Intertek, ein führender Anbieter von Qualitäts- und Sicherheitslösungen für eine Vielzahl an Branchen weltweit sowie langjähriger Partner von Forschung & Entwicklung, Komponentenherstellern und Automobilindustrie, erweitert an seinem Standort Kaufbeuren mit dem E-Mobilität-Prüflabor kontinuierlich sein Service-Portfolio. Ab sofort bietet das Labor den Test von Lithium-Ionen-Batterien (LI-Ion) inklusive Batteriemanagementsystemen (BMS) bis 400 kg auf Umwelteinflüsse. Diese Tests sind erforderlich, da LI-Ion-Batterien wie auch deren Managementsysteme bei unzureichender Berücksichtigung des Anwendungsfalls bzw. Einsatzgebietes wie auch bei unsachgemäßem Gebrauch ein hohes Gefährdungspotential in sich bergen.
Die Bandbreite der Fehlermöglichkeiten reicht vom Ausfall des Batteriesystems bis zur Zerstörung (Brand) des Li-Ion-Batteriepacks bei mehr oder minder starker Beschädigung des E-Fahrzeuges und der Gefährdung von Insassen. Die Normengebung umfasst inzwischen einige Einflussgrößen. Beispiele für anzuwendende Normen reichen vom UN 38.3.-Transporttest über Sicherheitsnormen für LI-Ion-Batterien und die Produktnorm für Fahrräder EN 15194 bis hin zu OEM-Spezifikationen der Autohersteller.
Zu den wichtigen Einflussgrößen auf die sichere Funktion von LI-Ion-Batterien und ihrer Batteriemanagementsysteme im Betriebszustand zählen einige teils unterschätzte Parameter. Nach allen im Anschluss genannten Prüfungen muss sich die Li-Ion-Batterie in einem sicheren Zustand befinden.
Der auf ein LI-Ion-System einwirkende mechanische Stress wird mit Hilfe eines Shakers simuliert, wobei Batterie und BMS zusätzlich mit definierten Sinus, Rauschen und Schockimpulsen beaufschlagt werden. Diese Prüfung zeigt eindringlich mögliche Schwachstellen in der mechanischen Konstruktion.
Mit Hilfe eines Federhammers stellen E-Mobility-Experten bei Intertek mechanische Beanspruchungen (Impacttest und Falltest) des Akkusystems nach, die in Folge von Krafteinwirkung auf das Gehäuse entsteht. Des Weiteren fallen portable Batterien aus einer festgelegten Höhe auf eine definierte Fläche. Trotz des Aufpralls müssen Batterie und BMS in einem sicheren Zustand verbleiben.
Die Temperaturstabilität ist sowohl ein wichtiges Kriterium für die Sicherheit von LI-Ion-Batterien als auch ein wichtiges Performancemerkmal für den Endanwender. Deshalb ist es wichtig, alle erdenklichen Umgebungsbedingungen für den geplanten Endanwendungsfall praxisnah zu simulieren. Nur so kann der Hersteller Sicherheit und lange Lebensdauer der LI-Ion-Batterie garantieren.
Schnelle Temperaturwechsel bedeuten für LI-Ion-Batterien und deren BMS eine enorme Belastung. Dieser Temperaturstress kann bei der Vielzahl der verwendeten Materialien zu Verformungen und Spannungsrissen führen, die im Extremfall eine Unterbrechung der Energieversorgung zur Folge haben.
Streusalz und Sprühlauge gelten in den meisten europäischen Ländern als probater Schutz gegen Vereisung der Straßen und somit als gutes Mittel zur Verringerung von Unfallgefahr im Winter. Leider fördert der Einsatz solcher Auftaumittel aber auch die Bildung von Korrosion. Die Einwirkung aggressiver Salze und Laugen auf ungeschützte Batteriekontakte an Elektrofahrzeugen verringert entscheidend die Zuverlässigkeit des kompletten Elektroantriebs. Eine Korrosionsprüfung sollte deshalb fester Bestandteil jeder Sicherheits- bzw. Performanceprüfung für E-Fahrzeuge jeglicher Art sein.
Die Simulation des Eindringens von Wasser und Fremdkörpern (IP) zählt längt zu den normalen Bestandteilen jeder Sicherheitsprüfung für E-Fahrzeuge. Oft wird dabei nicht beachtet, dass Benutzer die E-Fahrzeuge mit Dampfstrahlern reinigen. Diese Situation stellt Intertek mit der IPx9K-Prüfung im Labor realistisch nach. Die IPx9K-Prüfung stresst den Prüfling viel stärker als die noch weit verbreitete IPx6-Prüfung. Obwohl die IPx9K-Prüfung derzeit kein offizieller Bestandteil der Sicherheitsprüfungen von Li-Ion-Batterien und deren BMS ist, sollte sie in keinem Lastenheft für E-Fahrzeuge fehlen.
Zur Untersuchung der Kfz-Sicherheit auf staubigen Pisten wird der komplette Batteriepack für mehrere Stunden einer Atmosphäre aus Feinstaub (Arizona-Dust, Korngröße 7,5 µm) ausgesetzt. Dabei lässt sich zuverlässig festgestellt, ob Verunreinigungen in den Batteriepack eindringen und dadurch die Batteriesicherheit- bzw. Performance gefährden.
Je nach Anwendung von Batteriepacks und dazugehöriger BMS erweist sich die Auslegung auf eine EMV-Störfestigkeit des Endproduktes (meist 3 oder 10 V/m) der EMV-Richtlinie 2004/108/EC - mit 3 V/m für den Wohn- und Geschäftsbereich - als nicht ausreichend. Einige Produktnormen, zum Beispiel EN 15194 (Sicherheit von Elektrofahrrädern bis 25 km/h) und OEM-Spezifikationen, fordern Störfestigkeit des Endproduktes bis 30 V/m oder sogar wesentlich höher. Das stellt für viele Ladeelektroniken von Li-Ion-Batterien und deren BMS eine große Herausforderung dar. Um Verzögerungen bzw. Nachentwicklungen während der Zertifizierung des Endproduktes zu vermeiden, hilft Intertek den Entwickler dabei, die Sicherstellung der EMV-Störfestigkeitsanforderung für den kompletten Elektrostrang des E-Fahrzeuges bereits als Komponente sicherzustellen.
"Mit den umfassenden Möglichkeiten, Umweltprüfungen an Li-Ion-Batterien und ihrer Steuerelektronik im Bereich E-Mobilität im Intertek-Labor Kaufbeuren vorzunehmen, erweitern wir unsere nah zur europäischen Automotive-Industrie, den Komponentenherstellern sowie Forschungs- & Entwicklungsunternehmen angebotenen Dienstleistungen wie geplant um ein weiteres wichtiges Segment", erklärt Joachim Ihrke, Direktor Intertek Commercial & Electrical, Deutschland & Italien.
Die Bandbreite der Fehlermöglichkeiten reicht vom Ausfall des Batteriesystems bis zur Zerstörung (Brand) des Li-Ion-Batteriepacks bei mehr oder minder starker Beschädigung des E-Fahrzeuges und der Gefährdung von Insassen. Die Normengebung umfasst inzwischen einige Einflussgrößen. Beispiele für anzuwendende Normen reichen vom UN 38.3.-Transporttest über Sicherheitsnormen für LI-Ion-Batterien und die Produktnorm für Fahrräder EN 15194 bis hin zu OEM-Spezifikationen der Autohersteller.
Zu den wichtigen Einflussgrößen auf die sichere Funktion von LI-Ion-Batterien und ihrer Batteriemanagementsysteme im Betriebszustand zählen einige teils unterschätzte Parameter. Nach allen im Anschluss genannten Prüfungen muss sich die Li-Ion-Batterie in einem sicheren Zustand befinden.
Der auf ein LI-Ion-System einwirkende mechanische Stress wird mit Hilfe eines Shakers simuliert, wobei Batterie und BMS zusätzlich mit definierten Sinus, Rauschen und Schockimpulsen beaufschlagt werden. Diese Prüfung zeigt eindringlich mögliche Schwachstellen in der mechanischen Konstruktion.
Mit Hilfe eines Federhammers stellen E-Mobility-Experten bei Intertek mechanische Beanspruchungen (Impacttest und Falltest) des Akkusystems nach, die in Folge von Krafteinwirkung auf das Gehäuse entsteht. Des Weiteren fallen portable Batterien aus einer festgelegten Höhe auf eine definierte Fläche. Trotz des Aufpralls müssen Batterie und BMS in einem sicheren Zustand verbleiben.
Die Temperaturstabilität ist sowohl ein wichtiges Kriterium für die Sicherheit von LI-Ion-Batterien als auch ein wichtiges Performancemerkmal für den Endanwender. Deshalb ist es wichtig, alle erdenklichen Umgebungsbedingungen für den geplanten Endanwendungsfall praxisnah zu simulieren. Nur so kann der Hersteller Sicherheit und lange Lebensdauer der LI-Ion-Batterie garantieren.
Schnelle Temperaturwechsel bedeuten für LI-Ion-Batterien und deren BMS eine enorme Belastung. Dieser Temperaturstress kann bei der Vielzahl der verwendeten Materialien zu Verformungen und Spannungsrissen führen, die im Extremfall eine Unterbrechung der Energieversorgung zur Folge haben.
Streusalz und Sprühlauge gelten in den meisten europäischen Ländern als probater Schutz gegen Vereisung der Straßen und somit als gutes Mittel zur Verringerung von Unfallgefahr im Winter. Leider fördert der Einsatz solcher Auftaumittel aber auch die Bildung von Korrosion. Die Einwirkung aggressiver Salze und Laugen auf ungeschützte Batteriekontakte an Elektrofahrzeugen verringert entscheidend die Zuverlässigkeit des kompletten Elektroantriebs. Eine Korrosionsprüfung sollte deshalb fester Bestandteil jeder Sicherheits- bzw. Performanceprüfung für E-Fahrzeuge jeglicher Art sein.
Die Simulation des Eindringens von Wasser und Fremdkörpern (IP) zählt längt zu den normalen Bestandteilen jeder Sicherheitsprüfung für E-Fahrzeuge. Oft wird dabei nicht beachtet, dass Benutzer die E-Fahrzeuge mit Dampfstrahlern reinigen. Diese Situation stellt Intertek mit der IPx9K-Prüfung im Labor realistisch nach. Die IPx9K-Prüfung stresst den Prüfling viel stärker als die noch weit verbreitete IPx6-Prüfung. Obwohl die IPx9K-Prüfung derzeit kein offizieller Bestandteil der Sicherheitsprüfungen von Li-Ion-Batterien und deren BMS ist, sollte sie in keinem Lastenheft für E-Fahrzeuge fehlen.
Zur Untersuchung der Kfz-Sicherheit auf staubigen Pisten wird der komplette Batteriepack für mehrere Stunden einer Atmosphäre aus Feinstaub (Arizona-Dust, Korngröße 7,5 µm) ausgesetzt. Dabei lässt sich zuverlässig festgestellt, ob Verunreinigungen in den Batteriepack eindringen und dadurch die Batteriesicherheit- bzw. Performance gefährden.
Je nach Anwendung von Batteriepacks und dazugehöriger BMS erweist sich die Auslegung auf eine EMV-Störfestigkeit des Endproduktes (meist 3 oder 10 V/m) der EMV-Richtlinie 2004/108/EC - mit 3 V/m für den Wohn- und Geschäftsbereich - als nicht ausreichend. Einige Produktnormen, zum Beispiel EN 15194 (Sicherheit von Elektrofahrrädern bis 25 km/h) und OEM-Spezifikationen, fordern Störfestigkeit des Endproduktes bis 30 V/m oder sogar wesentlich höher. Das stellt für viele Ladeelektroniken von Li-Ion-Batterien und deren BMS eine große Herausforderung dar. Um Verzögerungen bzw. Nachentwicklungen während der Zertifizierung des Endproduktes zu vermeiden, hilft Intertek den Entwickler dabei, die Sicherstellung der EMV-Störfestigkeitsanforderung für den kompletten Elektrostrang des E-Fahrzeuges bereits als Komponente sicherzustellen.
"Mit den umfassenden Möglichkeiten, Umweltprüfungen an Li-Ion-Batterien und ihrer Steuerelektronik im Bereich E-Mobilität im Intertek-Labor Kaufbeuren vorzunehmen, erweitern wir unsere nah zur europäischen Automotive-Industrie, den Komponentenherstellern sowie Forschungs- & Entwicklungsunternehmen angebotenen Dienstleistungen wie geplant um ein weiteres wichtiges Segment", erklärt Joachim Ihrke, Direktor Intertek Commercial & Electrical, Deutschland & Italien.
