Nail Penetration – ISO 12405

Qu'est-ce que Nail Penetration — ISO 12405 ?

Le test de pénétration du clou est un test d'abus dans lequel un court-circuit interne artificiel est créé en enfonçant un clou conducteur d'un diamètre défini dans une cellule complètement chargée à une vitesse contrôlée. Il est utilisé pour examiner le comportement d’emballement thermique.

Objectif de Nail Penetration — ISO 12405

Le but est d'évaluer la libération d'énergie et la tendance à l'emballement thermique lorsqu'un court-circuit interne soudain se produit au sein de la cellule.

À quels produits Nail Penetration — ISO 12405 s'applique-t-il ?

Cellules lithium-ion
Cellules de véhicules électriques
Cellules de stockage d'énergie

Dans quels secteurs Nail Penetration — ISO 12405 est-il utilisé ?

BatterieVéhicule électriqueAutomobileÉnergieÉlectronique

Normes relatives à Nail Penetration — ISO 12405

ISO 12405Conditions de test pour les batteries au lithium pour véhicules électriques test

Conditions de Nail Penetration — ISO 12405

Diamètre du clou: Défini dans le cahier des charges ; généralement 3 à 8 mm
Vitesse de pénétration: Vitesse fixe définie dans le cahier des charges
Profondeur de pénétration: De manière à traverser complètement la cellule, ou dans la mesure définie
Sécurité: Un local protégé contre les explosions, une évacuation des gaz et un système d'extinction sont obligatoires

Équipement pour Nail Penetration — ISO 12405

Banc d'essai de pénétration des ongles
Mesure de force et de déplacement
Salle d'essai protégée contre les explosions
Enregistrement de température à grande vitesse et caméra thermique
Système d'analyse de gaz

Exigences d'échantillon pour Nail Penetration — ISO 12405

L'échantillon est soumis au test complètement chargé
Le test est à usage unique et à haut risque
La chimie cellulaire et le contenu énergétique doivent être connus à l'avance
Le nombre d'exemplaires est précisé dans le cahier des charges

Durée de Nail Penetration — ISO 12405

L'événement de pénétration dure quelques secondes ; avec la préparation, l'observation et le refroidissement, une journée de travail est prévue.

Procédure de Nail Penetration — ISO 12405

1Le spécimen est complètement chargé et sa masse et sa tension sont enregistrées.
2Des thermocouples sont placés sur la surface et l'échantillon est placé dans la chambre.
3Le clou est enfoncé à la vitesse et à la profondeur définies.
4La tension, la température et le dégagement de gaz sont surveillés en permanence.
5Si un emballement thermique se produit et si la température maximale est enregistrée.
6La perte de masse et l'état physique sont évalués après refroidissement.

Critères d'acceptation de Nail Penetration — ISO 12405

Ce test est généralement effectué à des fins de caractérisation plutôt que comme critère de réussite/échec. Si un critère est appliqué, il est défini dans le cahier des charges comme l'absence d'incendie et d'explosion.

Évaluation des résultats

La température maximale, le taux d'augmentation de la température, la quantité de gaz et l'apparition ou non d'un emballement thermique sont évalués. Les résultats dépendent fortement de la chimie cellulaire.

Rapport de Nail Penetration — ISO 12405

Spécification appliquée
Diamètre, vitesse et profondeur du clou
État de charge initial et contenu énergétique
Enregistrements de température et de tension
Observation de l'emballement thermique, vidéo et photographies

Accréditation

EUROLAB détient une accréditation internationalement reconnue obtenue auprès des organismes d'accréditation parties aux accords de reconnaissance multilatérale de l'IAF et de l'ILAC, selon ISO/IEC 17025 pour les tests en laboratoire, ISO/IEC 17020 pour l'inspection et la surveillance, et ISO/IEC 17021-1 et ISO/IEC 17065 pour la certification des systèmes et des produits. Cette chaîne garantit que les rapports et certificats délivrés sont acceptés dans le monde entier.

La possibilité de proposer ce test dans le cadre d'une accréditation dépend de votre produit et de la norme appliquée ; l'accréditation étant méthodologique, le périmètre est confirmé par écrit au stade du devis.

Portée et autorisations

Règlements connexes

Chine GB 38031 (batterie de véhicule)
Spécifications de développement OEM

Batarya Testleri — Que couvre ce domaine d'essai ?

La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Nail Penetration ; les conditions et critères d'acceptation de cet essai figurent dans les sections ci-dessus. Le périmètre propre à votre produit est confirmé par écrit au stade du devis.

Les essais de batteries répondent à trois questions distinctes, chacune avec son propre corpus de normes : la batterie peut-elle être transportée, est-elle sûre à l'usage, fournit-elle la performance déclarée ? Ces trois questions sont souvent confondues, et la confusion a des conséquences commerciales — on ne peut pas entrer sur un marché avec un rapport de transport, ni expédier avec un rapport de sécurité produit.

Côté transport, UN 38.3 est un passage obligatoire ; une batterie sans cette preuve ne peut être expédiée. Côté sécurité, c'est l'application qui détermine ce qui s'applique : IEC 62133-2 pour les produits portables, IEC 62619 et IEC 63056 pour les applications industrielles et de stockage d'énergie, UNECE R100, UL 2580 et ISO 6469 pour les véhicules électriques. Côté performance, on mesure la capacité, la résistance interne, la durée de vie en cycles, l'autodécharge, l'acceptation de charge et le comportement dépendant de la température.

La distinction de NIVEAU est essentielle dans cette famille et c'est le sujet qui suscite le plus de débats dans la chaîne d'approvisionnement. Cellule, module et pack sont évalués séparément ; un certificat obtenu pour une cellule ne démontre pas la conformité du pack. Outre les cellules, le comportement du pack est déterminé par le système de gestion de la batterie, la conception du refroidissement, la structure mécanique, l'agencement des interconnexions et la coordination de l'isolation. Insérer le rapport du fournisseur de cellules dans le dossier du pack est une pratique courante mais insuffisante.

L'emballement thermique et sa propagation constituent le sujet le plus critique du domaine. Une cellule au lithium peut entrer dans une réaction chimique auto-entretenue lorsqu'elle est endommagée ou surchauffée ; à ce stade, il n'est généralement plus possible d'évacuer la chaleur de l'extérieur. Les normes modernes considèrent donc l'emballement thermique d'une seule cellule comme un scénario de défaillance INÉVITABLE et changent la question : l'événement se propage-t-il aux cellules voisines, que libère-t-il hors du pack, et combien de temps reste-t-il à l'utilisateur pour s'échapper ?

Dans ce domaine, le système de gestion de la batterie est évalué non pas comme une carte électronique mais comme une FONCTION DE SÉCURITÉ. On démontre que les protections contre la surcharge, la décharge excessive, la surintensité et la surchauffe fonctionnent réellement, que le système bascule du côté sûr en cas de défaillance, et que son logiciel a été vérifié. Dans les applications industrielles et véhiculaires, cette évaluation est liée aux référentiels de sécurité fonctionnelle.

Le volet réglementaire se durcit rapidement. Le règlement (UE) 2023/1542 sur les batteries va au-delà de la sécurité et introduit des obligations de déclaration de l'empreinte carbone, de taux de contenu recyclé, de déclaration de durabilité et de capacité, de passeport batterie et de démontabilité pour les batteries portables. Cela étend le périmètre des essais au-delà des essais de sécurité classiques.

Groupes de méthodes dans ce domaine

Abus électrique
Surcharge, décharge excessive, court-circuit externe, décharge forcée et charge déséquilibrée. C'est ici que l'on voit si les circuits de protection fonctionnent réellement.
Abus mécanique
Vibration, choc, écrasement, pénétration, chute libre et basculement. On surveille si des conditions de court-circuit interne apparaissent.
Essais thermiques
Cyclage thermique, choc thermique, stockage à haute température, exposition au feu et propagation de l'emballement thermique.
Essais environnementaux
Humidité, basse pression, brouillard salin et, si nécessaire, immersion ; ces essais sont prioritaires dans les applications véhiculaires et extérieures.
Mesures de performances
Capacité, énergie et puissance, résistance interne, rendement, durée de vie en cycles, durée de vie calendaire et comportement dépendant de la température.
Vérification GTB
Vérification des seuils de protection, de la fonction d'équilibrage des cellules, de la communication et de la réponse aux défaillances.

Confusions fréquentes dans ce domaine

UN 38.3 n'est pas un certificat de sécurité produit ; il démontre uniquement la conformité au transport.
Un certificat de cellule ne démontre pas la conformité du pack. Le pack est évalué séparément avec sa propre architecture.
Deux packs construits à partir de la même cellule donnent des résultats différents ; le refroidissement, l'interconnexion et la structure mécanique sont déterminants.
Un essai de performance n'est pas un essai de sécurité. Un rapport de durée de vie en cycles ne satisfait pas aux exigences de sécurité.
Pour une batterie de véhicule électrique, un rapport UL 2580 et une homologation UNECE R100 ne sont pas la même chose ; l'un est une évaluation normative, l'autre un régime d'homologation de type.
Une batterie de véhicule transférée vers une application de seconde vie entre dans un nouveau profil d'usage ; l'évaluation antérieure ne peut pas être directement transposée.

Quelles décisions ces résultats étayent

Conformité de transport et résumé d'essai pour l'expédition
Déclaration de sécurité produit et accès au marché
Déclarations de performance, de durabilité et d'empreinte carbone au titre du règlement sur les batteries
Évaluation de l'impact d'un changement de fournisseur de cellules ou de BMS
Processus de réception sur site pour un système de stockage d'énergie

Tests associés

Questions fréquentes sur Nail Penetration — ISO 12405

L'essai de pénétration des clous est-il inclus dans la norme IEC 62133 ou UN 38.3 ?

Non. Cet essai n'est pas défini selon l'ONU 38.3 ou l'IEC 62133-2. Il apparaît dans les réglementations nationales telles que la norme chinoise GB 38031 et dans les spécifications de développement OEM. La spécification qui sera suivie doit donc être clarifiée au préalable.