qui évaluent les performances, la durée de vie et le comportement en matière de sécurité de la cellule, la plus petite unité électrochimique d'un système de batterie. Ils constituent la base des tests de modules et de packs.

Objectif de Essais sur cellules

L'objectif est de vérifier que la cellule répond à ses caractéristiques électriques déclarées et se comporte en toute sécurité dans des conditions d'abus, et de fournir des données pour une conception de niveau supérieur.

À quels produits Essais sur cellules s'applique-t-il ?

Cellules lithium-ion cylindriques
Cellules prismatiques
Cellules de poche
Cellules au lithium polymère
Cellules de stockage industrielles

Dans quels secteurs Essais sur cellules est-il utilisé ?

BatterieVéhicule électriqueAutomobileÉnergieÉlectronique

Normes relatives à Essais sur cellules

IEC 62133-2Sécurité des piles et batteries portables au lithium test
IEC 62619sécurité des batteries au lithium dans les applications industrielles test
IEC 62620Piles et batteries industrielles au lithium test
ONU 38.3Tests de sécurité du transport sur les batteries au lithium test
UL 1642sécurité dans les piles au lithium test
UL2580Sécurité dans les batteries des véhicules électriques test
IEC 62133Sécurité des piles et batteries portables test
UL 2054Sécurité des batteries à usage domestique et commercial test
ISO 12405Conditions de test pour les batteries au lithium pour véhicules électriques test
CEE-ONU R100sécurité des véhicules électriques et des batteries test

Conditions de Essais sur cellules

Méthode de chargement: Paramètres CC-CV déclarés par le fabricant
Température de référence: Température ambiante définie dans la norme
Limites de tension: Tension de coupure supérieure et inférieure déclarée par le fabricant
Mesure de sécurité: Les tests d'abus sont effectués dans une chambre protégée contre les explosions

Équipement pour Essais sur cellules

Canaux de test de batterie (cycleur)
Chambres thermiques
Cellule de test et évacuation des gaz protégées contre les explosions
Enregistrement multicanal de la température et de la tension

Exigences d'échantillon pour Essais sur cellules

Le nombre d'échantillons est déterminé par la norme applicable
Les valeurs limites de charge/décharge du fabricant doivent être fournies par écrit.
Les cellules doivent effectuer la période de repos requise par la norme avant d'être testées.
Une fiche de données de sécurité (FDS) est requise

Durée de Essais sur cellules

Les tests de performances peuvent prendre des jours et les tests de durée de vie peuvent prendre des mois. Les tests de sécurité sont généralement terminés en quelques jours.

Procédure de Essais sur cellules

1La cellule est identifiée et ses valeurs déclarées sont enregistrées.
2La capacité initiale et la résistance interne sont mesurées par charge-décharge.
3Les tests de performances requis par la norme sont appliqués.
4Les tests de sécurité et d'abus sont effectués avec des échantillons séparés.
5La tension, le courant, la température et les observations sont enregistrés dans chaque test.

Critères d'acceptation de Essais sur cellules

Les critères d'acceptation sont définis dans la norme appliquée. Les critères typiques des tests de sécurité sont l'absence d'incendie, d'explosion et de fuite ; lors des tests de performances, le respect des valeurs déclarées est requis.

Évaluation des résultats

Les résultats sont évalués par spécimen et en tant qu’ensemble. Les résultats au niveau des cellules ne peuvent pas être directement généralisés au niveau du pack ; une vérification distincte est requise pour le niveau supérieur.

Rapport de Essais sur cellules

Norme appliquée et révision
Identification cellulaire, chimie et valeurs déclarées
Liste des tests et paramètres appliqués
Enregistrements de tension, de courant et de température
Observations et photographies

Accréditation

EUROLAB détient une accréditation internationalement reconnue obtenue auprès des organismes d'accréditation parties aux accords de reconnaissance multilatérale de l'IAF et de l'ILAC, selon ISO/IEC 17025 pour les tests en laboratoire, ISO/IEC 17020 pour l'inspection et la surveillance, et ISO/IEC 17021-1 et ISO/IEC 17065 pour la certification des systèmes et des produits. Cette chaîne garantit que les rapports et certificats délivrés sont acceptés dans le monde entier.

La possibilité de proposer ce test dans le cadre d'une accréditation dépend de votre produit et de la norme appliquée ; l'accréditation étant méthodologique, le périmètre est confirmé par écrit au stade du devis.

Portée et autorisations

Règlements connexes

ONU 38.3 (transport)
Règlement européen sur les batteries
UNECE R100 (application véhicule)

Batarya Testleri — Que couvre ce domaine d'essai ?

La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Essais sur cellules ; les conditions et critères d'acceptation de cet essai figurent dans les sections ci-dessus. Le périmètre propre à votre produit est confirmé par écrit au stade du devis.

Les essais de batteries répondent à trois questions distinctes, chacune avec son propre corpus de normes : la batterie peut-elle être transportée, est-elle sûre à l'usage, fournit-elle la performance déclarée ? Ces trois questions sont souvent confondues, et la confusion a des conséquences commerciales — on ne peut pas entrer sur un marché avec un rapport de transport, ni expédier avec un rapport de sécurité produit.

Côté transport, UN 38.3 est un passage obligatoire ; une batterie sans cette preuve ne peut être expédiée. Côté sécurité, c'est l'application qui détermine ce qui s'applique : IEC 62133-2 pour les produits portables, IEC 62619 et IEC 63056 pour les applications industrielles et de stockage d'énergie, UNECE R100, UL 2580 et ISO 6469 pour les véhicules électriques. Côté performance, on mesure la capacité, la résistance interne, la durée de vie en cycles, l'autodécharge, l'acceptation de charge et le comportement dépendant de la température.

La distinction de NIVEAU est essentielle dans cette famille et c'est le sujet qui suscite le plus de débats dans la chaîne d'approvisionnement. Cellule, module et pack sont évalués séparément ; un certificat obtenu pour une cellule ne démontre pas la conformité du pack. Outre les cellules, le comportement du pack est déterminé par le système de gestion de la batterie, la conception du refroidissement, la structure mécanique, l'agencement des interconnexions et la coordination de l'isolation. Insérer le rapport du fournisseur de cellules dans le dossier du pack est une pratique courante mais insuffisante.

L'emballement thermique et sa propagation constituent le sujet le plus critique du domaine. Une cellule au lithium peut entrer dans une réaction chimique auto-entretenue lorsqu'elle est endommagée ou surchauffée ; à ce stade, il n'est généralement plus possible d'évacuer la chaleur de l'extérieur. Les normes modernes considèrent donc l'emballement thermique d'une seule cellule comme un scénario de défaillance INÉVITABLE et changent la question : l'événement se propage-t-il aux cellules voisines, que libère-t-il hors du pack, et combien de temps reste-t-il à l'utilisateur pour s'échapper ?

Dans ce domaine, le système de gestion de la batterie est évalué non pas comme une carte électronique mais comme une FONCTION DE SÉCURITÉ. On démontre que les protections contre la surcharge, la décharge excessive, la surintensité et la surchauffe fonctionnent réellement, que le système bascule du côté sûr en cas de défaillance, et que son logiciel a été vérifié. Dans les applications industrielles et véhiculaires, cette évaluation est liée aux référentiels de sécurité fonctionnelle.

Le volet réglementaire se durcit rapidement. Le règlement (UE) 2023/1542 sur les batteries va au-delà de la sécurité et introduit des obligations de déclaration de l'empreinte carbone, de taux de contenu recyclé, de déclaration de durabilité et de capacité, de passeport batterie et de démontabilité pour les batteries portables. Cela étend le périmètre des essais au-delà des essais de sécurité classiques.

Groupes de méthodes dans ce domaine

Abus électrique
Surcharge, décharge excessive, court-circuit externe, décharge forcée et charge déséquilibrée. C'est ici que l'on voit si les circuits de protection fonctionnent réellement.
Abus mécanique
Vibration, choc, écrasement, pénétration, chute libre et basculement. On surveille si des conditions de court-circuit interne apparaissent.
Essais thermiques
Cyclage thermique, choc thermique, stockage à haute température, exposition au feu et propagation de l'emballement thermique.
Essais environnementaux
Humidité, basse pression, brouillard salin et, si nécessaire, immersion ; ces essais sont prioritaires dans les applications véhiculaires et extérieures.
Mesures de performances
Capacité, énergie et puissance, résistance interne, rendement, durée de vie en cycles, durée de vie calendaire et comportement dépendant de la température.
Vérification GTB
Vérification des seuils de protection, de la fonction d'équilibrage des cellules, de la communication et de la réponse aux défaillances.

Confusions fréquentes dans ce domaine

UN 38.3 n'est pas un certificat de sécurité produit ; il démontre uniquement la conformité au transport.
Un certificat de cellule ne démontre pas la conformité du pack. Le pack est évalué séparément avec sa propre architecture.
Deux packs construits à partir de la même cellule donnent des résultats différents ; le refroidissement, l'interconnexion et la structure mécanique sont déterminants.
Un essai de performance n'est pas un essai de sécurité. Un rapport de durée de vie en cycles ne satisfait pas aux exigences de sécurité.
Pour une batterie de véhicule électrique, un rapport UL 2580 et une homologation UNECE R100 ne sont pas la même chose ; l'un est une évaluation normative, l'autre un régime d'homologation de type.
Une batterie de véhicule transférée vers une application de seconde vie entre dans un nouveau profil d'usage ; l'évaluation antérieure ne peut pas être directement transposée.

Quelles décisions ces résultats étayent

Conformité de transport et résumé d'essai pour l'expédition
Déclaration de sécurité produit et accès au marché
Déclarations de performance, de durabilité et d'empreinte carbone au titre du règlement sur les batteries
Évaluation de l'impact d'un changement de fournisseur de cellules ou de BMS
Processus de réception sur site pour un système de stockage d'énergie

Tests associés

Questions fréquentes sur Essais sur cellules

Si une cellule réussit les tests, la batterie résultante est-elle également conforme en tant que pack ?

Pas directement. La propagation thermique, le comportement du BMS et la protection mécanique sont évalués séparément au niveau du pack. Les tests de cellules, de modules et de packs ne se substituent donc pas les uns aux autres.