Испытание на распространение тепла — UNECE R100 / UL 2580 / GB 38031

Что такое Propagation?

Испытание на распространение тепла — это испытание, в ходе которого после возникновения температурного выхода из-под контроля в одной ячейке внутри модуля или блока оценивается, распространяется ли событие на соседние ячейки и за пределы корпуса.

Propagation: цель

Цель состоит в том, чтобы убедиться, что конструкция батареи может предотвратить отказ одной ячейки и выдать предупреждение до того, как возникнет опасность для пассажиров или окружающей среды.

К каким изделиям применяется Propagation?

Модули и блоки аккумуляторов электромобилей
Системы хранения энергии
Промышленные аккумуляторные системы

В каких отраслях применяется Propagation?

БатареяЭлектромобильАвтомобильная промышленностьЭнергетикаЭлектроника

Стандарты, связанные с Propagation

ЕЭК ООН R100Электромобиль и безопасность аккумулятора тест
УЛ 2580Безопасность аккумуляторов электромобилей тест
GB 38031
IEC 62619безопасность литиевых батарей в промышленном применении тест
ООН 38.3Испытания на транспортную безопасность литиевых батарей тест
IEC 62133Безопасность в портативных элементах и батареях тест
IEC 62620промышленные литиевые элементы и батареи тест
UL 1642безопасность в литиевых элементах тест
UL 2054Безопасность при домашнем и коммерческом использовании аккумуляторов тест
ISO 12405Условия испытаний литиевых аккумуляторных батарей электромобилей тест

Propagation: условия

Запуск: Термический выход из-под контроля инициируется в одном элементе из-за нагрева, перезаряда или проникновения гвоздя.
Положение триггера: Выбирается худшее положение (обычно центр или угловая ячейка).
Мониторинг: Температура соседних ячеек, поверхности корпуса и точек газоотвода
Период наблюдения: Определено в спецификации; обычно примерно через несколько часов после события

Оборудование для Propagation

Большой объемный взрывозащищенный испытательный зал
Многоканальная (десятки каналов) регистрация температуры
Система газоанализа и вентиляции
Тепловизионная камера и многокамерное видео
Система пожаротушения

Требования к образцам для Propagation

Образец должен представлять собой настоящий модуль или упаковку.
Он принимается на тест полностью заряженным и с подключенной BMS.
Положение активируемой ячейки должно быть задокументировано с указанием ее обоснования.
Тест одноразовый и дорогой.

Propagation: продолжительность

Вместе с подготовкой, оснащением, тестированием и наблюдением обычно планируется от одной до двух недель.

Propagation: порядок проведения

1Модуль или пакет оснащен приборами; размещены десятки термопар.
2BMS подключена и настроена регистрация данных.
3Образец полностью заряжается и помещается в испытательную комнату.
4В выбранной ячейке срабатывает тепловой разгон.
5Контролируются температуры соседних ячеек, состояние корпуса и выделение газа.
6Остаток и степень распространения оцениваются в конце периода наблюдения.

Propagation: критерии приёмки

Критерий приемки определен в UNECE R100 и связанных с ним стандартах: отсутствие опасного уровня тепла или газа в салоне, система выдает предупреждение в течение указанного времени и пламя не распространяется за пределы корпуса.

Оценка результатов

Сколько ячеек достигло распространение, температура поверхности корпуса и время предупреждения BMS оцениваются вместе. В этом тесте становится очевидной эффективность тепловых барьеров в конструкции.

Propagation: протокол

Применяемые стандарты и правила
Метод запуска и положение ячейки
Регистрация всех температурных каналов
Степень распространения и сроки
Записи предупреждений BMS, 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

ЕЭК ООН R100, часть II
GB 38031
Регламент ЕС по батареям

Batarya Testleri — Что охватывает эта область испытаний?

В разделе ниже описывается область, к которой относится испытание Propagation; 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

Propagation: частые вопросы

Почему тест на распространение такой дорогой и долгий?

Реальный модуль или блок приносится в жертву как одноразовый, настраиваются десятки каналов измерения, требуется взрывозащищенное помещение большого объема. Поэтому планирование и стоимость оцениваются отдельно на этапе составления предложения.