Heim
Branchennachrichten
Optimierung der Kalibrierung und Parameterumschaltung von thermischen Missbrauchskammern für zylindrische, prismatische und Pouch-Lithiumzellen
10.08.2026
Kostenbewusste Batterielabore und Komponentenhersteller suchen zunehmend nach Prüfgeräten für die thermische Belastung verschiedener Zellformate, um die Anschaffung separater Kammern für zylindrische, prismatische und Pouch-Zellen zu vermeiden. Ein einziges universelles Prüfgerät für thermische Belastung senkt die Investitionskosten und spart Laborfläche. Die meisten Anwender übersehen jedoch ein entscheidendes Detail: Die drei Zellarchitekturen weisen sehr unterschiedliche thermische Trägheit, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeableitungsprofile auf. Die Verwendung identischer Testparameter für alle Formate führt zu Abweichungen der Temperatur, ab der ein thermisches Durchgehen einsetzt, zwischen 8 und 15 °C. Dadurch werden die Zertifizierungsberichte nach UN38.3, IEC 62619 und UL 1642 ungültig. Dieser Artikel erläutert standardisierte Arbeitsabläufe für die Parameterumschaltung, gestaffelte Kalibrierprotokolle und häufig gestellte Fragen der Branche.
Wesentliche thermische Unterschiede zwischen Zellformaten, die eine Parameteranpassung erfordern
Die Ursache für inkonsistente Testdaten liegt in den Einschränkungen des Verpackungsmaterials, einer Lücke, die Taiantest thermischer Missbrauch Serienadressen mit individuell anpassbaren, voreingestellten Softwareprofilen für alle drei Zelltypen.
- Zylindrische Zellen (18650, 21700, großformatige Zylinder) Die robusten Stahlgehäuse gewährleisten eine gleichmäßige radiale Wärmeübertragung bei geringer thermischer Masse. Eine hohe Luftzirkulation hält die Kammertemperatur konstant, während eine moderate Klemmkraft ein Verrutschen während der Temperaturregelung verhindert.
- Prismatische Aluminium-Hülle-Zellen (ESS, Antriebszellen für Pkw-Elektrofahrzeuge) Dicke Aluminiumgehäuse speichern erhebliche Wärme, was zu einer internen Temperaturverzögerung an den Zellenecken führt. Zu starker Luftstrom führt zu Oberflächenwärmeabfuhr und verfälscht die Messwerte für thermisches Durchgehen, weshalb eine Luftzirkulation mit niedriger Geschwindigkeit und verstärkte, flache Klemmvorrichtungen erforderlich sind.
- Pouch-Laminatzellen (EV-Pouch-Batterien, Softpack-Batterien für Endverbraucher) Dünne Aluminium-Kunststoff-Verbundfolien leiten Wärme ohne starre strukturelle Unterstützung schnell ab. Hoher Luftstrom unterdrückt künstlich die Eigenerwärmungssignale, während zu starkes Einklemmen interne Separatoren beschädigt und so vorzeitige Zellausfälle während des Tests verursacht.
Schrittweiser Workflow zum Umschalten der Parameter
Die thermischen Belastungskammern von Taiantest speichern drei unabhängige, vorinstallierte Testprogramme und ermöglichen so einen Formatwechsel per Mausklick ohne manuelle Eingaberücksetzung. Vier einstellbare Parametergruppen gewährleisten die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.
I. Thermische Nachführung und Kalibrierung des Temperatur-Offsets
Alle globalen Normen schreiben eine feste Aufheizrate von 5 °C/min vor, daher konzentrieren sich die Anpassungen auf Kompensationskorrekturen und Sicherheitsgrenzen:
- Zylindrisch: Null-Temperatur-Offset; obere Schutzgrenze 200 °C; adiabatische Selbsterwärmungsschwelle 0,02 °C/min
- Prismatisch: +2 °C thermische Verzögerungskompensation; obere Schutzgrenze 220 °C; adiabatische Schwelle 0,03 °C/min zur Kompensation der Wärmespeicherung der Hülle.
- Beutel: Wärmeverlustkompensation von -1,5 °C; obere Schutzgrenze 180 °C (verhindert das Schmelzen der Folie); adiabatische Schwelle 0,015 °C/min zur Erfassung schwacher, frühzeitiger Selbsterwärmungssignale
II. Kammerluftzirkulationskontrolle
Eingebaute, frequenzvariable Lüfter und verstellbare interne Leitbleche laden automatisch formatspezifische Luftstromwerte bei der Rezeptauswahl:
- Zylindrisch: Mittelhoher Vollumwälzluftstrom für gleichmäßige Hohlraumtemperatur
- Prismatisch: Reduzierter Luftstrom bei niedriger Geschwindigkeit durch seitliche Leitbleche zur Vermeidung von Oberflächenwärmeablösung
- Beutel: Minimaler statischer Luftstrom zur Erhaltung der natürlichen Wärmespeicherung innerhalb des weichen Zellstapels
III. Vorrichtungsklemmung & Thermoelement-Probenahme
Hardware-Vorrichtungswechsel stimmen mit synchronisierten Software-Kraft- und Sensoreinstellungen überein:
- Klemmkraftgrenzen: Zylindrisch (80–120 N), prismatisch (150–220 N), Beutel (≤50 N) zur Vermeidung von Beschädigungen des Separators
- Anordnung und Abtastfrequenz der Thermoelemente: Zylindrisch (2 Oberflächensensoren, 5-Sekunden-Abtastung), prismatisch (4 Mehrpunktsensoren, 3-Sekunden-Abtastung bei ungleichmäßiger Erwärmung der Hülle), Beutel (3 Folienoberflächensensoren, 6-Sekunden-Abtastung zur Vermeidung von Kontaktfehlern durch lose Sonden)
IV. Sicherheitsdruckverriegelungsschwellenwerte
Die für das jeweilige Format spezifischen Gaserzeugungsraten erfordern gestaffelte Druckentlastungsventile: Prismatische Zellen erzeugen große Gasmengen (Entlastungsschwelle 0,12 MPa), zylindrische Zellen arbeiten mit mittlerem Druck (0,08 MPa), und empfindliche Pouch-Zellen lösen eine frühzeitige Entlüftung bei 0,05 MPa aus, um ein Reißen der Folie vor der vollständigen Datenerfassung durch thermisches Durchgehen zu verhindern.
Dreistufiges obligatorisches Kalibrierungsprotokoll beim Wechsel von Zelltypen
Selbst bei voreingestellten Software-Rezepten eliminieren drei aufeinanderfolgende Kalibrierungsschritte die Testabweichung zwischen verschiedenen Formaten – eine Anforderung, die von CNAS und unabhängigen Batteriezertifizierungslaboren anerkannt wird:
- Kalibrierung der Kammerhomogenität Nach dem Austausch von Vorrichtungen oder Luftleitblechen werden sechs Standard-Platin-Widerstandsthermometer an den oberen, unteren, linken und rechten Positionen im Garraum angebracht. Die Temperatur wird 30 Minuten lang konstant bei 85 °C gehalten. Das Taiantest-Steuerungssystem passt die Heizleistung automatisch an, um die Temperaturabweichung im Garraum auf maximal ±2 °C zu begrenzen. Diese Kalibrierung ist jedes Mal erforderlich, wenn prismatische Vorrichtungen zylindrische oder Beutelvorrichtungen ersetzen.
- Kalibrierung der thermischen Kopplungslast Industriestandardmäßige Aluminium-Dummyblöcke, die den Außenabmessungen jeder Zelle entsprechen, simulieren die thermische Masseninterferenz von Metallvorrichtungen. Die Bediener führen eine vollständige Heiz-Warte-Such-Kurve (HWS) zur Bestimmung der thermischen Belastung durch, und die Kammersoftware erfasst einen formatspezifischen Korrekturkoeffizienten für die thermische Trägheit, um die Wärmeaufnahme der Vorrichtungen auszugleichen. Wird dieser Schritt ausgelassen, führt dies bei prismatischen Zellen zu einer Verzögerung des thermischen Durchgehens von 10–20 °C, dem häufigsten Ablehnungsgrund in Prüfberichten nach IEC 62619.
- Thermoelement-Einpunktkalibrierung Vor jedem Testlauf ist jede Temperatursonde mit einem Präzisions-Konstanttemperaturbad zu überprüfen. Jede Messwertabweichung von mehr als ±1 °C löst eine gezielte Kanal-Offset-Korrektur aus, die im Rezept für das aktive Zellformat gespeichert ist. Pouch-Zellen erfordern hier besondere Aufmerksamkeit, da flexible Folien häufig zu ungleichmäßigem Thermoelement-Kontaktdruck führen.
Häufig gestellte Fragen zu Branchenproblemen und deren Ursachenlösungen
FAQ 1: Warum zeigen die Temperaturen für ein thermisches Durchgehen massive Unterschiede zwischen identischen Zellen nach einem Formatwechsel?
Hauptursache: Bediener verwenden universelle Einstellungen für Luftstrom und Schließkraft, ohne das Rezept anzupassen. Ein hoher Luftstrom über Pouchzellen führt zu einer verminderten Eigenerwärmung, während unterspannte prismatische Zellen eine ungleichmäßige Oberflächentemperaturverteilung aufweisen. Die Taiantest-Serie zur thermischen Missbrauchserkennung eliminiert menschliche Fehler durch gesperrte, formatspezifische Parametervoreinstellungen, die nicht versehentlich überschrieben werden können.
FAQ 2: Kann bei kurzen Tests in kleinen Chargen auf die Kalibrierung verzichtet werden, um Laborzeit zu sparen?
Nein. Unabhängige Prüfstellen wie UL und TÜV fordern vollständige Kalibrierungsnachweise für jeden Zellformatwechsel. Nicht kalibrierte Gerätedaten führen zum Scheitern bei der behördlichen Prüfung und verschwenden so wochenlange Probenvorbereitung und Testzyklen. Die dreistufige Taiantest-Kalibrierung ist für jeden Formatwechsel in weniger als 15 Minuten abgeschlossen.
FAQ 3: Ist eine einzige thermische Missbrauchskammer tatsächlich in der Lage, alle UN38.3- und IEC 62619-Normen für alle drei Zellformen zu erfüllen?
Ja, in Verbindung mit vollständiger Parameterumschaltung und standardisierter Kalibrierung. Die Produktlinie der thermischen Belastungskammern von Taiantest ist für alle wichtigen Sicherheitsstandards für Lithiumbatterien vorzertifiziert. Austauschbare Vorrichtungssätze für zylindrische, prismatische und Pouch-Zellen sind auf der offiziellen Produktseite von Taiantest aufgeführt.
FAQ 4: Warum reißen Pouchzellen bei thermischen Missbrauchstests frühzeitig?
Zwei sich überschneidende Fehler: zu hohe Klemmkraft und zu hohe Druckentlastungsschwellen. Rezepturen für Beutelformate begrenzen die maximale Klemmkraft auf unter 50 N und legen Niederdruck-Entlüftungsauslöser fest, um den gesamten thermischen Durchgang ohne Zerstörung der Probe während des Tests zu erfassen.
Abschluss
Eine einzige, multiformatige thermische Belastungskammer bietet einen erheblichen ROI für Batterielabore mit gemischter Produktion. Valide und reproduzierbare Testdaten hängen jedoch vollständig von strukturierten Parameterumschaltungen und einer obligatorischen, gestaffelten Kalibrierung ab. Die vorprogrammierten Formatprofile, austauschbaren Vorrichtungssysteme und die automatisierte Kalibrierungslogik sind integriert. Taiantest Thermische Missbrauchstester lösen die grundlegenden Konflikte hinsichtlich der thermischen Eigenschaften von zylindrischen, prismatischen und Pouch-Lithiumzellen. Labore, die standardisierte Schalt- und Kalibrierungsabläufe anwenden, vermeiden Zertifizierungsfehler, reduzieren Wiederholungstests und maximieren die Geräteauslastung über alle Lithiumzellproduktlinien hinweg.
Kontaktieren Sie uns
Wir werden uns innerhalb eines Werktages bei Ihnen melden. Bitte überprüfen Sie regelmäßig Ihre E-Mails.