¿Qué es Ensayos de celdas?
Las pruebas de celda son el grupo de pruebas que evalúan el rendimiento, la vida útil y el comportamiento de seguridad de la celda, la unidad electroquímica más pequeña de un sistema de batería. Constituyen la base para las pruebas de módulos y paquetes.
Objetivo de Ensayos de celdas
El propósito es verificar que la celda cumpla con sus características eléctricas declaradas y se comporte de manera segura en condiciones de abuso, y proporcionar datos para un diseño de nivel superior.
¿A qué productos se aplica Ensayos de celdas?
- Células cilíndricas de iones de litio.
- Células prismáticas
- Celdas de bolsa
- Celdas de polímero de litio
- Celdas de almacenamiento industriales
¿En qué sectores se utiliza Ensayos de celdas?
Normas relacionadas con Ensayos de celdas
- IEC 62133-2Seguridad en pilas y baterías de litio portátiles prueba
- IEC 62619Seguridad de las baterías de litio en aplicaciones industriales. prueba
- IEC 62620pilas y baterías industriales de litio prueba
- ONU 38.3Pruebas de seguridad en el transporte de baterías de litio prueba
- UL 1642seguridad en celdas de litio prueba
- UL 2580Seguridad en las baterías de los vehículos eléctricos prueba
- IEC 62133Seguridad en pilas y baterías portátiles prueba
- UL 2054Seguridad en baterías de uso doméstico y comercial prueba
- ISO 12405Condiciones de prueba para paquetes de baterías de litio para vehículos eléctricos prueba
- CEPE R100Seguridad del vehículo eléctrico y de la batería. prueba
Condiciones de Ensayos de celdas
- Método de carga
- Parámetros CC-CV declarados por el fabricante.
- Temperatura de referencia
- Temperatura ambiente definida en la norma.
- Límites de voltaje
- Tensión de corte superior e inferior declarada por el fabricante.
- Medida de seguridad
- Las pruebas de abuso se llevan a cabo en una cámara protegida contra explosiones.
Equipo para Ensayos de celdas
- Canales de prueba de batería (ciclador)
- Cámaras de temperatura
- Celda de prueba y ventilación de gas protegidas contra explosiones
- Registro multicanal de temperatura y voltaje.
Requisitos de muestra para Ensayos de celdas
- El número de muestras está determinado por la norma aplicable.
- Los valores límite de carga/descarga del fabricante deben proporcionarse por escrito.
- Las células deben completar el período de descanso requerido por el estándar antes de realizar la prueba.
- Se requiere una hoja de datos de seguridad (SDS)
Duración de Ensayos de celdas
Las pruebas de rendimiento pueden tardar días y las pruebas de vida pueden tardar meses. Las pruebas de seguridad generalmente se completan en unos pocos días.
Procedimiento de Ensayos de celdas
- 1Se identifica la celda y se registran sus valores declarados.
- 2La capacidad inicial y la resistencia interna se miden mediante carga-descarga.
- 3Se aplican las pruebas de desempeño requeridas por la norma.
- 4Las pruebas de seguridad y abuso se llevan a cabo con muestras separadas.
- 5En cada prueba se registran voltaje, corriente, temperatura y observaciones.
Criterios de aceptación de Ensayos de celdas
Los criterios de aceptación se definen en la norma aplicada. Los criterios típicos en las pruebas de seguridad son la ausencia de incendio, explosión y fugas; en las pruebas de rendimiento se exige el cumplimiento de los valores declarados.
Evaluación de resultados
Los resultados se evalúan por muestra y como conjunto. Los resultados a nivel de celda no se pueden generalizar directamente al nivel de paquete; Se requiere una verificación por separado para el nivel superior.
Informe de Ensayos de celdas
- Norma aplicada y revisión.
- Identificación celular, química y valores declarados.
- Lista de pruebas y parámetros aplicados.
- Registros de voltaje, corriente y temperatura.
- Observaciones y fotografías.
Acreditación
EUROLAB posee una acreditación reconocida internacionalmente obtenida de organismos de acreditación que forman parte de los acuerdos de reconocimiento multilateral de IAF e ILAC, según ISO/IEC 17025 para pruebas de laboratorio, ISO/IEC 17020 para inspección y vigilancia, e ISO/IEC 17021-1 e ISO/IEC 17065 para certificación de sistemas y productos. Esta cadena garantiza que los informes y certificados emitidos sean aceptados en todo el mundo.
La posibilidad de ofrecer esta prueba dentro del alcance acreditado depende de su producto y del estándar aplicado; Dado que la acreditación se basa en métodos, el alcance se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Alcance y autorizacionesRegulaciones Relacionadas
- ONU 38.3 (transporte)
- Reglamento de baterías de la UE
- UNECE R100 (aplicación a vehículos)
Batarya Testleri — ¿Qué abarca este campo de ensayo?
La siguiente sección describe el campo al que pertenece el ensayo Ensayos de celdas; las condiciones y criterios de aceptación de este ensayo en particular figuran en las secciones anteriores. El alcance específico de su producto se confirma por escrito en la etapa de cotización.
Los ensayos de baterías responden a tres preguntas distintas, cada una con su propio cuerpo normativo: ¿puede transportarse la batería, es segura en uso, entrega el rendimiento declarado? Estas tres preguntas se confunden a menudo, y la confusión tiene consecuencias comerciales: no se puede entrar en un mercado con un informe de transporte ni realizar un envío con un informe de seguridad del producto.
En el lado del transporte, UN 38.3 es un requisito obligatorio; una batería sin esa evidencia no puede enviarse. En el lado de la seguridad, la aplicación determina lo que rige: IEC 62133-2 para productos portátiles, IEC 62619 e IEC 63056 para aplicaciones industriales y de almacenamiento de energía, UNECE R100, UL 2580 e ISO 6469 para vehículos eléctricos. En el lado del rendimiento, se miden la capacidad, la resistencia interna, la vida en ciclos, la autodescarga, la aceptación de carga y el comportamiento dependiente de la temperatura.
La distinción de NIVEL es esencial en esta familia y es el tema que más discusión genera en la cadena de suministro. Célula, módulo y paquete se evalúan por separado; un certificado obtenido para una célula no demuestra la conformidad del paquete. Junto con las células, el comportamiento del paquete lo determinan el sistema de gestión de batería, el diseño de refrigeración, la estructura mecánica, la disposición de interconexión y la coordinación de aislamiento. Incluir el informe del proveedor de células en el expediente del paquete es un enfoque común pero insuficiente.
La fuga térmica y su propagación son el tema más crítico del ámbito. Una célula de litio puede entrar en una reacción química autosostenida al dañarse o sobrecalentarse; en ese punto, retirar el calor desde el exterior suele ser imposible. Las normas modernas tratan por ello la fuga térmica de una sola célula como un escenario de fallo INEVITABLE y cambian la pregunta: ¿se propaga el evento a las células vecinas, qué libera fuera del paquete y cuánto tiempo le queda al usuario para escapar?
En este ámbito, el sistema de gestión de batería se evalúa no como una placa electrónica, sino como una FUNCIÓN DE SEGURIDAD. Se demuestra que las protecciones contra sobrecarga, sobredescarga, sobrecorriente y sobretemperatura realmente actúan, que el sistema cae del lado seguro ante un fallo y que su software ha sido verificado. En aplicaciones industriales y vehiculares, esta evaluación se vincula a marcos de seguridad funcional.
El aspecto regulatorio se está endureciendo rápidamente. El Reglamento de Baterías (UE) 2023/1542 va más allá de la seguridad e introduce obligaciones de declaración de huella de carbono, proporción de contenido reciclado, declaración de durabilidad y capacidad, el pasaporte de batería y la extraíbilidad en baterías portátiles. Esto amplía el alcance de los ensayos más allá de las pruebas de seguridad clásicas.
Grupos de métodos en este campo
Abuso eléctrico
Sobrecarga, sobredescarga, cortocircuito externo, descarga forzada y carga desequilibrada. Aquí es donde se ve si los circuitos de protección realmente funcionan.
Abuso mecánico
Vibración, choque, aplastamiento, penetración, caída libre y vuelco. Se controla si se producen condiciones de cortocircuito interno.
Pruebas térmicas
Ciclado de temperatura, choque térmico, almacenamiento a alta temperatura, exposición al fuego y propagación de la fuga térmica.
Ensayos ambientales
Humedad, baja presión, niebla salina y, si es necesario, inmersión; estos cobran relevancia en aplicaciones vehiculares y de exterior.
Mediciones de desempeño
Capacidad, energía y potencia, resistencia interna, eficiencia, vida en ciclos, vida calendario y comportamiento dependiente de la temperatura.
Verificación BMS
Verificación de los umbrales de protección, la función de equilibrado de células, la comunicación y la respuesta ante fallos.
Confusiones frecuentes en este campo
- UN 38.3 no es un certificado de seguridad del producto; solo demuestra la conformidad para el transporte.
- Un certificado de célula no demuestra la conformidad del paquete. El paquete se evalúa por separado con su propia arquitectura.
- Dos paquetes construidos con la misma célula dan resultados diferentes; la refrigeración, la interconexión y la estructura mecánica son determinantes.
- Un ensayo de rendimiento no es un ensayo de seguridad. Un informe de vida en ciclos no cumple los requisitos de seguridad.
- En una batería de vehículo eléctrico, un informe UL 2580 y la homologación UNECE R100 no son lo mismo; uno es una evaluación normativa, el otro un régimen de homologación de tipo.
- Una batería de vehículo trasladada a una aplicación de segunda vida entra en un nuevo perfil de uso; la evaluación anterior no se traslada directamente.
Qué decisiones respaldan estos resultados
- Conformidad de transporte y resumen de ensayos para el envío
- Declaración de seguridad del producto y acceso al mercado
- Declaraciones de rendimiento, durabilidad y huella de carbono en virtud del Reglamento de Baterías
- Evaluación del impacto de un cambio de proveedor de células o de BMS
- Procesos de aceptación en sitio para un sistema de almacenamiento de energía
Pruebas relacionadas
Preguntas frecuentes sobre Ensayos de celdas
Si una celda pasa la prueba, ¿la batería resultante también cumple como paquete?
No directamente. La propagación térmica, el comportamiento del BMS y la protección mecánica se evalúan por separado a nivel de paquete. Por lo tanto, las pruebas de celdas, módulos y paquetes no se reemplazan entre sí.