Batteriemodultests — IEC 62619 / UL 2580 / ISO 12405

Was ist Modulprüfungen?

Bei Modultests handelt es sich um eine Gruppe von Tests, die die elektrische Leistung, das thermische Verhalten und die Sicherheitseigenschaften einer Gruppe von in Reihe und/oder parallel geschalteten Zellen bewerten. Sie stellen die Zwischenebene zwischen Zelle und Packung dar.

Zweck von Modulprüfungen

Der Zweck besteht darin, die Temperaturunterschiede, das Ungleichgewicht und die Risiken der Wärmeausbreitung zu bestimmen, die beim gemeinsamen Betrieb von Zellen entstehen.

Bei welchen Produkten wird Modulprüfungen angewendet?

Batteriemodule für Elektrofahrzeuge
Energiespeichermodule
Industrielle Traktionsbatteriemodule

In welchen Branchen wird Modulprüfungen eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergieElektronik

Normen zu Modulprüfungen

IEC 62619Sicherheit von Lithiumbatterien in industriellen Anwendungen prüfen
UL 2580Sicherheit in Elektrofahrzeugbatterien prüfen
ISO 12405Testbedingungen für Lithiumbatteriepakete von Elektrofahrzeugen prüfen
UNECE R100Sicherheit von Elektrofahrzeugen und Batterien prüfen
IEC 62620Industrielle Lithiumzellen und -batterien prüfen
UN 38.3Transportsicherheitstests an Lithiumbatterien prüfen
IEC 62133Sicherheit in tragbaren Zellen und Batterien prüfen
UL 1642Sicherheit in Lithiumzellen prüfen
UL 2054Sicherheit bei Batterien für den privaten und gewerblichen Gebrauch prüfen

Prüfbedingungen für Modulprüfungen

Laden/Entladen: Für das Modul angegebene Strom- und Spannungsgrenzen
Temperaturmessung: Gleichzeitige Messung an mehreren Punkten innerhalb des Moduls
Zellgleichgewicht: Der Spannungsunterschied zwischen den Zellen wird vor dem Test begrenzt
Sicherheit: Eine explosionsgeschützte Kammer und eine Gasentlüftung sind zwingend erforderlich

Prüfgerät für Modulprüfungen

Hochstrom-Batterietestsystem
Mehrkanaliges Temperaturmesssystem
Temperaturkammer (für das Modul dimensioniert)
Explosionsgeschützter Prüfraum

Probenanforderungen für Modulprüfungen

Das Modul muss eine Serienproduktion darstellen
Die Zellanordnung und die Kühllösung müssen dokumentiert werden
Der deklarierte Betriebsbereich muss schriftlich angegeben werden
Die Anzahl der Exemplare ist in der Spezifikation festgelegt

Dauer von Modulprüfungen

Leistungs- und Wärmetests dauern Tage; Vermehrungstests nehmen inklusive Vorbereitung einige Tage in Anspruch.

Ablauf von Modulprüfungen

1Das Modul wird identifiziert und die Zellspannungen werden aufgezeichnet.
2Gemessen werden die Anfangskapazität und der Innenwiderstand.
3Die Temperaturverteilung wird während des Lade-Entladevorgangs abgebildet.
4Bei Bedarf werden Wärmeausbreitungs- und Missbrauchstests durchgeführt.
5Anschließend werden die Zellspannungen und der körperliche Zustand beurteilt.

Annahmekriterien für Modulprüfungen

Akzeptanzkriterien sind in der angewandten Norm definiert: eine Begrenzung des Temperaturunterschieds zwischen Zellen, eine Ausbreitung, die sich nicht über das Modul hinaus erstreckt, und die Abwesenheit von Feuer und Explosion.

Auswertung der Ergebnisse

Temperaturhomogenität und Zellungleichgewicht werden gemeinsam bewertet. Auf dieser Ebene wird die Eignung der Kühllösung deutlich.

Prüfbericht zu Modulprüfungen

Standard angewendet
Modulkonfiguration und Kühllösung
Temperaturmesspunkte und Karte
Elektrische Leistungsergebnisse
Beobachtungen zum Sicherheitstest

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 Modulprüfungen 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 Modulprüfungen

Nach welchem Standard ist Modulprüfungen hergestellt?

Modulprüfungen wird im Bereich IEC 62619, UL 2580, ISO 12405, UNECE R100 und IEC 62620 ausgeführt. Die anzuwendenden Grenzwerte und Akzeptanzkriterien sind in der Produktnorm festgelegt; Die für Ihr Produkt gültige Version wird im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Für welche Produkte gilt Modulprüfungen?

Wird hauptsächlich auf Batteriemodule für Elektrofahrzeuge, Energiespeichermodule und Industrielle Traktionsbatteriemodule angewendet. Ob Ihr Produkt in den Geltungsbereich fällt, wird anhand der technischen Spezifikationen und des Verwendungszwecks festgestellt.

Unter welchen Bedingungen wird Modulprüfungen durchgeführt?

Die bestimmenden Parameter sind: Laden/Entladen — Für das Modul angegebene Strom- und Spannungsgrenzen, Temperaturmessung — Gleichzeitige Messung an mehreren Punkten innerhalb des Moduls und Zellgleichgewicht — Der Spannungsunterschied zwischen den Zellen wird vor dem Test begrenzt. Die vollständigen Bedingungen finden Sie im Abschnitt „Testbedingungen“ auf der Seite und variieren je nach Produktstandard.

Welche Art von Beispiel wird für Modulprüfungen benötigt?

Das Modul muss eine Serienproduktion darstellen, Die Zellanordnung und die Kühllösung müssen dokumentiert werden und Der deklarierte Betriebsbereich muss schriftlich angegeben werden. Die Anzahl der Proben richtet sich nach der Produktnorm und dem zu meldenden Umfang.

Wie lange dauert Modulprüfungen?

Leistungs- und Wärmetests dauern Tage; Vermehrungstests nehmen inklusive Vorbereitung einige Tage in Anspruch. Diese Dauer gehört zum Experiment selbst; Probenvorbereitung, Warteschlangen und Berichterstellung werden ebenfalls bewertet. Im Angebot finden Sie einen realistischen Zeitplan für Ihr Produkt.

Wie heißt das Modulprüfungen-Ergebnis „angemessen“?

Modulprüfungen