Thermal Runaway – ISO 12405

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Nedir?

Termal kaçış testi, bir hücrede kasıtlı olarak kontrolsüz ekzotermik reaksiyon başlatılarak açığa çıkan enerji, sıcaklık ve gazların ölçüldüğü deneydir. Tetikleme ısıtma, aşırı şarj veya iç kısa devre yoluyla yapılır.

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Amacı

Amaç, termal kaçış oluştuğunda salınan enerjiyi karakterize etmek ve batarya sisteminin uyarı ve koruma tepkilerini doğrulamaktır.

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Hangi Ürünlere Uygulanır?

Lityum iyon hücreler
Elektrikli araç batarya modül ve paketleri
Enerji depolama sistemleri

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Hangi Sektörlerde Kullanılır?

BataryaElektrikli AraçOtomotivEnerjiElektronik

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 İçin İlgili Standartlar

ISO 12405elektrikli araç lityum batarya paketlerinde test şartları Testi

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Koşulları

Tetikleme yöntemi: Yüzey ısıtıcı, aşırı şarj veya çivi batırma; şartnamede tanımlanır
Ölçüm: Çok noktalı sıcaklık, gerilim, gaz bileşimi ve gerekiyorsa ısı akışı
Sonlandırma: Sıcaklıkların ortam seviyesine dönmesi
Güvenlik: Patlama korumalı oda, gaz tahliyesi ve söndürme zorunlu

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Cihazı

Patlama korumalı test odası
Yüzey ısıtıcı veya tetikleme düzeneği
Yüksek örnekleme hızlı sıcaklık kaydı
Gaz analiz sistemi (FTIR veya GC)
Termal kamera ve yüksek hızlı video

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 İçin Numune Gereksinimleri

Numune tam şarjlı olarak deneye alınır
Tetiklenecek hücrenin konumu belirlenmeli
Deney tek kullanımlık ve yüksek risklidir
Hücre kimyası ve enerji içeriği bilinmelidir

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Süresi

Olay dakikalar sürer; hazırlık, gözlem, soğuma ve gaz analizi ile birlikte birkaç gün planlanır.

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Prosedürü

1Numune hazırlanır, termokupllar ve gaz örnekleme hatları kurulur.
2Numune patlama korumalı odaya alınır.
3Tetikleme yöntemi uygulanarak termal kaçış başlatılır.
4Sıcaklık, gerilim ve gaz verileri yüksek hızda kaydedilir.
5Olay tamamlanana ve sıcaklıklar düşene kadar izlenir.
6Kütle kaybı, kalıntı ve gaz bileşimi analiz edilir.

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Kabul Kriterleri

Bu deney genellikle karakterizasyon amaçlıdır. Kriter uygulanıyorsa yayılımın komşu hücrelere geçmemesi veya sistemin uyarı vermesi biçiminde şartnamede tanımlanır.

Sonuçların Değerlendirilmesi

Tepe sıcaklık, sıcaklık artış hızı, salınan gaz miktarı ve bileşimi değerlendirilir. Sonuçlar yayılım (propagation) deneyinin girdisi olur.

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Raporu

Uygulanan şartname ve tetikleme yöntemi
Hücre kimyası, enerji içeriği ve şarj durumu
Sıcaklık ve gerilim kayıtları
Gaz bileşimi ve miktarı
Kütle kaybı, video ve termal görüntüler

Akreditasyon

EUROLAB; laboratuvar deneylerinde ISO/IEC 17025, muayene ve gözetimde ISO/IEC 17020, sistem ve ürün belgelendirmesinde ISO/IEC 17021-1 ve ISO/IEC 17065 kapsamlarında, IAF ve ILAC çok taraflı tanınma anlaşmalarına taraf akreditasyon kuruluşlarından alınmış uluslararası tanınan akreditasyona sahiptir. Bu zincir, düzenlenen rapor ve belgelerin dünya genelinde kabul görmesini sağlar.

Bu testin akredite kapsamda sunulup sunulamayacağı ürününüze ve uygulanacak standarda göre değişir; akreditasyon metot bazında olduğu için kapsam teklif aşamasında yazılı olarak teyit edilir.

Kapsam ve yetkiler

İlgili Mevzuat

UNECE R100 Bölüm II
GB 38031
AB Batarya Regülasyonu

Batarya Testleri — Bu Deney Alanı Ne Yapar?

Aşağıdaki bölüm Thermal Runaway deneyinin ait olduğu alanı anlatır; bu deneyin kendi koşulları ve kabul ölçütleri yukarıdaki bölümlerde yer alır. Ürününüze özgü kapsam teklif aşamasında yazılı olarak netleştirilir.

Batarya deneyleri üç ayrı soruyu yanıtlar ve her biri kendi standart gövdesine sahiptir: batarya taşınabilir mi, kullanımda güvenli mi, beyan edilen performansı veriyor mu? Bu üç soru sık sık birbirine karıştırılır ve karışıklık ticari sonuç doğurur — taşıma raporuyla pazara girilemez, ürün güvenliği raporuyla sevkiyat yapılamaz.

Taşıma tarafında UN 38.3 zorunlu geçiş noktasıdır; kanıtı olmayan bir batarya sevk edilemez. Güvenlik tarafında uygulama alanı belirleyicidir: taşınabilir ürünlerde IEC 62133-2, endüstriyel ve enerji depolama uygulamalarında IEC 62619 ve IEC 63056, elektrikli araçlarda UNECE R100, UL 2580 ve ISO 6469 devreye girer. Performans tarafında kapasite, iç direnç, çevrim ömrü, kendi kendine deşarj, şarj kabulü ve sıcaklığa bağlı davranış ölçülür.

Bu ailede SEVİYE ayrımı esastır ve tedarik zincirinde en çok tartışma yaratan konudur. Hücre, modül ve paket ayrı ayrı değerlendirilir; hücre için alınmış bir sertifika paketin uygunluğunu göstermez. Paketin davranışı hücrelerin yanında batarya yönetim sistemi, soğutma tasarımı, mekanik yapı, bağlantı düzeni ve yalıtım koordinasyonu tarafından belirlenir. Hücre tedarikçisinin raporunu paket dosyasına koymak yaygın ama yetersiz bir yaklaşımdır.

Termal kaçış ve yayılımı alanın en kritik konusudur. Lityum hücre, hasar gördüğünde ya da aşırı ısındığında kendi kendini besleyen bir kimyasal tepkimeye girebilir; bu noktada ısıyı dışarıdan almak çoğu zaman mümkün olmaz. Modern standartlar bu yüzden tek hücrenin termal kaçışa girmesini KAÇINILMAZ bir arıza senaryosu kabul eder ve soruyu değiştirir: olay komşu hücrelere yayılıyor mu, paket dışına ne veriyor, kullanıcıya ne kadar süre kaçma imkânı kalıyor?

Batarya yönetim sistemi bu alanda bir elektronik kart değil, bir GÜVENLİK İŞLEVİ olarak değerlendirilir. Aşırı şarj, aşırı deşarj, aşırı akım ve aşırı sıcaklık korumalarının gerçekten devreye girdiği, arıza hâlinde güvenli tarafa düştüğü ve yazılımının doğrulandığı gösterilir. Endüstriyel ve araç uygulamalarında bu değerlendirme işlevsel güvenlik çerçevelerine bağlanır.

Mevzuat tarafı hızla ağırlaşmaktadır. (AB) 2023/1542 Batarya Tüzüğü, güvenliğin ötesine geçerek karbon ayak izi beyanı, geri kazanılmış içerik oranı, dayanıklılık ve kapasite beyanı, batarya pasaportu ve taşınabilir bataryalarda çıkarılabilirlik yükümlülükleri getirir. Bu, deney kapsamını klasik güvenlik deneylerinin dışına taşır.

Bu alanın yöntem grupları

Elektriksel kötü kullanım
Aşırı şarj, aşırı deşarj, dış kısa devre, zorlamalı deşarj ve dengesiz şarj. Koruma devrelerinin gerçekten çalıştığı burada görülür.
Mekanik kötü kullanım
Titreşim, şok, ezilme, delme, serbest düşme ve devirme. İç kısa devre koşullarının oluşup oluşmadığı izlenir.
Termal deneyler
Sıcaklık çevrimi, termal şok, yüksek sıcaklıkta bekletme, yangına maruziyet ve termal kaçış yayılımı.
Çevresel deneyler
Nem, alçak basınç, tuz sisi ve gerekiyorsa daldırma; araç ve dış mekân uygulamalarında öne çıkar.
Performans ölçümleri
Kapasite, enerji ve güç, iç direnç, verim, çevrim ömrü, kalendar ömür ve sıcaklığa bağlı davranış.
BMS doğrulaması
Koruma eşiklerinin, hücre dengeleme işlevinin, haberleşme ve arıza tepkisinin doğrulanması.

Bu alanda sık karıştırılanlar

UN 38.3 bir ürün güvenliği belgesi değildir; yalnızca taşıma uygunluğunu gösterir.
Hücre sertifikası paket uygunluğunu göstermez. Paket kendi mimarisiyle ayrıca değerlendirilir.
Aynı hücreden kurulu iki paket farklı sonuç verir; soğutma, bağlantı ve mekanik yapı belirleyicidir.
Performans deneyi güvenlik deneyi değildir. Çevrim ömrü raporu, güvenlik gerekliliklerini karşılamaz.
Elektrikli araç bataryasında UL 2580 raporu ile UNECE R100 onayı aynı şey değildir; biri standart değerlendirmesi, diğeri tip onayı rejimidir.
İkinci yaşam uygulamasına aktarılan araç bataryası yeni bir kullanım profiline girer; eski değerlendirme doğrudan taşınamaz.

Bu alandaki sonuçlar hangi kararı besler

Sevkiyat için taşıma uygunluğu ve deney özeti
Ürün güvenliği beyanı ve pazar erişimi
Batarya Tüzüğü kapsamındaki performans, dayanıklılık ve karbon ayak izi beyanı
Hücre tedarikçisi ya da BMS değişikliğinin etkisinin değerlendirilmesi
Enerji depolama sisteminde tesis kabul süreçleri

İlgili Testler

Termal Kaçış (Thermal Runaway) Testi — ISO 12405 Hakkında Sık Sorulan Sorular

Thermal Runaway hangi standarda göre yapılır?

Thermal Runaway, UNECE R100, UL 2580, GB 38031, SAE J2464 ve ISO 12405 kapsamında yürütülür. Uygulanacak sınır değerler ve kabul kriterleri ürün standardında tanımlanır; ürününüz için geçerli sürüm teklif aşamasında yazılı olarak teyit edilir.

Thermal Runaway hangi ürünlere uygulanır?

Başlıca lityum iyon hücreler, elektrikli araç batarya modül ve paketleri ve enerji depolama sistemleri için uygulanır. Ürününüzün kapsama girip girmediği, teknik özellikleri ve kullanım amacı incelenerek belirlenir.

Thermal Runaway hangi koşullarda yapılır?

Belirleyici parametreler şunlardır: tetikleme yöntemi — Yüzey ısıtıcı, aşırı şarj veya çivi batırma; şartnamede tanımlanır, ölçüm — Çok noktalı sıcaklık, gerilim, gaz bileşimi ve gerekiyorsa ısı akışı ve sonlandırma — Sıcaklıkların ortam seviyesine dönmesi. Koşulların tamamı sayfadaki "Test Koşulları" bölümünde yer alır ve ürün standardına göre değişir.

Thermal Runaway için nasıl bir numune gerekir?

numune tam şarjlı olarak deneye alınır, tetiklenecek hücrenin konumu belirlenmeli ve deney tek kullanımlık ve yüksek risklidir. Numune adedi ürün standardına ve raporlanacak kapsama göre belirlenir.

Thermal Runaway ne kadar sürer?

Olay dakikalar sürer; hazırlık, gözlem, soğuma ve gaz analizi ile birlikte birkaç gün planlanır. Bu süre deneyin kendisine aittir; numune hazırlığı, sıraya girme ve raporlama ayrıca değerlendirilir. Ürününüz için gerçekçi bir takvim teklifte verilir.

Thermal Runaway sonucunda neye göre "uygun" denir?

Bu deney genellikle karakterizasyon amaçlıdır. Kriter uygulanıyorsa yayılımın komşu hücrelere geçmemesi veya sistemin uyarı vermesi biçiminde şartnamede tanımlanır.