Test sulle batterie ad alta tensione — UNECE R100/IEC 62660/ISO 6469

Che cos'è HV Battery?

Il test della batteria ad alta tensione valuta il sistema di accumulo di energia ricaricabile (REESS) utilizzato nei veicoli elettrici e ibridi per quanto riguarda la sicurezza, le prestazioni elettriche e la durabilità ambientale. Viene effettuata separatamente a livello di cella, modulo e pacco; un risultato a un livello non ne rappresenta un altro.

Scopo di HV Battery

Lo scopo è verificare che la batteria non rilasci energia in modo incontrollato in condizioni di utilizzo normale, uso improprio e incidente e produrre le prove necessarie per l'omologazione.

A quali prodotti si applica HV Battery?

Pacchi batterie per veicoli elettrici e ibridi
Moduli batteria e blocchi celle
Batterie per veicoli elettrici leggeri (categoria L).
Sistemi di batterie per veicoli commerciali e autobus
Moduli del sistema di accumulo dell'energia (ESS).

In quali settori si utilizza HV Battery?

AutomobilisticoEnergiaElettrico ed elettronico

Norme relative a HV Battery

UNECE R100sicurezza dei veicoli elettrici e delle batterie test
IEC 62660-1
IEC 62660-2
IEC 62660-3
ISO 6469-1
ISO 12405-4Condizioni di prova per pacchi batterie al litio per veicoli elettrici test
ONU 38.3Test di sicurezza per il trasporto su batterie al litio test

Condizioni di HV Battery

Livelli di prova: Cella, modulo e pacco; ogni livello viene valutato separatamente
Stato di carica (SOC): Varia in base al test; i test di sicurezza vengono eseguiti per lo più a SOC elevato
Valutazione: Si osservano esplosioni, incendi, rotture dell'involucro e perdite di elettrolita

Apparecchiatura per HV Battery

Sistema ciclatore a batteria
Camera climatica e shock termico
Agitatore vibrante e impianto di shock
Banco per prove di schiacciamento e penetrazione
Impianto di esposizione al fuoco
Sistema di misurazione della resistenza di isolamento
Termocamera e registratore di temperatura multicanale

Requisiti del campione per HV Battery

Un campione adatto al livello da testare (cella/modulo/pacco)
Per ogni prova è richiesto un campione separato; i test sono distruttivi
Il numero di campioni è determinato dallo standard applicato e dall'elenco dei test
Il sistema di gestione della batteria e il circuito di raffreddamento devono essere operativi
Per un trasporto sicuro deve essere dichiarato lo status ai sensi della norma UN 38.3

Durata di HV Battery

La durata dipende dall'elenco dei test applicati. I test di durabilità, come quelli relativi alle vibrazioni e ai cicli termici, richiedono giorni, mentre i test sulla durata del ciclo possono richiedere mesi. Il programma viene fornito insieme alla lista dei test in fase di preventivo.

Procedura di HV Battery

1Vengono registrate la descrizione del campione, la chimica, la capacità e la tensione nominale.
2Le misurazioni della capacità di riferimento e della resistenza interna vengono effettuate prima del test.
3Viene portato allo stato di carica previsto dalla norma.
4Viene applicato il test pertinente (vibrazione, shock termico, impatto meccanico, cortocircuito, sovraccarico, ecc.).
5Temperatura, tensione e corrente vengono registrate continuamente durante il test.
6Il campione viene monitorato per tutto il periodo di osservazione successivo alla prova.
7Vengono misurate la resistenza di isolamento ed eventualmente la capacità residua.

Criteri di accettazione di HV Battery

Per i test UNECE R100 Parte II, il criterio di accettazione di base è l'assenza di esplosioni, incendi, rotture dell'involucro e perdite pericolose di elettroliti durante tutto il periodo di osservazione e la resistenza di isolamento che non scende al di sotto del valore richiesto dallo standard. Per i test prestazionali il criterio di accettazione è determinato dalle specifiche del cliente.

Valutazione dei risultati

I risultati vengono valutati separatamente per ciascun test; il superamento di un test non copre gli altri. La valutazione della propagazione degli eventi termici è uno studio separato, oltre l'elenco dei test di base di R100.

Rapporto di HV Battery

Descrizione del campione: chimica, capacità, tensione nominale, livello
Standard applicati ed elenco dei test
Condizioni e registrazioni delle misurazioni per ciascun test
Grafici di temperatura, tensione e corrente
Risultati e fotografie del periodo di osservazione
Risultati di resistenza d'isolamento

Accreditamento

EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.

Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Ambito e autorizzazioni

Regolamenti correlati

UNECE R100
(UE) 2023/1542 Regolamento sulle batterie
Requisiti di trasporto ONU 38.3

Otomotiv Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova HV Battery; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.

Le prove automobilistiche mostrano che un componente continua a funzionare in condizioni che rappresentano i carichi che incontrerà nella vita del veicolo. Un veicolo non è un prodotto singolo ma un AMBIENTE: vibrazione, cicli di temperatura, acqua salata, impatto di ghiaia, transitori elettrici e rumore elettromagnetico sono tutti presenti simultaneamente e per anni.

Ciò che distingue questa famiglia è che le SPECIFICHE DEL COSTRUTTORE DEL VEICOLO si sovrappongono alle norme. Le pubblicazioni ISO e SAE stabiliscono la base comune; ma Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota e Renault definiscono nelle proprie specifiche livelli di severità, prove aggiuntive e criteri di accettazione diversi. Per un componente, la frase "conforme alle norme automobilistiche" da sola non basta; occorre rispondere quale specifica di quale costruttore, e quale revisione di essa.

La famiglia riunisce tre processi distinti spesso confusi tra loro. L'omologazione riguarda le approvazioni di tipo di cui un veicolo ha bisogno per circolare ed è retta dall'autorità statale. L'approvazione del fornitore significa superare i requisiti propri di qualità e prova del costruttore del veicolo ed è un rapporto commerciale. Il terzo è la verifica di progettazione: il team di ingegneria dimostra che il proprio progetto soddisfa i propri obiettivi.

A livello di componente, il piano di prova si costruisce attorno al LUOGO D'USO. Un modulo nel vano motore e uno nel bagagliaio non attraversano lo stesso profilo di temperatura e vibrazione; un componente dentro una portiera e uno nella console del tetto non vedono la stessa esposizione ad acqua e polvere. La serie ISO 16750 è il quadro comune di questo approccio basato sull'ubicazione.

Il passaggio al veicolo elettrico ha rimodellato il settore. Sicurezza ad alta tensione, coordinamento dell'isolamento, sicurezza della batteria, conformità dell'interfaccia di ricarica e comportamento elettromagnetico dei componenti ad alta tensione sono stati aggiunti al set classico di prove automobilistiche. In un veicolo silenzioso, sono cambiate anche le aspettative acustiche e vibrazionali; suoni un tempo mascherati dal motore a combustione sono ora udibili.

Il lato del sistema di qualità non può essere separato dalla prova in questo settore. Un produttore secondo IATF 16949 presenta i risultati di prova nel fascicolo PPAP; l'analisi del sistema di misura, lo studio di capacità di processo e il piano di controllo circondano il rapporto di prova. Un singolo buon risultato non basta: bisogna dimostrare che il processo può ripeterlo.

Gruppi di metodi in questo ambito

Ambientale e climatico
Cicli di temperatura, shock termico, calore umido, nebbia salina, penetrazione di polvere e acqua (IP), irraggiamento solare. I livelli di severità variano secondo la posizione di montaggio.
Meccanico
Vibrazione sinusoidale e casuale, urto, carichi meccanici, coppia di serraggio dei fissaggi e cicli di durabilità.
Elettrico
Variazioni della tensione di alimentazione, transitori (ISO 7637), inversione di polarità, sovratensione, cortocircuito e misure di corrente di riposo.
EMC
Emissioni dei componenti (CISPR 25), immunità irradiata e condotta (serie ISO 11452), scarica elettrostatica (ISO 10605).
Materiali ed emissioni
Odore, fogging ed emissioni di COV dai materiali interni; infiammabilità; invecchiamento UV; durabilità del rivestimento e impatto di ghiaia.
Sicurezza funzionale e cibersicurezza
Evidenze di sicurezza funzionale secondo ISO 26262 e ingegneria di cibersicurezza secondo ISO/SAE 21434; questi sono legati alla normativa tramite UNECE R155 e R156.

Confusioni frequenti in questo ambito

Un rapporto automobilistico senza riferimento alla specifica non è accettato nella catena di fornitura; occorre indicare quale specifica OEM e revisione sia stata applicata.
L'omologazione di tipo e l'approvazione del fornitore sono processi diversi. Un componente con approvazione E-Mark non è per questo considerato aver superato le prove di accettazione proprie dell'OEM.
Un risultato ottenuto su un prototipo non si trasferisce alla produzione in serie; il PPAP si effettua con parti di produzione in serie.
Sul lato EMC, misurare solo l'emissione resta incompleto; l'immunità è un ambito a parte ed è più critica nel veicolo.
Sui componenti dei veicoli elettrici, la sicurezza ad alta tensione è una competenza distinta; l'infrastruttura di prova classica a 12 V non è sufficiente.

Quali decisioni supportano questi risultati

Approvazione del componente del fornitore e il fascicolo PPAP
Omologazione di tipo UNECE e marcatura E-Mark
Verifica di progettazione ed evidenza di durabilità
Analisi delle cause profonde di reclami sul campo e resi in garanzia
Valutazione dell'impatto di una modifica di progettazione o di fornitore

Test correlati

Domande frequenti su HV Battery

I test che ho fatto sul cellulare valgono anche per il pack?

No. I risultati a livello cellulare non dimostrano la sicurezza della confezione; la disposizione delle celle, il raffreddamento, l'involucro e il sistema di gestione della batteria determinano il comportamento del pacco. I livelli vengono testati separatamente.

Qual è la differenza tra UN 38.3 e R100?

La norma UN 38.3 definisce i test richiesti affinché la batteria SIA TRASPORTATA ed è obbligatoria senza eccezioni. L'UNECE R100 affronta la sicurezza dell'uso a bordo del veicolo ai sensi dell'omologazione del veicolo. I due hanno scopi separati e non si sostituiscono a vicenda.

I test sulla propagazione degli eventi termici sono obbligatori?

La valutazione della propagazione è un argomento che va oltre l'elenco dei test di base dell'R100 e le normative e le specifiche OEM si stanno evolvendo in quest'area. Se sia richiesto per il tuo prodotto è determinato dal mercato di destinazione e dalle specifiche del cliente.