Che cos'è Propagation?
Il test di propagazione termica è un test in cui, dopo l'attivazione dell'instabilità termica in una singola cella all'interno di un modulo o pacco, si valuta se l'evento si diffonde alle celle vicine e oltre l'involucro.
Scopo di Propagation
Lo scopo è verificare che il design della batteria possa contenere un guasto di una singola cella e possa emettere un avviso prima che si verifichi un pericolo per gli occupanti o l'ambiente circostante.
A quali prodotti si applica Propagation?
- Moduli e pacchi batterie per veicoli elettrici
- Sistemi di accumulo dell'energia
- Sistemi di batterie industriali
In quali settori si utilizza Propagation?
Norme relative a Propagation
- UNECE R100sicurezza dei veicoli elettrici e delle batterie test
- UL2580La sicurezza nelle batterie dei veicoli elettrici test
- GB 38031
- IEC 62619sicurezza delle batterie al litio nelle applicazioni industriali test
- ONU 38.3Test di sicurezza per il trasporto su batterie al litio test
- IEC 62133La sicurezza nelle celle e nelle batterie portatili test
- IEC 62620celle e batterie al litio industriali test
- UL 1642sicurezza nelle celle al litio test
- UL 2054Sicurezza nelle batterie per uso domestico e commerciale test
- ISO 12405Condizioni di prova per pacchi batterie al litio per veicoli elettrici test
Condizioni di Propagation
- Innesco
- La fuga termica viene avviata in una singola cella tramite riscaldamento, sovraccarico o penetrazione dei chiodi
- Posizione del grilletto
- Viene scelta la posizione peggiore (generalmente al centro o in una cella d'angolo)
- Monitoraggio
- Temperature delle celle vicine, superficie dell'involucro e punti di sfiato del gas
- Periodo di osservazione
- Definito nelle specifiche; tipicamente nell'ordine di ore dopo l'evento
Apparecchiatura per Propagation
- Sala prove protetta contro le esplosioni di grandi dimensioni
- Registrazione della temperatura multicanale (decine di canali).
- Sistema di analisi e sfiato gas
- Telecamera termica e video multicamera
- Sistema di estinzione
Requisiti del campione per Propagation
- Il campione deve essere un modulo o pacco reale
- Viene portato in prova completamente carico e con il BMS collegato
- La posizione della cellula da innescare deve essere documentata con la sua logica
- Il test è monouso e costoso
Durata di Propagation
Insieme alla preparazione, alla strumentazione, ai test e all'osservazione, vengono generalmente pianificate una o due settimane.
Procedura di Propagation
- 1Il modulo o pacchetto è dotato di strumentazione; vengono posizionate decine di termocoppie.
- 2Il BMS è connesso e la registrazione dei dati è impostata.
- 3Il campione è completamente carico e posizionato nella sala prove.
- 4La fuga termica viene attivata nella cella selezionata.
- 5Vengono monitorate le temperature delle celle vicine, le condizioni dell'involucro e il rilascio di gas.
- 6I residui e l'entità della propagazione vengono valutati alla fine del periodo di osservazione.
Criteri di accettazione di Propagation
Il criterio di accettazione è definito nella UNECE R100 e nelle norme correlate: nessun livello pericoloso di calore o gas che entra nell'abitacolo, il sistema emette un avviso entro il tempo specificato e la fiamma non si diffonde oltre l'involucro.
Valutazione dei risultati
Vengono valutati insieme il numero di celle raggiunte dalla propagazione, la temperatura della superficie dell'involucro e il momento dell'avviso BMS. L'efficacia delle barriere termiche nella progettazione risulta evidente in questo test.
Rapporto di Propagation
- Norma e regolamentazione applicata
- Metodo di trigger e posizione della cella
- Registrazione di tutti i canali di temperatura
- Estensione della propagazione e sequenza temporale
- Registrazioni, video e fotografie degli avvisi del BMS
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 autorizzazioniRegolamenti correlati
- UNECE R100 Parte II
- GB 38031
- Regolamento UE sulle batterie
Batarya Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?
La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Propagation; 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.
I test sulle batterie rispondono a tre domande distinte, ciascuna con il proprio corpo normativo: la batteria può essere trasportata, è sicura in uso, fornisce le prestazioni dichiarate? Queste tre domande vengono spesso confuse tra loro, e la confusione ha conseguenze commerciali: non si può entrare in un mercato con un rapporto di trasporto né effettuare una spedizione con un rapporto di sicurezza del prodotto.
Sul lato trasporto, UN 38.3 è un passaggio obbligatorio; una batteria priva di tale evidenza non può essere spedita. Sul lato sicurezza è l'applicazione a determinare cosa si applica: IEC 62133-2 per i prodotti portatili, IEC 62619 e IEC 63056 per le applicazioni industriali e di accumulo energetico, UNECE R100, UL 2580 e ISO 6469 per i veicoli elettrici. Sul lato prestazioni si misurano capacità, resistenza interna, vita ciclica, autoscarica, accettazione della carica e comportamento in funzione della temperatura.
La distinzione di LIVELLO è essenziale in questa famiglia ed è l'argomento che genera più discussioni nella catena di fornitura. Cella, modulo e pacco vengono valutati separatamente; un certificato ottenuto per una cella non dimostra la conformità del pacco. Oltre alle celle, il comportamento del pacco è determinato dal sistema di gestione della batteria, dal progetto di raffreddamento, dalla struttura meccanica, dalla disposizione delle interconnessioni e dal coordinamento dell'isolamento. Inserire il rapporto del fornitore di celle nel fascicolo del pacco è un approccio comune ma inadeguato.
La fuga termica e la sua propagazione sono l'argomento più critico del settore. Una cella al litio può innescare una reazione chimica autosostenuta se danneggiata o surriscaldata; a quel punto rimuovere il calore dall'esterno di solito non è più possibile. Le norme moderne trattano quindi la fuga termica di una singola cella come uno scenario di guasto INEVITABILE e cambiano la domanda: l'evento si propaga alle celle vicine, cosa rilascia all'esterno del pacco e quanto tempo resta all'utente per fuggire?
In questo ambito il sistema di gestione della batteria viene valutato non come una scheda elettronica ma come una FUNZIONE DI SICUREZZA. Si dimostra che le protezioni da sovraccarica, sovrascarica, sovracorrente e sovratemperatura entrano effettivamente in funzione, che il sistema si porta nello stato sicuro in caso di guasto e che il suo software è stato verificato. Nelle applicazioni industriali e veicolari questa valutazione è legata a quadri di sicurezza funzionale.
Il lato normativo si sta rapidamente inasprendo. Il Regolamento Batterie (UE) 2023/1542 va oltre la sicurezza e introduce obblighi di dichiarazione dell'impronta di carbonio, percentuale di contenuto riciclato, dichiarazione di durabilità e capacità, passaporto della batteria e rimovibilità per le batterie portatili. Ciò estende l'ambito dei test oltre le classiche prove di sicurezza.
Gruppi di metodi in questo ambito
Abuso elettrico
Sovraccarica, sovrascarica, cortocircuito esterno, scarica forzata e carica sbilanciata. È qui che si vede se i circuiti di protezione funzionano realmente.
Abuso meccanico
Vibrazione, urto, schiacciamento, penetrazione, caduta libera e ribaltamento. Si monitora se si verificano condizioni di cortocircuito interno.
Prove termiche
Ciclazione termica, shock termico, stoccaggio ad alta temperatura, esposizione al fuoco e propagazione della fuga termica.
Prove ambientali
Umidità, bassa pressione, nebbia salina e, se necessario, immersione; questi vengono in primo piano nelle applicazioni veicolari e outdoor.
Misurazioni delle prestazioni
Capacità, energia e potenza, resistenza interna, efficienza, vita ciclica, vita calendariale e comportamento in funzione della temperatura.
Verifica BMS
Verifica delle soglie di protezione, della funzione di bilanciamento delle celle, della comunicazione e della risposta ai guasti.
Confusioni frequenti in questo ambito
- UN 38.3 non è un certificato di sicurezza del prodotto; dimostra solo la conformità al trasporto.
- Un certificato di cella non dimostra la conformità del pacco. Il pacco viene valutato separatamente con la propria architettura.
- Due pacchi costruiti con la stessa cella danno risultati diversi; raffreddamento, interconnessione e struttura meccanica sono determinanti.
- Una prova prestazionale non è una prova di sicurezza. Un rapporto sulla vita ciclica non soddisfa i requisiti di sicurezza.
- Per una batteria di veicolo elettrico, un rapporto UL 2580 e l'omologazione UNECE R100 non sono la stessa cosa; uno è una valutazione normativa, l'altra un regime di omologazione.
- Una batteria per veicoli trasferita a un'applicazione di seconda vita entra in un nuovo profilo di utilizzo; la valutazione precedente non può essere trasferita direttamente.
Quali decisioni supportano questi risultati
- Conformità al trasporto e sintesi delle prove per la spedizione
- Dichiarazione di sicurezza del prodotto e accesso al mercato
- Dichiarazioni di prestazione, durabilità e impronta di carbonio ai sensi del Regolamento Batterie
- Valutazione dell'impatto di un cambio di fornitore di celle o di BMS
- Processi di collaudo in sito per un sistema di accumulo energetico
Test correlati
Domande frequenti su Propagation
Perché il test di propagazione è così costoso e lungo?
Un modulo o un pacchetto reale viene sacrificato perché monouso, vengono configurati decine di canali di misurazione ed è necessaria una stanza protetta dalle esplosioni di grande volume. Progettazione e costo vengono quindi valutati separatamente in fase di preventivo.