Sind die Kurzschlusstestdaten ungenau? Mehrere übersehene Probleme mit dem Gerät

Die externe Kurzschlussprüfung von Lithiumbatterien ist ein zentrales Sicherheitsprojekt für die Zertifizierung von Lithiumbatterien gemäß UN38.3, IEC 62133 und GB 38031. Viele Unternehmen und Labore erleben Situationen, in denen die Geräte zwar einwandfrei funktionieren, die Messdaten jedoch fehlerhaft sind und die Kurven verzerrt verlaufen, was zur Ablehnung des Zertifizierungsberichts führt. Oftmals werden zunächst die Proben verdächtigt, doch tatsächlich liegen die meisten Probleme in versteckten Mängeln und Details der Geräte. Dieser Artikel erläutert häufige Gefahrenquellen an den Geräten, um Ihnen zu helfen, Fehler zu vermeiden und die Konformität und Rückverfolgbarkeit der Daten sicherzustellen.

1. Der statische Widerstand ist qualifiziert, aber der dynamische Schleifenwiderstand driftet.

Die Norm fordert, dass der Gesamtwiderstand der Kurzschlussschleife stabil ≤ 100 mΩ sein muss. Viele Anwender prüfen vor dem Test lediglich den statischen Widerstand und ignorieren die Widerstandsänderungen im Hochstrombetrieb.

Ein kurzzeitiger Strom von tausend Ampere führt zu einer raschen Erhitzung von Kupferschienen, Schützen und Anschlussklemmen. Die Kombination aus Kontaktoxidation und Verschleiß bewirkt einen kontinuierlichen Anstieg des dynamischen Schleifenwiderstands. Dies begrenzt direkt den maximalen Kurzschlussstrom und verhindert, dass die Batterie das tatsächliche thermische Durchgehen reproduziert. Die Folge sind optimistische Testergebnisse, die die Zertifizierung nicht bestehen. Dies ist die Hauptursache für Datenungenauigkeiten.

2. Schützgefahr: Datenschwankungen + Sicherheitsrisiko

Der Schütz ist die zentrale, empfindliche Komponente der Kurzschlussprüfmaschine. Alternde oder minderwertige Schütze erzeugen nach Einwirkung hoher Ströme Lichtbögen, was zu Kontaktversinterung, ungenauem Kontakt und verzögerter Trennung führt.

Geringfügige Fehler führen zu schlechter Wiederholbarkeit der Tests und Kurvenschwankungen bei Proben derselben Charge; schwerwiegende Fälle verursachen Kontaktverschweißungen, wodurch der Stromkreis nicht mehr unterbrochen werden kann und die Batterie weiterhin kurzschließt und sich erhitzt, was Brand- und Explosionsgefahr birgt. Dieser Fehler verursacht in der Regel keine Fehlermeldungen am Gerät, sondern äußert sich lediglich in Datenabweichungen, was die Fehlersuche erschwert.

3. Unzureichende Abtastrate, fehlende transiente Tasteninformationen

Ein Batteriekurzschluss ist ein Ausfallprozess im Millisekundenbereich, bei dem Spitzenströme, Spannungsabfälle und Temperaturänderungen in extrem kurzer Zeit auftreten. Eine unzureichende Abtastrate führt direkt zum Verlust von Spitzendaten und somit zu unvollständigen Kurven.

Gleichzeitig erzeugt der hohe Strom starke elektromagnetische Störungen. Unvollständige Geräteabschirmung, mangelhafte Erdung und unkalibrierte Sensoren sowie falsch ausgerichtete Temperaturmesspunkte erhöhen das Datenrauschen zusätzlich, sodass die Testergebnisse die Anforderungen an die Rückführbarkeit im Labor und an Zertifizierungsaudits nicht erfüllen.

4. Vorbehandlungsbedingungen entsprechen nicht dem Standard, Testbedingungen weichen vom Standard ab

Gemäß UN38.3 und GB 38031, Kurzschlussprüfungen Die Versuche sollten bei einer Hochtemperatur von 57 °C durchgeführt werden. Einige Labore verwenden ein geteiltes Verfahren, bei dem die Batterie vor dem Einbau in die Kurzschlussvorrichtung in einem Trockenschrank vorgewärmt wird.

Während des Transfervorgangs sinkt die Batterietemperatur und weicht von den Standardbedingungen ab. Dies verändert den Innenwiderstand und die Schwelle für das thermische Durchgehen der Batterie. Darüber hinaus kann die Ungleichmäßigkeit des Temperaturfelds im Hohlraum erhebliche Unterschiede in den Testergebnissen von Proben derselben Charge verursachen und ist ein häufiger Grund für die Ablehnung von Prüfberichten.

5. Wird die regelmäßige Kalibrierung vernachlässigt, häufen sich die Fehler allmählich an.

Die Genauigkeit der Anlagen im Werk ist nicht gleichzusetzen mit Langzeitstabilität. Wiederholte Tests führen zu Oxidation der Vorrichtungen, Alterung der Kabel, Sensordrift usw. Ohne regelmäßige Kalibrierung, Austausch von Verbrauchsmaterialien und Selbstprüfung der Schaltung häufen sich systematische Fehler an, was letztendlich zu nicht konformen Chargendaten führt und den Fortschritt von Forschung, Entwicklung und Zertifizierung behindert.

Abschluss

Der Kern des Kurzschlusstests besteht darin, den tatsächlichen Fehler zu reproduzieren und zuverlässige Daten zu gewinnen, anstatt den Testprozess lediglich durchzuführen. Datenanomalien werden hauptsächlich durch unzureichende dynamische Eigenschaften der Geräte, Hardwaredefekte, Nichteinhaltung der Testbedingungen und mangelnde Wartung verursacht. Die Auswahl eines Kurzschlussprüfgeräts mit einer stabilen niederohmigen Schleife, Lichtbogenunterdrückung, Hochgeschwindigkeitsabtastung im Millisekundenbereich und einer integrierten Konstanttemperaturkammer sowie standardisierte Kalibrierung und Wartung gewährleisten die Konformität und Effektivität des Tests und erfüllen die Anforderungen globaler Sicherheitszertifizierungen für Lithiumbatterien.