Thermal Runaway – UNECE R100

Was ist Thermal Runaway — UNECE R100?

Beim Thermal Runaway Test handelt es sich um einen Test, bei dem in einer Zelle gezielt eine unkontrollierte exotherme Reaktion ausgelöst wird, wobei die freigesetzte Energie, Temperatur und Gase gemessen werden. Die Auslösung erfolgt durch Erwärmung, Überladung oder internen Kurzschluss.

Zweck von Thermal Runaway — UNECE R100

Der Zweck besteht darin, die Energie zu charakterisieren, die beim Auftreten eines thermischen Durchgehens freigesetzt wird, und die Warn- und Schutzreaktionen des Batteriesystems zu überprüfen.

Bei welchen Produkten wird Thermal Runaway — UNECE R100 angewendet?

Lithium-Ionen-Zellen
Batteriemodule und -pakete für Elektrofahrzeuge
Energiespeichersysteme

In welchen Branchen wird Thermal Runaway — UNECE R100 eingesetzt?

BatterieElektrofahrzeugAutomobilEnergieElektronik

Normen zu Thermal Runaway — UNECE R100

UNECE R100Sicherheit von Elektrofahrzeugen und Batterien prüfen

Prüfbedingungen für Thermal Runaway — UNECE R100

Auslösemethode: Flächenheizung, Überladung oder Nageldurchdringung; in der Spezifikation definiert
Messung: Mehrpunkttemperatur, Spannung, Gaszusammensetzung und bei Bedarf Wärmestrom
Beendigung: Die Temperaturen erreichen wieder das Umgebungsniveau
Sicherheit: Explosionsgeschützter Raum, Gasentlüftung und Löschung sind zwingend erforderlich

Prüfgerät für Thermal Runaway — UNECE R100

Explosionsgeschützter Prüfraum
Flächenheizung oder Triggeranlage
Temperaturaufzeichnung mit hoher Abtastrate
Gasanalysesystem (FTIR oder GC)
Wärmebildkamera und Hochgeschwindigkeitsvideo

Probenanforderungen für Thermal Runaway — UNECE R100

Die Probe wird vollständig aufgeladen in den Test aufgenommen
Die Position der auszulösenden Zelle muss ermittelt werden
Der Test ist für den einmaligen Gebrauch bestimmt und weist ein hohes Risiko auf
Die Zellchemie und der Energiegehalt müssen bekannt sein

Dauer von Thermal Runaway — UNECE R100

Die Veranstaltung dauert Minuten; Zusammen mit Vorbereitung, Beobachtung, Kühlung und Gasanalyse sind mehrere Tage geplant.

Ablauf von Thermal Runaway — UNECE R100

1Die Probe wird vorbereitet und Thermoelemente und Gasprobenleitungen werden eingerichtet.
2Die Probe wird in den explosionsgeschützten Raum gebracht.
3Durch Anwendung der Auslösemethode wird ein thermisches Durchgehen eingeleitet.
4Temperatur-, Spannungs- und Gasdaten werden mit hoher Geschwindigkeit erfasst.
5Die Überwachung wird fortgesetzt, bis das Ereignis abgeschlossen ist und die Temperaturen sinken.
6Massenverlust, Rückstand und Gaszusammensetzung werden analysiert.

Annahmekriterien für Thermal Runaway — UNECE R100

Dieser Test dient im Allgemeinen Charakterisierungszwecken. Wenn ein Kriterium angewendet wird, wird es in der Spezifikation so definiert, dass sich die Ausbreitung nicht auf benachbarte Zellen ausbreitet oder dass das System eine Warnung ausgibt.

Auswertung der Ergebnisse

Bewertet werden Spitzentemperatur, Temperaturanstiegsgeschwindigkeit sowie Menge und Zusammensetzung des freigesetzten Gases. Die Ergebnisse dienen als Input für den Ausbreitungstest.

Prüfbericht zu Thermal Runaway — UNECE R100

Angewandte Spezifikation und Auslösemethode
Zellchemie, Energieinhalt und Ladezustand
Temperatur- und Spannungsaufzeichnungen
Zusammensetzung und Menge des Gases
Massenverlust, Video- und Wärmebilder

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 Runaway 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 Runaway — UNECE R100

Nach welchem Standard ist Thermal Runaway hergestellt?

Thermal Runaway wird im Bereich UNECE R100, UL 2580, GB 38031 und SAE J2464 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 Runaway?

Wird hauptsächlich auf Lithium-Ionen-Zellen, Batteriemodule und -pakete 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 Runaway durchgeführt?

Die bestimmenden Parameter sind: Auslösemethode — Flächenheizung, Überladung oder Nageldurchdringung; in der Spezifikation definiert, Messung — Mehrpunkttemperatur, Spannung, Gaszusammensetzung und bei Bedarf Wärmestrom und Beendigung — Die Temperaturen erreichen wieder das Umgebungsniveau. Die vollständigen Bedingungen finden Sie im Abschnitt „Testbedingungen“ auf der Seite und variieren je nach Produktstandard.

Welche Art von Beispiel wird für Thermal Runaway benötigt?

Die Probe wird vollständig aufgeladen in den Test aufgenommen, Die Position der auszulösenden Zelle muss ermittelt werden und Der Test ist für den einmaligen Gebrauch bestimmt und weist ein hohes Risiko auf. Die Anzahl der Proben richtet sich nach der Produktnorm und dem zu meldenden Umfang.

Wie lange dauert Thermal Runaway?

Die Veranstaltung dauert Minuten; Zusammen mit Vorbereitung, Beobachtung, Kühlung und Gasanalyse sind mehrere Tage geplant. 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 Runaway-Ergebnis „angemessen“?

Thermal Runaway — UNECE R100