Thermal Propagation – ISO 12405

Che cos'è Thermal Propagation — ISO 12405?

Nel test di propagazione termica, una singola cella viene deliberatamente portata in fuga termica e viene monitorato se l'evento si propaga alle celle vicine, quanto tempo impiega per propagarsi e quando la fiamma/gas fuoriesce dal pacco. L'attivazione avviene tramite metodi quali la penetrazione dei chiodi, il riscaldamento locale o il sovraccarico.

Scopo di Thermal Propagation — ISO 12405

Lo scopo è dimostrare l'efficacia delle misure di progettazione (barriera termica, percorso di sfiato del gas, spaziatura delle celle) che impediscono che un guasto di una singola cella dia fuoco all'intero pacco. Nei veicoli elettrici, l’obiettivo è guadagnare tempo sufficiente affinché gli occupanti possano evacuare.

A quali prodotti si applica Thermal Propagation — ISO 12405?

Pacchi batterie per trazione veicoli elettrici
Moduli del sistema di accumulo dell'energia (ESS).
Batterie per autobus elettrici e veicoli commerciali
Batterie per veicoli elettrici leggeri
Pacchi batterie portatili ad alta energia

In quali settori si utilizza Thermal Propagation — ISO 12405?

BatteriaVeicolo elettricoAutomobilisticoEnergia

Norme relative a Thermal Propagation — ISO 12405

ISO 12405Condizioni di prova per pacchi batterie al litio per veicoli elettrici test

Condizioni di Thermal Propagation — ISO 12405

Metodo di attivazione: Riscaldamento locale, punture di spilli o sovraccarico; dalle specifiche
stato di carica: Prima dell'esperimento, le celle vengono portate ad un livello di carica definito.
Quantità monitorate: Temperature di celle e moduli, tensione, degassamento, fiamma e fumo
preavviso: Viene misurato il tempo che intercorre tra il segnale di avvertimento e il raggiungimento della situazione pericolosa

Apparecchiatura per Thermal Propagation — ISO 12405

Camera di prova per batterie resistente alle esplosioni
Sistema di misurazione multicanale della temperatura e della tensione
Configurazione di attivazione (riscaldatore, chiodo o fonte di sovraccarico)
Sistema di analisi e ventilazione dei gas
Telecamera termica e ad alta velocità
Infrastrutture antincendio e di sicurezza

Requisiti del campione per Thermal Propagation — ISO 12405

Il campione deve essere prelevato in modo da rappresentare il lotto o il ciclo di produzione.
È necessario indicare la descrizione del campione, il tipo di materiale e la direzione di produzione, se presente.
La norma da applicare e l'eventuale specifica del cliente dovranno essere fornite insieme al campione.
Il test può essere distruttivo; il numero richiesto di campioni deve essere confermato in anticipo.
Le superfici da testare dovranno essere protette durante il trasporto.

Durata di Thermal Propagation — ISO 12405

La preparazione, la strumentazione e le misure di sicurezza richiedono molto più tempo del test stesso. Un test su un singolo pacco richiede giorni, compresa la preparazione; l'evento stesso si sviluppa in pochi minuti.

Procedura di Thermal Propagation — ISO 12405

1Il pacchetto è strumentato; le temperature e le tensioni delle celle e dei moduli sono collegate.
2Le celle vengono portate al livello di carica definito.
3Il pacco viene posizionato nella camera di prova e vengono adottate misure di sicurezza.
4Viene applicato il metodo di attivazione e la cella bersaglio viene portata in fuga termica.
5Le osservazioni di temperatura, tensione, gas e visive vengono registrate continuamente.
6Viene monitorata la propagazione alle cellule vicine.
7Al termine dell'evento, la confezione viene raffreddata ed esaminata.

Criteri di accettazione di Thermal Propagation — ISO 12405

Lo standard del metodo definisce come viene eseguito il test, non quale deve essere il risultato. Il limite di accettabilità deriva dallo standard del materiale o del prodotto, dalle specifiche del cliente o dalla normativa pertinente; questa pagina quindi non dà un limite numerico.

Valutazione dei risultati

La valutazione viene effettuata in base alle aspettative delle specifiche applicate: alcune normative non richiedono alcuna propagazione, mentre altre accettano la previsione di un tempo di allerta precoce definito prima che un effetto pericoloso raggiunga l'abitacolo. La classe del veicolo e il mercato di riferimento determinano il criterio da applicare.

Rapporto di Thermal Propagation — ISO 12405

Descrizione del campione, informazioni sul materiale/prodotto e numero di lotto, se presente
Metodo di preparazione del campione e condizioni di condizionamento
Condizioni standard e di prova applicate
Strumento utilizzato e stato della calibrazione
Risultati e unità di misura
Incertezza di misura (se richiesta)
Una dichiarazione secondo cui il risultato si applica solo al campione sottoposto a prova

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

Norme armonizzate applicate in base alla famiglia di prodotto
UE 765/2008 (sorveglianza del mercato e quadro di accreditamento)
Normative di prodotto pertinenti e specifiche del cliente

Batarya Testleri — Cosa copre questo ambito di prova?

La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Thermal 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 Thermal Propagation — ISO 12405

La propagazione significa direttamente fallimento?

Dipende dalle specifiche applicate. Alcune normative non consentono affatto la propagazione; altri ritengono sufficiente prevedere il tempo di preavviso necessario per l'evacuazione degli occupanti.

Quale metodo di attivazione dovrebbe essere scelto?

La specifica determina il metodo. Il riscaldamento locale è il più ripetibile; La penetrazione dei chiodi non è più preferita in alcune normative perché si ritiene che non rappresenti bene i reali fallimenti sul campo.