MS940-01 Entflammbarkeitsbeständigkeit für elektrische und elektronische Bauteile

MS940-01 Entflammbarkeitsbeständigkeit für elektrische und elektronische Bauteile

Die von Hyundai Motor Company und Kia Corporation entwickelte Norm „MS940-01 Feuerbeständigkeit elektrischer und elektronischer Bauteile“ ist eine Automobilnorm zur Bewertung der Feuerbeständigkeit von Kunststoffen in elektrischen und elektronischen Fahrzeugbauteilen. Sie legt Prüfverfahren zur Entflammbarkeit, Leistungsanforderungen und Akzeptanzkriterien fest, um sicherzustellen, dass elektronische Bauteile weder im normalen Betrieb noch bei Fehlfunktionen zur Brandausbreitung beitragen.

MS940-01 Entflammbarkeitsbeständigkeit für elektrische und elektronische Bauteile

Da moderne Fahrzeuge zunehmend komplexe elektronische Komponenten (darunter Infotainmentsysteme, Fahrerassistenzsysteme, elektrische Antriebe und Batteriemanagementsysteme) enthalten, ist der Einsatz flammhemmender Materialien zu einer entscheidenden Sicherheitsanforderung geworden. Die Norm MS940-01 unterstützt Hersteller bei der Auswahl geeigneter Polymermaterialien und der Überprüfung, ob diese die erforderlichen Brandschutzeigenschaften für die vorgesehenen Anwendungen erfüllen.

Die Hauptziele dieser Norm sind:

  • Um die Brandgefahr durch elektrische oder elektronische Bauteile zu verringern.
  • Um zu verhindern, dass sich die Flammen im gesamten Fahrzeug ausbreiten.
  • Zur Definition standardisierter Prüfverfahren für die Entflammbarkeit.
  • Zur Festlegung von Mindestanforderungen an den Flammschutz für verschiedene Kategorien von elektronischen Bauteilen im Automobilbereich.
  • Zur Erhöhung der Fahrgastsicherheit bei Stromausfällen oder Überhitzungsvorfällen.
  • Um eine gleichbleibende Materialqualität über alle Lieferanten und Produktionsstandorte hinweg zu gewährleisten.

Die Norm MS940-01 gilt primär für Kunststoffe, die in elektrischen und elektronischen Bauteilen der Automobilindustrie verwendet werden. Dazu gehören:

  • elektrische Steckverbinder
  • Spritzgegossene Kabelbaumkomponenten
  • Elektronische Steuergeräte (ECU)
  • Informations-, Unterhaltungs- und Multimediasysteme
  • Instrumententafeln
  • Sensoren
  • Kameramodule
  • Kommunikationsgeräte
  • Hochspannungsanschlüsse
  • Batteriemanagementkomponenten
  • Elektromotorkomponenten
  • DC/DC-Wandler
  • Ladegeräte für das Auto
  • Anschlussdosen
  • Andere elektronische Gehäuse und Boxen

Dieser Standard ist besonders wichtig für Hybrid- und batterieelektrische Fahrzeuge aufgrund der zunehmenden Anzahl von Hochenergie-Elektrosystemen.

Elektrische Systeme können aus folgenden Gründen zu Zündquellen werden:

  • Elektrische Kurzschlüsse
  • Überlastete Leiter
  • Bauteilüberhitzung
  • Bogenfehler
  • Verbindungsfehler
  • Batterieausfälle
  • Ausfälle von Leistungshalbleitern

Wenn brennbare Kunststoffe Feuer fangen, können sich die Flammen schnell auf nahegelegene Kabel, Isolierungen oder andere Bauteile ausbreiten. Die Norm MS940-01 minimiert diese Risiken, indem sie vorschreibt, dass Kunststoffe selbstverlöschend sein oder so langsam abbrennen müssen, dass eine Brandausbreitung verhindert wird.

Die Norm MS940-01 schreibt vor, dass flammhemmende Kunststoffe folgende Kriterien erfüllen müssen:

  • Um die Flammbeständigkeit während der gesamten Nutzungsdauer des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten.
  • Die Fähigkeit, nach Produktionsprozessen und Fahrzeugnutzung beständig gegen Abnutzung zu sein.
  • Um die Entstehung von Defekten wie Rissen oder Korrosion zu verhindern.
  • Einhaltung der Gefahrgutvorschriften.
  • Ausgenommen sind verbotene Flammschutzmittel, sofern dies durch Vorschriften vorgeschrieben ist.

Die Norm MS940-01 verwendet Entflammbarkeitsklassifizierungen (Leistungsklassifizierungen), die denen der UL-94-Norm ähneln und sich nach der Anwendung und dem damit verbundenen Brandrisiko richten. Typische Klassifizierungen sind:

  • HB - Horizontales Einbrennen: Allgemeine elektronische Gehäuse und Steckverbinder.
  • V-2 - Vertikale Verbrennung mit geringen Anforderungen: Anwendungen mit niedrigem Risiko.
  • V-1 - Verbesserte Selbstlöschleistung: Elektronik mit mittlerem Risiko.
  • V-0 - Höchste üblicherweise erforderliche Nennleistung: Hochspannung und sicherheitskritische Bauteile.

Elektrische Systeme mit hohem Risiko erfordern typischerweise eine V-0-Leistung, während viele konventionelle Komponenten möglicherweise nur eine HB-Leistung benötigen.

Der horizontale Brenntest bewertet Folgendes:

  • Brenngeschwindigkeit
  • Flammenausbreitungsdistanz
  • Die Zeit, die die Flamme benötigt, um sich auszubreiten.
  • Fähigkeit zur spontanen Löschung

Diese Standardprüfmuster werden für eine festgelegte Zeit einer kontrollierten Flamme ausgesetzt. Das Material gilt als erfolgreich, wenn:

  • Es geht von selbst aus.
  • Die Flammenausbreitung bleibt unterhalb der vorgegebenen Grenzwerte.
  • Alternativ bleibt die gemessene Verbrennungsrate je nach Probendicke innerhalb der zulässigen Werte.

Der Vertikalbrenntest ist strenger. Die Probe wird vertikal aufgestellt und zweimal einer standardisierten Flamme ausgesetzt. Die Auswertung umfasst:

  • Nachflammenperiode
  • Nach der Cranberry-Zeit
  • Flammenausbreitung
  • Entzündung der unter der Probe platzierten Watte
  • Brennende Tropfen

Die Leistungsfähigkeit entscheidet darüber, ob das Material die folgenden Kriterien erfüllt:

  • V-2
  • V-1
  • V-0

V-0 stellt die höchste Stufe der Flammbeständigkeit unter diesen Klassifizierungen dar, da das Material schnell erlischt, ohne dass sich das Baumwollgewebe durch brennende Tropfen entzündet.

Die Norm MS940-01 definiert unterschiedliche Anforderungen an die Entflammbarkeit je nach Bauteiltyp. Beispiele hierfür sind:

  • Allgemeine Steckverbinder: HB-Klassifizierung
  • Hochspannungsanschlüsse: V-0-Klassifizierung.
  • Elektrische Antriebskomponenten: V-0-Bewertung
  • Batterieladesysteme: V-0-Bewertung
  • Elektronische Steuermodule: Typischerweise HB oder höher, abhängig von der Schaltungsleistung und dem Zündrisiko.
  • Kommunikationsmodule: Die Anforderungen variieren je nach Leistungsniveau und Vorhandensein potenzieller Zündquellen.

Die Norm MS940-01 bezieht sich auf mehrere weithin anerkannte Brandprüfnormen, darunter:

  • ASTM D635 Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Brenngeschwindigkeit und/oder des Brenngrades und der Brenndauer von Kunststoffen in horizontaler Lage.
  • ASTM D3801 Standardprüfverfahren zur Messung der vergleichenden Verbrennungseigenschaften von festen Kunststoffen in vertikaler Position.
  • UL 94 Entflammbarkeitsprüfungen für Kunststoffmaterialien, die in Haushaltsgeräten und Werkzeugen verwendet werden.
  • IEC 62368-1 Audio-/Video-, Informations- und Kommunikationstechnikgeräte - Teil 1: Sicherheitsanforderungen
  • MS201-02 Verbot der Verwendung von Schwermetallen in Automobilteilen und -materialien.

Der MS940-01-Standard findet breite Anwendung bei der Entwicklung folgender Produkte:

  • Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge
  • Hochspannungsanschlüsse
  • Fahrzeugsteuergeräte
  • Instrumententafeln
  • Informations- und Unterhaltungssysteme
  • Karosseriesteuergeräte
  • Kamerasysteme
  • Radarsensoren
  • Kabellose Ladegeräte
  • Leistungselektronik
  • Motorsteuerungen
  • Ladegerät
  • Anschlussdosen
  • Komponenten des Verkabelungssystems

Die Einhaltung des MS940-01-Standards bietet folgende Vorteile:

  • Verbesserung der Brandsicherheit von Fahrzeugen.
  • Verringerung des Risikos der Flammenausbreitung.
  • Verbesserung des Fahrgastschutzes.
  • Konstante Materialverfügbarkeit bei den Lieferanten.
  • Unterstützung bei der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.
  • Erhöhung der Zuverlässigkeit elektrischer und elektronischer Systeme.
  • Verbesserte Haltbarkeit der flammhemmenden Materialien über die gesamte Lebensdauer des Produkts.

Moderne Fahrzeuge, insbesondere Hybrid- und Elektrofahrzeuge, enthalten daher Hunderte von elektronischen Modulen und immer komplexere elektrische Architekturen. Sind die umgebenden Materialien nicht ausreichend flammhemmend, kann bereits eine einzige elektrische Fehlfunktion eine Zündquelle darstellen.

Die Norm MS940-01 bietet ein standardisiertes Verfahren zur Charakterisierung von Kunststoffen für elektrische und elektronische Bauteile in Kraftfahrzeugen. Sie gewährleistet deren Entzündungsbeständigkeit, die Begrenzung der Flammenausbreitung und die Selbstverlöschung unter kontrollierten Testbedingungen. Durch die Kombination von horizontalen und vertikalen Entflammbarkeitsprüfungen mit anwendungsspezifischen Leistungsanforderungen trägt diese Norm wesentlich zur Verbesserung der Brandsicherheit von Fahrzeugen, zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und zur Erhöhung der Langzeitzuverlässigkeit von elektrischen Systemen in Kraftfahrzeugen bei.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß dem Standard MS940-01 an.

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