Nail Penetration – UL 2580

Что такое Nail Penetration — UL 2580?

Испытание на проникновение гвоздя — это испытание на неправильное обращение, при котором искусственное внутреннее короткое замыкание создается путем вбивания проводящего гвоздя определенного диаметра в полностью заряженный элемент с контролируемой скоростью. Он используется для изучения поведения при термическом выходе из-под контроля.

Nail Penetration — UL 2580: цель

Цель состоит в том, чтобы оценить выделение энергии и тенденцию к тепловому выходу из-под контроля при внезапном внутреннем коротком замыкании внутри элемента.

К каким изделиям применяется Nail Penetration — UL 2580?

Литий-ионные элементы
Ячейки электромобиля
Ячейки хранения энергии

В каких отраслях применяется Nail Penetration — UL 2580?

БатареяЭлектромобильАвтомобильная промышленностьЭнергетикаЭлектроника

Стандарты, связанные с Nail Penetration — UL 2580

УЛ 2580Безопасность аккумуляторов электромобилей тест

Nail Penetration — UL 2580: условия

Диаметр гвоздя: Определено в спецификации; обычно 3–8 мм
Скорость проникновения: Фиксированная скорость, определенная в спецификации
Глубина проникновения: Чтобы пройти через клетку полностью или в определенной степени
Безопасность: Обязательно наличие взрывозащищенного помещения, газоотвода и системы пожаротушения.

Оборудование для Nail Penetration — UL 2580

Стенд для испытания на проникновение гвоздя
Измерение силы и смещения
Взрывозащищенный испытательный зал
Высокоскоростная запись температуры и тепловизионная камера
Система газового анализа

Требования к образцам для Nail Penetration — UL 2580

Образец принимают на испытания полностью заряженным.
Тест является одноразовым и сопряжен с высоким риском.
Химический состав клетки и ее энергетическое содержание должны быть известны заранее.
Количество экземпляров указано в спецификации.

Nail Penetration — UL 2580: продолжительность

Событие проникновения длится несколько секунд; вместе с подготовкой, наблюдением и охлаждением планируется один рабочий день.

Nail Penetration — UL 2580: порядок проведения

1Образец полностью заряжают, записывают его массу и напряжение.
2На поверхность помещают термопары, а образец помещают в камеру.
3Гвоздь вбивается с определенной скоростью и глубиной.
4Напряжение, температура и выделение газа постоянно контролируются.
5Регистрируется ли тепловой разгон и пиковая температура.
6После охлаждения оценивают потерю массы и физическое состояние.

Nail Penetration — UL 2580: критерии приёмки

Этот тест обычно проводится в целях определения характеристик, а не для определения критерия «прошел/не прошел». Если применяется критерий, то в спецификации он определяется как отсутствие пожара и взрыва.

Оценка результатов

Оцениваются пиковая температура, скорость повышения температуры, количество газа и наличие теплового выхода из-под контроля. Результаты сильно зависят от химического состава клеток.

Nail Penetration — UL 2580: протокол

Прикладная спецификация
Диаметр гвоздя, скорость и глубина
Исходное состояние заряда и содержание энергии
Записи температуры и напряжения
Наблюдение теплового разгона, видео и фотографии

Аккредитация

EUROLAB имеет международно признанную аккредитацию, полученную от органов по аккредитации, являющихся участниками многосторонних соглашений о признании IAF и ILAC, в соответствии с ISO/IEC 17025 для лабораторных испытаний, ISO/IEC 17020 для инспекций и надзора, а также ISO/IEC 17021-1 и ISO/IEC 17065 для сертификации систем и продукции. Эта цепочка гарантирует, что выданные отчеты и сертификаты принимаются по всему миру.

Возможность проведения этого теста в рамках аккредитованной области зависит от вашего продукта и применяемого стандарта; поскольку аккредитация основана на методе, объем работ подтверждается в письменной форме на этапе предложения.

Область применения и разрешения

Соответствующие правила

Китай GB 38031 (автомобильный аккумулятор)
Спецификации разработки OEM

Batarya Testleri — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Nail Penetration; условия и критерии приемки именно этого испытания приведены в разделах выше. Объём, специфичный для вашего продукта, подтверждается письменно на этапе коммерческого предложения.

Испытания батарей отвечают на три отдельных вопроса, каждый со своим набором стандартов: можно ли транспортировать батарею, безопасна ли она в эксплуатации, обеспечивает ли она заявленные характеристики? Эти три вопроса часто путают, и путаница имеет коммерческие последствия — с отчётом о транспортировке нельзя выйти на рынок, а с отчётом о безопасности продукции нельзя осуществить отгрузку.

Со стороны транспортировки UN 38.3 является обязательным условием; батарея без такого подтверждения не может быть отправлена. Со стороны безопасности область применения определяет требования: IEC 62133-2 для портативных изделий, IEC 62619 и IEC 63056 для промышленных применений и накопителей энергии, UNECE R100, UL 2580 и ISO 6469 для электромобилей. Со стороны характеристик измеряются ёмкость, внутреннее сопротивление, циклический ресурс, саморазряд, приём заряда и температурно-зависимое поведение.

Разделение по УРОВНЮ имеет ключевое значение в этой группе и является предметом наибольших споров в цепочке поставок. Элемент, модуль и блок оцениваются отдельно; сертификат, полученный для элемента, не подтверждает соответствие блока. Помимо элементов, поведение блока определяется системой управления батареей, конструкцией охлаждения, механической структурой, схемой соединений и координацией изоляции. Помещение отчёта поставщика элементов в досье блока — распространённый, но недостаточный подход.

Тепловой разгон и его распространение — самая критичная тема в этой области. Литиевый элемент при повреждении или перегреве может войти в самоподдерживающуюся химическую реакцию; в этот момент отвод тепла извне обычно уже невозможен. Современные стандарты поэтому рассматривают тепловой разгон одного элемента как НЕИЗБЕЖНЫЙ сценарий отказа и меняют вопрос: распространяется ли событие на соседние элементы, что выделяется за пределы блока и сколько времени остаётся пользователю для эвакуации?

В этой области система управления батареей оценивается не как электронная плата, а как ФУНКЦИЯ БЕЗОПАСНОСТИ. Демонстрируется, что защиты от перезаряда, переразряда, перегрузки по току и перегрева действительно срабатывают, что система переходит в безопасное состояние при отказе и что её программное обеспечение верифицировано. В промышленных и автомобильных применениях эта оценка привязана к концепциям функциональной безопасности.

Регуляторная сторона быстро ужесточается. Регламент о батареях (ЕС) 2023/1542 выходит за рамки безопасности и вводит обязательства по декларации углеродного следа, доле переработанного содержимого, декларации долговечности и ёмкости, паспорту батареи и съёмности для портативных батарей. Это расширяет объём испытаний за пределы классических испытаний на безопасность.

Группы методов в этой области

Электрическое злоупотребление
Перезаряд, переразряд, внешнее короткое замыкание, принудительный разряд и несбалансированная зарядка. Именно здесь видно, действительно ли работают защитные схемы.
Механическое злоупотребление
Вибрация, удар, раздавливание, прокол, свободное падение и опрокидывание. Отслеживается, возникают ли условия внутреннего короткого замыкания.
Термические испытания
Термоциклирование, термический удар, хранение при высокой температуре, воздействие огня и распространение теплового разгона.
Экологические испытания
Влажность, пониженное давление, солевой туман и, при необходимости, погружение; они выходят на первый план в автомобильных и уличных применениях.
Измерения производительности
Ёмкость, энергия и мощность, внутреннее сопротивление, КПД, циклический ресурс, календарный срок службы и температурно-зависимое поведение.
Проверка БМС
Верификация порогов защиты, функции балансировки элементов, связи и реакции на неисправность.

Часто путаемое в этой области

UN 38.3 не является сертификатом безопасности продукции; он лишь подтверждает соответствие требованиям транспортировки.
Сертификат элемента не подтверждает соответствие блока. Блок оценивается отдельно, с учётом его собственной архитектуры.
Два блока, собранные из одного и того же элемента, дают разные результаты; охлаждение, соединения и механическая конструкция являются определяющими.
Испытание характеристик не является испытанием на безопасность. Отчёт о циклическом ресурсе не удовлетворяет требованиям безопасности.
Для батареи электромобиля отчёт UL 2580 и одобрение UNECE R100 — не одно и то же; одно является оценкой соответствия стандартам, другое — режимом официального утверждения типа.
Автомобильная батарея, переведённая во вторичное применение, попадает в новый профиль использования; прежняя оценка не переносится напрямую.

Какие решения подкрепляют эти результаты

Соответствие требованиям транспортировки и сводка испытаний для отгрузки
Декларация безопасности продукции и доступ на рынок
Декларации о характеристиках, долговечности и углеродном следе в рамках Регламента о батареях
Оценка влияния смены поставщика элементов или BMS
Процессы приёмки объекта для системы накопления энергии

Связанные тесты

Nail Penetration — UL 2580: частые вопросы

Включено ли испытание на проникновение гвоздя в IEC 62133 или UN 38.3?

Нет. Это испытание не определено в UN 38.3 или IEC 62133-2. Он присутствует в национальных правилах, таких как GB 38031 Китая, а также в спецификациях разработки OEM. Поэтому необходимо заранее уточнить, какой спецификации она будет соответствовать.