Eintauchtest — IEC 60529 IPX7/IPX8 / MIL-STD-810 Methode 512

Was ist Immersion?

Der Eintauchtest ist ein Test, bei dem die Probe für eine definierte Dauer in einer definierten Tiefe in Wasser eingetaucht wird, um zu beurteilen, ob Wasser in das Gehäuse eindringt. Es ist als IPX7 und IPX8 in IEC 60529 und in MIL-STD-810 für Verteidigungsanwendungen definiert.

Zweck von Immersion

Der Zweck besteht darin, den Schutzgrad des Gehäuses gegen das Eindringen von Wasser zu überprüfen und nachzuweisen, dass die elektrische Sicherheit erhalten bleibt.

Bei welchen Produkten wird Immersion angewendet?

Elektronische Geräte und Gehäuse
Akkupacks
Verteidigungs- und Feldausrüstung
Komponenten der Automobil-Infrastruktur
Beleuchtungskörper

In welchen Branchen wird Immersion eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergieElektronik

Normen zu Immersion

IEC 60529Schutzart durch Gehäuse (IP-Code) prüfen
MIL-STD-810 Method 512
ISO 20653Schutz vor Staub, Wasser und Berührung (IP) in Fahrzeugen prüfen
IEC 62133-2Sicherheit in tragbaren Lithiumzellen und -batterien prüfen
UN 38.3Transportsicherheitstests an Lithiumbatterien prüfen
IEC 62133Sicherheit in tragbaren Zellen und Batterien prüfen
IEC 62619Sicherheit von Lithiumbatterien in industriellen Anwendungen prüfen
IEC 62620Industrielle Lithiumzellen und -batterien prüfen
UL 1642Sicherheit in Lithiumzellen prüfen
UL 2054Sicherheit bei Batterien für den privaten und gewerblichen Gebrauch prüfen
UL 2580Sicherheit in Elektrofahrzeugbatterien prüfen
ISO 12405Testbedingungen für Lithiumbatteriepakete von Elektrofahrzeugen prüfen
UNECE R100Sicherheit von Elektrofahrzeugen und Batterien prüfen

Prüfbedingungen für Immersion

IPX7: 30-minütiges Eintauchen in 1 m Tiefe
IPX8: Härtere Bedingungen als IPX7, wie vom Hersteller angegeben
Wassertemperatur: Im Standard definiert; Der Temperaturunterschied zwischen Probe und Wasser ist begrenzt
Batterieanwendung: Das Eintauchen in Salzwasser kann als separater Test definiert werden

Prüfgerät für Immersion

Tauchbecken und Tiefenkontrolle
Messung der Wassertemperatur
Messgerät für den Isolationswiderstand
Anordnung zur Funktionskontrolle

Probenanforderungen für Immersion

Der Prüfling muss mit seinen realen Umhüllungs- und Dichtungselementen geprüft werden
Funktion und Isolation müssen vor der Prüfung gemessen werden
Kabeleinführungen und Steckverbinder müssen im eingebauten Zustand sein
Die Anzahl der Exemplare ist in der Spezifikation festgelegt

Dauer von Immersion

Die Eintauchdauer ist in der Norm festgelegt; Zusammen mit der Vorbereitung und Auswertung dauert es einen halben Arbeitstag.

Ablauf von Immersion

1Die Probe wird identifiziert und es werden erste Messungen durchgeführt.
2Die Wassertemperatur wird eingestellt und die Differenz überprüft.
3Die Probe wird auf die definierte Tiefe abgesenkt.
4Es bleibt für die definierte Dauer unter Wasser.
5Es wird entfernt und seine Oberfläche wird getrocknet.
6Das Gehäuse wird geöffnet, um zu prüfen, ob Wasser eindringt. Isolation und Funktion werden gemessen.

Annahmekriterien für Immersion

Das Akzeptanzkriterium ist in der IEC 60529 definiert: Kein Eindringen von Wasser in einer Menge in das Gehäuse, die die Sicherheit oder Funktion beeinträchtigen würde. Bei Batterieanwendungen ist außerdem Feuer- und Explosionsfreiheit erforderlich.

Auswertung der Ergebnisse

Gemeinsam werden Menge und Ort des Wassereinbruchs, die Änderung des Isolationswiderstandes und der Funktionszustand ausgewertet.

Prüfbericht zu Immersion

Angewandte Norm und Schutzklasse
Eintauchtiefe, Dauer und Wassertemperatur
Beobachtung des Wassereinbruchs
Isolationswiderstand und Funktionsergebnisse
Fotografien

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Batarya Testleri — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Immersion gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Batterieprüfungen beantworten drei getrennte Fragen, jede mit einem eigenen Normenkörper: Ist die Batterie transportfähig, ist sie im Gebrauch sicher, liefert sie die angegebene Leistung? Diese drei Fragen werden häufig verwechselt, und die Verwechslung hat kommerzielle Folgen — mit einem Transportbericht kann kein Markt betreten und mit einem Produktsicherheitsbericht keine Sendung versandt werden.

Auf der Transportseite ist UN 38.3 ein verpflichtendes Tor; eine Batterie ohne diesen Nachweis darf nicht versandt werden. Auf der Sicherheitsseite bestimmt die Anwendung, was gilt: IEC 62133-2 für tragbare Produkte, IEC 62619 und IEC 63056 für industrielle Anwendungen und Energiespeicher, UNECE R100, UL 2580 und ISO 6469 für Elektrofahrzeuge. Auf der Leistungsseite werden Kapazität, Innenwiderstand, Zyklenlebensdauer, Selbstentladung, Ladeaufnahme und temperaturabhängiges Verhalten gemessen.

Die Unterscheidung der EBENE ist in dieser Familie wesentlich und der Punkt, der in der Lieferkette die meisten Diskussionen auslöst. Zelle, Modul und Pack werden getrennt bewertet; ein für eine Zelle erhaltenes Zertifikat belegt nicht die Konformität des Packs. Neben den Zellen wird das Verhalten des Packs vom Batteriemanagementsystem, der Kühlkonstruktion, der mechanischen Struktur, der Verbindungsanordnung und der Isolationskoordination bestimmt. Den Bericht des Zelllieferanten in die Pack-Akte zu legen, ist ein verbreiteter, aber unzureichender Ansatz.

Thermisches Durchgehen und dessen Ausbreitung sind das kritischste Thema in diesem Bereich. Eine Lithiumzelle kann bei Beschädigung oder Überhitzung eine sich selbst erhaltende chemische Reaktion eingehen; die Wärme von außen abzuführen ist dann meist nicht mehr möglich. Moderne Normen behandeln das thermische Durchgehen einer einzelnen Zelle daher als UNVERMEIDBARES Fehlerszenario und ändern die Fragestellung: Breitet sich das Ereignis auf Nachbarzellen aus, was wird außerhalb des Packs freigesetzt, und wie viel Zeit bleibt dem Nutzer zur Flucht?

In diesem Bereich wird das Batteriemanagementsystem nicht als elektronische Platine, sondern als SICHERHEITSFUNKTION bewertet. Es wird gezeigt, dass Überladungs-, Tiefentladungs-, Überstrom- und Übertemperaturschutz tatsächlich greifen, dass das System im Fehlerfall in den sicheren Zustand fällt und dass seine Software verifiziert wurde. In industriellen und fahrzeugtechnischen Anwendungen ist diese Bewertung an Rahmenwerke der funktionalen Sicherheit gebunden.

Die regulatorische Seite wird rasch anspruchsvoller. Die Batterieverordnung (EU) 2023/1542 geht über die Sicherheit hinaus und führt Pflichten zur Erklärung des CO2-Fußabdrucks, des Rezyklatanteils, der Haltbarkeits- und Kapazitätsangabe, des Batteriepasses sowie der Entnehmbarkeit bei tragbaren Batterien ein. Dies erweitert den Prüfumfang über die klassischen Sicherheitsprüfungen hinaus.

Methodengruppen in diesem Bereich

Elektrischer Missbrauch
Überladung, Tiefentladung, äußerer Kurzschluss, Zwangsentladung und unausgeglichenes Laden. Hier zeigt sich, ob die Schutzschaltungen tatsächlich funktionieren.
Mechanischer Missbrauch
Vibration, Schock, Quetschung, Durchdringung, freier Fall und Umkippen. Es wird überwacht, ob interne Kurzschlussbedingungen entstehen.
Thermische Tests
Temperaturwechsel, Thermoschock, Lagerung bei hoher Temperatur, Feuereinwirkung und Ausbreitung des thermischen Durchgehens.
Umweltprüfungen
Feuchtigkeit, Unterdruck, Salzsprühnebel und, falls erforderlich, Eintauchen; diese stehen bei Fahrzeug- und Außenanwendungen im Vordergrund.
Leistungsmessungen
Kapazität, Energie und Leistung, Innenwiderstand, Wirkungsgrad, Zyklenlebensdauer, kalendarische Lebensdauer und temperaturabhängiges Verhalten.
BMS-Überprüfung
Verifizierung der Schutzschwellen, der Zellausgleichsfunktion, der Kommunikation und der Fehlerreaktion.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

UN 38.3 ist kein Produktsicherheitszertifikat; es belegt nur die Transportkonformität.
Ein Zellzertifikat belegt nicht die Konformität des Packs. Das Pack wird gesondert mit seiner eigenen Architektur bewertet.
Zwei aus derselben Zelle aufgebaute Packs liefern unterschiedliche Ergebnisse; Kühlung, Verbindungstechnik und mechanische Struktur sind entscheidend.
Ein Leistungstest ist kein Sicherheitstest. Ein Bericht zur Zyklenlebensdauer erfüllt keine Sicherheitsanforderungen.
Bei einer Elektrofahrzeugbatterie sind ein UL-2580-Bericht und eine UNECE-R100-Genehmigung nicht dasselbe; das eine ist eine Normbewertung, das andere ein Typgenehmigungsverfahren.
Eine in eine Second-Life-Anwendung überführte Fahrzeugbatterie erhält ein neues Nutzungsprofil; die frühere Bewertung kann nicht direkt übernommen werden.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Transportkonformität und Prüfzusammenfassung für den Versand
Produktsicherheitserklärung und Marktzugang
Erklärungen zu Leistung, Haltbarkeit und CO2-Fußabdruck im Rahmen der Batterieverordnung
Bewertung der Auswirkungen eines Wechsels des Zelllieferanten oder des BMS
Standortabnahmeprozesse für ein Energiespeichersystem

Häufige Fragen zu Immersion

Was ist der Unterschied zwischen IPX7 und IPX8?

IPX7 ist eine im Standard festgelegte Bedingung: 1 Meter, 30 Minuten. IPX8 bezieht sich auf strengere Bedingungen als IPX7, wie vom Hersteller angegeben; Tiefe und Dauer müssen in der Produktdokumentation angegeben werden.

Immersion