Thermal Propagation – UN 38.3

Qu'est-ce que Thermal Propagation — UN 38.3 ?

Lors du test de propagation thermique, une seule cellule est délibérément entraînée dans un emballement thermique, et il est surveillé si l'événement se propage aux cellules voisines, combien de temps il faut pour se propager et quand la flamme/le gaz s'échappe du pack. Le déclenchement se fait par des méthodes telles que la pénétration des clous, le chauffage local ou la surcharge.

Objectif de Thermal Propagation — UN 38.3

L'objectif est de démontrer l'efficacité des mesures de conception (barrière thermique, chemin d'évacuation des gaz, espacement des cellules) qui empêchent la défaillance d'une seule cellule d'enflammer l'ensemble du pack. Dans les véhicules électriques, l’objectif est de gagner suffisamment de temps pour que les occupants puissent évacuer.

À quels produits Thermal Propagation — UN 38.3 s'applique-t-il ?

Packs de batteries de traction pour véhicules électriques
Modules de système de stockage d'énergie (ESS)
Batteries de bus électriques et de véhicules utilitaires
Batteries de véhicules électriques légers
Batteries portables à haute énergie

Dans quels secteurs Thermal Propagation — UN 38.3 est-il utilisé ?

BatterieVéhicule électriqueAutomobileÉnergie

Normes relatives à Thermal Propagation — UN 38.3

ONU 38.3Tests de sécurité du transport sur les batteries au lithium test

Conditions de Thermal Propagation — UN 38.3

Méthode de déclenchement: Chauffage local, piqûre d'épingle ou surcharge ; à partir de la spécification
état de charge: Avant l’expérience, les cellules sont portées à un niveau de charge défini.
Quantités surveillées: Températures des cellules et des modules, tension, dégazage, flamme et fumée
alerte précoce: Le temps entre le signal d'avertissement et l'atteinte de la situation dangereuse est mesuré

Équipement pour Thermal Propagation — UN 38.3

Chambre d'essai de batterie antidéflagrante
Système de mesure de température et de tension multicanal
Configuration de déclenchement (chauffage, clou ou source de surcharge)
Système d'analyse de gaz et de ventilation
Caméra haute vitesse et thermique
Infrastructure de lutte contre les incendies et de sécurité

Exigences d'échantillon pour Thermal Propagation — UN 38.3

L'échantillon doit être prélevé de manière à représenter le lot ou le cycle de production.
La description de l'échantillon, le type de matériau et la direction de production, le cas échéant, doivent être indiqués.
La norme à appliquer et toute spécification client doivent être fournies avec l’échantillon.
Le test peut être destructeur ; le nombre d'échantillons requis doit être confirmé à l'avance.
Les surfaces qui seront testées doivent être protégées pendant le transport.

Durée de Thermal Propagation — UN 38.3

La préparation, l'instrumentation et les mesures de sécurité prennent beaucoup plus de temps que le test lui-même. Un test sur un seul pack prend des jours, préparation comprise ; l'événement lui-même se développe en quelques minutes.

Procédure de Thermal Propagation — UN 38.3

1Le pack est instrumenté ; Les températures et tensions des cellules et des modules sont connectées.
2Les cellules sont amenées au niveau de charge défini.
3Le pack est placé dans la chambre de test et des mesures de sécurité sont prises.
4La méthode de déclenchement est appliquée et la cellule cible est entraînée dans un emballement thermique.
5Les observations de température, de tension, de gaz et visuelles sont enregistrées en continu.
6La propagation vers les cellules voisines est surveillée.
7Une fois l’événement terminé, le pack est refroidi et examiné.

Critères d'acceptation de Thermal Propagation — UN 38.3

La norme de méthode définit la manière dont le test est effectué, et non le résultat que doit être le résultat. La limite d'acceptation provient de la norme de matériau ou de produit, de la spécification du client ou de la réglementation applicable ; cette page ne donne donc pas de limite numérique.

Évaluation des résultats

L'évaluation est effectuée en fonction des attentes de la spécification appliquée : certaines réglementations n'exigent aucune propagation, tandis que d'autres acceptent de prévoir un délai d'alerte précoce défini avant qu'un effet dangereux n'atteigne l'habitacle. La classe de véhicule et le marché cible déterminent le critère à appliquer.

Rapport de Thermal Propagation — UN 38.3

Description de l'échantillon, informations sur le matériau/produit et numéro de lot le cas échéant
Méthode de préparation des échantillons et conditions de conditionnement
Conditions standards et d’essai appliquées
Instrument utilisé et état d’étalonnage
Résultats et unités de mesure
Incertitude de mesure (si demandé)
Une déclaration selon laquelle le résultat s'applique uniquement au spécimen soumis pour test

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

Des normes harmonisées appliquées selon la famille de produits
UE 765/2008 (cadre de surveillance du marché et d'accréditation)
Réglementations produit pertinentes et spécifications clients

Batarya Testleri — Que couvre ce domaine d'essai ?

La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Thermal Propagation ; 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 Thermal Propagation — UN 38.3

La propagation est-elle directement synonyme d’échec ?

Cela dépend de la spécification appliquée. Certaines réglementations n'autorisent pas du tout la propagation ; d'autres le considèrent suffisant pour fournir le délai d'alerte précoce nécessaire à l'évacuation des occupants.

Quelle méthode de déclenchement choisir ?

La spécification détermine la méthode. Le chauffage local est le plus reproductible ; La pénétration des clous n'est plus privilégiée dans certaines réglementations car elle est considérée comme ne représentant pas bien les défaillances réelles sur le terrain.