Thermal Abuse – IEC 62133-2

Was ist Thermal Abuse — IEC 62133-2?

Der thermische Missbrauchstest ist ein Test, bei dem die Batterie kontrolliert auf eine Temperatur weit über ihrem normalen Betriebsbereich erhitzt wird und dabei das Brand-, Explosions- und Gasfreisetzungsverhalten bewertet wird.

Zweck von Thermal Abuse — IEC 62133-2

Der Zweck besteht darin, sicherzustellen, dass die Batterie nicht zu einem unkontrollierten Ereignis wird, wenn in der Nähe eine Wärmequelle oder ein Kühlfehler auftritt.

Bei welchen Produkten wird Thermal Abuse — IEC 62133-2 angewendet?

Lithium-Ionen-Zellen und -Module
Batterien für tragbare Geräte
Batterien für Elektrofahrzeuge
Energiespeichersysteme

In welchen Branchen wird Thermal Abuse — IEC 62133-2 eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergieElektronik

Normen zu Thermal Abuse — IEC 62133-2

IEC 62133-2Sicherheit in tragbaren Lithiumzellen und -batterien prüfen

Prüfbedingungen für Thermal Abuse — IEC 62133-2

Zieltemperatur: Im Standard definiert; typischerweise in der Größenordnung von 130 °C bei Zelltests
Heizrate: In der Norm definierte kontrollierte Anstiegsrate (z. B. 5 °C/min)
Verweilzeit: Die in der Norm definierte Dauer bei der Zieltemperatur
Sicherheit: Explosionsgeschützter Ofen oder Kammer, Gasentlüftung

Prüfgerät für Thermal Abuse — IEC 62133-2

Explosionsgeschützte Temperaturkammer oder Ofen
Mehrkanalige Temperaturaufzeichnung
Spannungsüberwachung
Gasentlüftungs- und Löschsystem
Fernvideoüberwachung

Probenanforderungen für Thermal Abuse — IEC 62133-2

Die Probe wird vollständig aufgeladen in den Test aufgenommen
Die Positionen der Oberflächenthermoelemente müssen aufgezeichnet werden
Der Test ist zum einmaligen Gebrauch bestimmt
Die Anzahl der Proben ist in der Norm festgelegt

Dauer von Thermal Abuse — IEC 62133-2

Zusammen mit Heiz-, Verweil- und Abkühlzeiten beträgt die Dauer in der Regel einen Arbeitstag.

Ablauf von Thermal Abuse — IEC 62133-2

1Die Probe wird vollständig aufgeladen und ihre Anfangswerte werden aufgezeichnet.
2Thermoelemente werden angebracht und die Probe in die Kammer gelegt.
3Die Temperatur wird mit der definierten Geschwindigkeit auf den Zielwert erhöht.
4Es wird für die definierte Dauer auf der Zieltemperatur gehalten.
5Temperatur, Spannung und Beobachtungen werden kontinuierlich aufgezeichnet.
6Nach dem Abkühlen werden der körperliche Zustand und der Masseverlust beurteilt.

Annahmekriterien für Thermal Abuse — IEC 62133-2

Das Akzeptanzkriterium ist in der angewandten Norm definiert; typischerweise das Fehlen von Feuer und Explosion. Das Öffnen der Sicherheitslüftung ist im Allgemeinen ein akzeptables Verhalten.

Auswertung der Ergebnisse

Entlang der Zeitachse werden Oberflächentemperatur, Spannungsabfall und Gasfreisetzung ausgewertet. Ein schneller, selbsterhaltender Temperaturanstieg weist auf den Beginn eines thermischen Durchgehens hin.

Prüfbericht zu Thermal Abuse — IEC 62133-2

Standard angewendet
Zieltemperatur, Heizrate und Verweilzeit
Temperatur- und Spannungskurven
Massenverlust
Beobachtungen, Fotos und Videos

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 Thermal Abuse 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 Thermal Abuse — IEC 62133-2

Nach welchem Standard ist Thermal Abuse hergestellt?

Thermal Abuse wird im Bereich IEC 62133-2, IEC 62619, UL 2580 und UL 1642 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 Thermal Abuse?

Wird hauptsächlich auf Lithium-Ionen-Zellen und -Module, Batterien für tragbare Geräte, Batterien für Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme angewendet. Ob Ihr Produkt in den Geltungsbereich fällt, wird anhand der technischen Spezifikationen und des Verwendungszwecks festgestellt.

Unter welchen Bedingungen wird Thermal Abuse durchgeführt?

Die bestimmenden Parameter sind: Zieltemperatur — Im Standard definiert; typischerweise in der Größenordnung von 130 °C bei Zelltests, Heizrate — In der Norm definierte kontrollierte Anstiegsrate (z. B. 5 °C/min) und Verweilzeit — Die in der Norm definierte Dauer bei der Zieltemperatur. Die vollständigen Bedingungen finden Sie im Abschnitt „Testbedingungen“ auf der Seite und variieren je nach Produktstandard.

Welche Art von Beispiel wird für Thermal Abuse benötigt?

Die Probe wird vollständig aufgeladen in den Test aufgenommen, Die Positionen der Oberflächenthermoelemente müssen aufgezeichnet werden und Der Test ist zum einmaligen Gebrauch bestimmt. Die Anzahl der Proben richtet sich nach der Produktnorm und dem zu meldenden Umfang.

Wie lange dauert Thermal Abuse?

Zusammen mit Heiz-, Verweil- und Abkühlzeiten beträgt die Dauer in der Regel einen Arbeitstag. 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 Thermal Abuse-Ergebnis „angemessen“?