Nail Penetration – UNECE R100

Nail Penetration — UNECE R100是什麼？

釘子穿透測試是一種濫用測試，其中透過以受控速度將規定直徑的導電釘子打入完全充電的電池中來產生人為內部短路。它用於檢查熱失控行為。

Nail Penetration — UNECE R100的目的

目的是評估電池內部突然發生內部短路時的能量釋放和熱失控趨勢。

Nail Penetration — UNECE R100適用於哪些產品？

鋰離子電池
電動汽車電池
儲能電池

Nail Penetration — UNECE R100應用於哪些行業？

電池電動車汽車能源電子產品

與Nail Penetration — UNECE R100相關的標準

歐洲經委會R100電動車和電池安全測試

Nail Penetration — UNECE R100的測試條件

釘子直徑: 規格中定義；通常為 3–8 毫米
穿透速度: 規範中定義的固定速度
穿透深度: 以便完全穿過細胞，或達到定義的程度
安全: 必須有防爆室、氣體排放裝置及滅火系統

Nail Penetration — UNECE R100的測試設備

釘刺試驗台
力和位移測量
防爆試驗室
高速溫度記錄和熱像儀
氣體分析系統

Nail Penetration — UNECE R100的樣品要求

樣品充飽電後進入測試
該測試是一次性且高風險的
必須事先了解細胞化學成分和能量含量
樣本數在規範中規定

Nail Penetration — UNECE R100的測試時程

穿透事件持續數秒；加上準備、觀察和冷卻，規劃一個工作日。

Nail Penetration — UNECE R100的測試程序

1樣品充滿電，並記錄其質量和電壓。
2將熱電偶放置在表面上，並將樣品放置在室內。
3釘子以規定的速度和深度釘入。
4連續監測電壓、溫度和氣體釋放。
5記錄是否發生熱失控以及峰值溫度。
6冷卻後評估品質損失和物理狀況。

Nail Penetration — UNECE R100的允收準則

此測試通常是為了表徵目的而不是通過/失敗標準。如果應用一個標準，則在規範中將其定義為不發生火災和爆炸。

結果評估

評估峰值溫度、升溫速率、氣體量、是否發生熱失控。結果很大程度取決於細胞化學。

Nail Penetration — UNECE R100測試報告

適用規格
釘子直徑、速度和深度
初始充電狀態和能量含量
溫度和電壓記錄
熱失控觀察、影片和照片

認證

EUROLAB 擁有 IAF 和 ILAC 多邊認可安排締約方認證機構獲得的國際認可認證，根據 ISO/IEC 17025 實驗室測試、ISO/IEC 17020 檢查和監督以及 ISO/IEC 17021-1 和 ISO/IEC 17065 系統和產品認證。該鏈條確保所發布的報告和證書在全球範圍內得到接受。

是否可以在認可範圍內提供此測試取決於您的產品和所採用的標準；由於認證是基於方法的，因此範圍在報價階段以書面形式確認。

範圍和授權

Batarya Testleri — 此測試領域涵蓋哪些內容？

以下段落說明 Nail Penetration 測試所屬的領域；此測試本身的條件與允收標準列於上方各節。您產品專屬的範圍將在報價階段以書面確認。

電池測試回答三個各自獨立的問題,每個問題都有其自身的標準體系:電池能否運輸、使用中是否安全、是否達到宣稱的效能?這三個問題經常被混為一談,而混淆會產生商業後果——運輸報告不能用於進入市場,產品安全報告也不能用於出貨。

在運輸方面,UN 38.3 是強制性關卡;沒有該證明的電池不得運送。在安全方面,應用領域決定適用標準:可攜式產品適用IEC 62133-2,工業與儲能應用適用IEC 62619與IEC 63056,電動車適用UNECE R100、UL 2580與ISO 6469。在效能方面,測量容量、內阻、循環壽命、自放電、充電接受度與溫度相關行為。

在此類別中,「層級」的區分至關重要,也是供應鏈中爭議最多的議題。電芯、模組與電池包分別評估;電芯取得的證書並不能證明電池包的符合性。除電芯外,電池包的表現取決於電池管理系統、散熱設計、機械結構、連接配置與絕緣協調。將電芯供應商的報告直接放入電池包檔案中是常見但不充分的做法。

熱失控及其擴散是此領域最關鍵的議題。鋰電芯受損或過熱時可能進入自我維持的化學反應;此時通常已無法從外部帶走熱量。因此現代標準將單一電芯的熱失控視為不可避免的故障情境,並改變提問方式:事件是否會擴散至相鄰電芯、電池包外釋放了什麼、使用者還剩多少時間逃生?

在此領域,電池管理系統並非被視為一塊電子電路板,而是被評估為一項安全功能。須證明過充、過放、過電流與過溫保護確實動作,系統在故障時會進入安全狀態,且其軟體已通過驗證。在工業與車輛應用中,此評估與功能安全框架相連結。

監管方面正迅速加嚴。歐盟《電池法規》(EU) 2023/1542 超越了安全範疇,引入碳足跡聲明、回收含量比例、耐久性與容量聲明、電池護照,以及可攜式電池的可移除性等義務。這使測試範圍擴展至傳統安全測試之外。

此領域的方法群組

電濫用
過充、過放、外部短路、強制放電與不平衡充電。這正是檢驗保護電路是否真正運作之處。
機械性濫用
振動、衝擊、擠壓、穿刺、自由落下與翻覆。監測是否出現內部短路情況。
熱測試
溫度循環、熱衝擊、高溫存放、火焰暴露與熱失控擴散。
環境測試
濕度、低壓、鹽霧,以及必要時的浸沒;這些在車輛與戶外應用中尤為重要。
性能測量
容量、能量與功率、內阻、效率、循環壽命、日曆壽命與溫度相關行為。
BMS驗證
驗證保護門檻、電芯平衡功能、通訊與故障回應。

此領域常見混淆之處

UN 38.3 並非產品安全證書;它僅證明運輸符合性。
電芯證書並不能證明電池包的符合性。電池包須以自身架構另行評估。
以相同電芯組成的兩個電池包會產生不同結果;散熱、連接與機械結構是決定性因素。
效能測試並非安全測試。循環壽命報告並不滿足安全要求。
對電動車電池而言,UL 2580 報告與 UNECE R100 認證並非同一回事;前者是標準評估,後者是型式認證制度。
轉為二次應用的車輛電池會進入新的使用型態;先前的評估無法直接沿用。

這些結果支持哪些決策

運輸符合性與出貨測試摘要
產品安全聲明與市場准入
電池法規下的效能、耐久性與碳足跡聲明
評估電芯供應商或 BMS 變更的影響
儲能系統的現場驗收流程

關於Nail Penetration — UNECE R100的常見問題

IEC 62133 或 UN 38.3 是否包含釘刺測試？

否。此測試未在 UN 38.3 或 IEC 62133-2 中定義。它出現在中國 GB 38031 等國家法規和 OEM 開發規範中。因此必須事先明確它將遵循哪個規範。

Nail Penetration — UNECE R100