Nail Penetration – ISO 12405

Che cos'è Nail Penetration — ISO 12405?

Il test di penetrazione del chiodo è un test di abuso in cui viene creato un cortocircuito interno artificiale inserendo un chiodo conduttivo di diametro definito in una cella completamente carica a una velocità controllata. Viene utilizzato per esaminare il comportamento di fuga termica.

Scopo di Nail Penetration — ISO 12405

Lo scopo è valutare il rilascio di energia e la tendenza all'instabilità termica quando si verifica un improvviso cortocircuito interno alla cella.

A quali prodotti si applica Nail Penetration — ISO 12405?

Celle agli ioni di litio
Celle dei veicoli elettrici
Celle di accumulo dell'energia

In quali settori si utilizza Nail Penetration — ISO 12405?

BatteriaVeicolo elettricoAutomobilisticoEnergiaElettronica

Norme relative a Nail Penetration — ISO 12405

ISO 12405Condizioni di prova per pacchi batterie al litio per veicoli elettrici test

Condizioni di Nail Penetration — ISO 12405

Diametro del chiodo: Definito nelle specifiche; tipicamente 3–8 mm
Velocità di penetrazione: Velocità fissa definita nelle specifiche
Profondità di penetrazione: In modo da attraversare completamente la cellula, o nella misura definita
Sicurezza: Sono obbligatori un locale protetto contro le esplosioni, uno sfiato del gas e un sistema di estinzione

Apparecchiatura per Nail Penetration — ISO 12405

Banco per test di penetrazione dei chiodi
Misura della forza e dello spostamento
Sala prove protetta contro le esplosioni
Registrazione della temperatura ad alta velocità e termocamera
Sistema di analisi del gas

Requisiti del campione per Nail Penetration — ISO 12405

Il campione viene portato nel test completamente carico
Il test è monouso e ad alto rischio
La chimica della cellula e il contenuto energetico devono essere conosciuti in anticipo
Il numero di esemplari è indicato nelle specifiche

Durata di Nail Penetration — ISO 12405

L'evento di penetrazione dura secondi; insieme alla preparazione, osservazione e raffreddamento è prevista una giornata lavorativa.

Procedura di Nail Penetration — ISO 12405

1Il campione è completamente carico e vengono registrate la sua massa e la sua tensione.
2Le termocoppie vengono posizionate sulla superficie e il campione viene inserito nella camera.
3Il chiodo viene inserito alla velocità e alla profondità definite.
4La tensione, la temperatura e il rilascio di gas sono monitorati continuamente.
5Vengono registrati se si verifica una fuga termica e la temperatura di picco.
6La perdita di massa e le condizioni fisiche vengono valutate dopo il raffreddamento.

Criteri di accettazione di Nail Penetration — ISO 12405

Questo test viene generalmente condotto a scopo di caratterizzazione piuttosto che come criterio di superamento/fallimento. Se viene applicato un criterio, questo viene definito nella specifica come l'assenza di incendio ed esplosione.

Valutazione dei risultati

Vengono valutati la temperatura di picco, il tasso di aumento della temperatura, la quantità di gas e se si è verificata una fuga termica. I risultati dipendono fortemente dalla chimica cellulare.

Rapporto di Nail Penetration — ISO 12405

Specifica applicata
Diametro, velocità e profondità del chiodo
Stato iniziale di carica e contenuto energetico
Registrazioni di temperatura e tensione
Osservazione della fuga termica, video e fotografie

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

Cina GB 38031 (batteria del veicolo)
Specifiche di sviluppo OEM

Batarya Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Nail Penetration; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

I test sulle batterie rispondono a tre domande distinte, ciascuna con il proprio corpo normativo: la batteria può essere trasportata, è sicura in uso, fornisce le prestazioni dichiarate? Queste tre domande vengono spesso confuse tra loro, e la confusione ha conseguenze commerciali: non si può entrare in un mercato con un rapporto di trasporto né effettuare una spedizione con un rapporto di sicurezza del prodotto.

Sul lato trasporto, UN 38.3 è un passaggio obbligatorio; una batteria priva di tale evidenza non può essere spedita. Sul lato sicurezza è l'applicazione a determinare cosa si applica: IEC 62133-2 per i prodotti portatili, IEC 62619 e IEC 63056 per le applicazioni industriali e di accumulo energetico, UNECE R100, UL 2580 e ISO 6469 per i veicoli elettrici. Sul lato prestazioni si misurano capacità, resistenza interna, vita ciclica, autoscarica, accettazione della carica e comportamento in funzione della temperatura.

La distinzione di LIVELLO è essenziale in questa famiglia ed è l'argomento che genera più discussioni nella catena di fornitura. Cella, modulo e pacco vengono valutati separatamente; un certificato ottenuto per una cella non dimostra la conformità del pacco. Oltre alle celle, il comportamento del pacco è determinato dal sistema di gestione della batteria, dal progetto di raffreddamento, dalla struttura meccanica, dalla disposizione delle interconnessioni e dal coordinamento dell'isolamento. Inserire il rapporto del fornitore di celle nel fascicolo del pacco è un approccio comune ma inadeguato.

La fuga termica e la sua propagazione sono l'argomento più critico del settore. Una cella al litio può innescare una reazione chimica autosostenuta se danneggiata o surriscaldata; a quel punto rimuovere il calore dall'esterno di solito non è più possibile. Le norme moderne trattano quindi la fuga termica di una singola cella come uno scenario di guasto INEVITABILE e cambiano la domanda: l'evento si propaga alle celle vicine, cosa rilascia all'esterno del pacco e quanto tempo resta all'utente per fuggire?

In questo ambito il sistema di gestione della batteria viene valutato non come una scheda elettronica ma come una FUNZIONE DI SICUREZZA. Si dimostra che le protezioni da sovraccarica, sovrascarica, sovracorrente e sovratemperatura entrano effettivamente in funzione, che il sistema si porta nello stato sicuro in caso di guasto e che il suo software è stato verificato. Nelle applicazioni industriali e veicolari questa valutazione è legata a quadri di sicurezza funzionale.

Il lato normativo si sta rapidamente inasprendo. Il Regolamento Batterie (UE) 2023/1542 va oltre la sicurezza e introduce obblighi di dichiarazione dell'impronta di carbonio, percentuale di contenuto riciclato, dichiarazione di durabilità e capacità, passaporto della batteria e rimovibilità per le batterie portatili. Ciò estende l'ambito dei test oltre le classiche prove di sicurezza.

Gruppi di metodi in questo ambito

Abuso elettrico
Sovraccarica, sovrascarica, cortocircuito esterno, scarica forzata e carica sbilanciata. È qui che si vede se i circuiti di protezione funzionano realmente.
Abuso meccanico
Vibrazione, urto, schiacciamento, penetrazione, caduta libera e ribaltamento. Si monitora se si verificano condizioni di cortocircuito interno.
Prove termiche
Ciclazione termica, shock termico, stoccaggio ad alta temperatura, esposizione al fuoco e propagazione della fuga termica.
Prove ambientali
Umidità, bassa pressione, nebbia salina e, se necessario, immersione; questi vengono in primo piano nelle applicazioni veicolari e outdoor.
Misurazioni delle prestazioni
Capacità, energia e potenza, resistenza interna, efficienza, vita ciclica, vita calendariale e comportamento in funzione della temperatura.
Verifica BMS
Verifica delle soglie di protezione, della funzione di bilanciamento delle celle, della comunicazione e della risposta ai guasti.

Confusioni frequenti in questo ambito

UN 38.3 non è un certificato di sicurezza del prodotto; dimostra solo la conformità al trasporto.
Un certificato di cella non dimostra la conformità del pacco. Il pacco viene valutato separatamente con la propria architettura.
Due pacchi costruiti con la stessa cella danno risultati diversi; raffreddamento, interconnessione e struttura meccanica sono determinanti.
Una prova prestazionale non è una prova di sicurezza. Un rapporto sulla vita ciclica non soddisfa i requisiti di sicurezza.
Per una batteria di veicolo elettrico, un rapporto UL 2580 e l'omologazione UNECE R100 non sono la stessa cosa; uno è una valutazione normativa, l'altra un regime di omologazione.
Una batteria per veicoli trasferita a un'applicazione di seconda vita entra in un nuovo profilo di utilizzo; la valutazione precedente non può essere trasferita direttamente.

Quali decisioni supportano questi risultati

Conformità al trasporto e sintesi delle prove per la spedizione
Dichiarazione di sicurezza del prodotto e accesso al mercato
Dichiarazioni di prestazione, durabilità e impronta di carbonio ai sensi del Regolamento Batterie
Valutazione dell'impatto di un cambio di fornitore di celle o di BMS
Processi di collaudo in sito per un sistema di accumulo energetico

Test correlati

Domande frequenti su Nail Penetration — ISO 12405

Il test di penetrazione dei chiodi è incluso nella norma IEC 62133 o ONU 38.3?

No. Questo test non è definito dalla norma UN 38.3 o IEC 62133-2. Appare nelle normative nazionali come la GB 38031 cinese e nelle specifiche di sviluppo OEM. Quale specificazione seguirà dovrà quindi essere chiarita in anticipo.