Test de propagation thermique — UNECE R100 / UL 2580 / GB 38031

Qu'est-ce que Propagation ?

Le test de propagation thermique est un test dans lequel, après le déclenchement d'un emballement thermique dans une seule cellule d'un module ou d'un pack, il est évalué si l'événement se propage aux cellules voisines et au-delà de l'enceinte.

Objectif de Propagation

L'objectif est de vérifier que la conception de la batterie peut contenir une défaillance d'une seule cellule et émettre un avertissement avant qu'un danger ne survienne pour les occupants ou l'environnement.

À quels produits Propagation s'applique-t-il ?

Modules et packs de batteries pour véhicules électriques
Systèmes de stockage d'énergie
Systèmes de batteries industrielles

Dans quels secteurs Propagation est-il utilisé ?

BatterieVéhicule électriqueAutomobileÉnergieÉlectronique

Normes relatives à Propagation

CEE-ONU R100sécurité des véhicules électriques et des batteries test
UL2580Sécurité dans les batteries des véhicules électriques test
GB 38031
IEC 62619sécurité des batteries au lithium dans les applications industrielles test
ONU 38.3Tests de sécurité du transport sur les batteries au lithium test
IEC 62133Sécurité des piles et batteries portables test
IEC 62620Piles et batteries industrielles au lithium test
UL 1642sécurité dans les piles au lithium test
UL 2054Sécurité des batteries à usage domestique et commercial test
ISO 12405Conditions de test pour les batteries au lithium pour véhicules électriques test

Conditions de Propagation

Déclenchement: L'emballement thermique est initié dans une seule cellule par chauffage, surcharge ou pénétration de clous.
Position de déclenchement: La position la plus défavorable est choisie (généralement le centre ou une cellule d'angle)
Surveillance: Températures des cellules voisines, surface du boîtier et points d'évacuation des gaz
Période d'observation: Défini dans le cahier des charges ; généralement quelques heures après l'événement

Équipement pour Propagation

Salle d'essai de grand volume protégée contre les explosions
Enregistrement de température multicanal (des dizaines de canaux)
Système d'analyse et de ventilation des gaz
Caméra thermique et vidéo multi-caméras
Système d'extinction

Exigences d'échantillon pour Propagation

Le spécimen doit être un véritable module ou pack
Il est soumis au test entièrement chargé et avec le BMS connecté.
La position de la cellule à déclencher doit être documentée avec sa justification
Le test est à usage unique et coûteux

Durée de Propagation

Avec la préparation, l'instrumentation, les tests et l'observation, une à deux semaines sont généralement prévues.

Procédure de Propagation

1Le module ou pack est instrumenté ; des dizaines de thermocouples sont placés.
2Le BMS est connecté et l'enregistrement des données est configuré.
3L'échantillon est complètement chargé et placé dans la salle de test.
4L'emballement thermique se déclenche dans la cellule sélectionnée.
5Les températures des cellules voisines, l'état de l'enceinte et les émissions de gaz sont surveillés.
6Les résidus et l'étendue de la propagation sont évalués à la fin de la période d'observation.

Critères d'acceptation de Propagation

Le critère d'acceptation est défini dans la CEE-ONU R100 et les normes associées : aucun niveau dangereux de chaleur ou de gaz ne pénétrant dans l'habitacle, le système émettant un avertissement dans le délai spécifié et la flamme ne se propage pas au-delà de l'enceinte.

Évaluation des résultats

Le nombre de cellules atteintes par la propagation, la température de la surface du boîtier et le moment de l'avertissement BMS sont évalués ensemble. L'efficacité des barrières thermiques dans la conception devient évidente dans ce test.

Rapport de Propagation

Norme et réglementation appliquées
Méthode de déclenchement et position de la cellule
Enregistrement de tous les canaux de température
Étendue de la propagation et chronologie
Enregistrements d'avertissements BMS, vidéos 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

CEE-ONU R100 Partie II
GB 38031
Règlement européen sur les batteries

Batarya Testleri — Que couvre ce domaine d'essai ?

La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Propagation ; 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 Propagation

Pourquoi le test de propagation est-il si coûteux et si long ?

Un véritable module ou pack est sacrifié au profit d'un usage unique, des dizaines de canaux de mesure sont installés et une salle protégée contre les explosions de grand volume est nécessaire. Le planning et le coût sont donc évalués séparément au stade du devis.