电池模组热失控传播测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-05-15  

本检测系统阐述了电池模组热失控传播测试的核心技术框架。本检测聚焦于热失控传播的检测项目、范围、方法与仪器设备四大板块,详细解析了从单体触发到模组整体安全响应的全流程测试要点,旨在为电池系统安全设计与验证提供标准化的技术参考与实践指南。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

热失控触发成功率:评估通过预设手段(如加热、针刺)成功引发目标单体电芯进入热失控状态的概率与可靠性。

触发至传播时间:测量从首个单体(触发对象)发生热失控到相邻第二个单体开始发生热失控所经历的时间间隔。

传播速度与路径:分析热失控在模组内不同方向上的蔓延速率,并明确其主要的物理传播路径(如通过导电连接片、结构件等)。

最高温度及分布:记录模组在热失控传播过程中达到的峰值温度,并监测模组内部及外表面关键点的温度场分布。

电压降与短路监测:监测各单体电压在热失控发生前后的突变、跌落情况,以及是否因熔融物喷射导致电气短路。

内部压力与泄压行为:检测模组内部压力的变化过程,评估泄压阀(如有)的开启压力、响应时间及泄压方向的有效性。

火焰与喷射物特性:观察并记录喷射火焰的持续时间、高度、方向,以及喷射出的固体/气体产物的成分与范围。

质量损失率:测试前后对模组进行称重,计算因热失控导致电解液、活性材料等喷出造成的质量损失百分比。

烟气成分与生成量:收集并分析热失控过程中产生的气体成分(如CO、HF、VOC等)及其浓度随时间的变化。

热失控抑制效果:评估模组内置的隔热、阻燃、冷却等安全设计对延缓或阻止热失控传播的实际效果。

检测范围

方形铝壳模组:适用于由方形铝壳电芯通过串并联方式组成的电池模组,测试其结构刚性对热传播的影响。

圆柱形电芯模组:适用于由18650、21700等圆柱电芯构成的高能量密度模组,关注电芯间空隙与连接片的热传导。

软包电芯模组:适用于由叠片或卷绕软包电芯组成的模组,重点考察其热失控时更剧烈的膨胀与喷射风险。

不同串并联配置:涵盖不同串联数(电压平台)和并联数(容量)的模组,研究电气连接方式对传播的影响。

不同SOC状态:测试模组在低荷电状态(如30%SOC)、中高荷电状态(如80%SOC)及满电状态(100%SOC)下的热失控行为差异。

不同触发位置:选择模组中心、边角、端部等不同位置的单体进行触发,研究热失控传播的方向性与不对称性。

带热管理系统的模组:测试集成液冷板、导热胶或相变材料等热管理系统的模组在系统工作/失效不同场景下的表现。

带箱体/外壳的模组:将模组置于其实际使用的防护箱体或外壳内进行测试,评估封闭环境对压力积聚和火焰喷射的影响。

不同老化程度的模组:对经过一定循环次数或日历老化后的模组进行测试,研究电芯性能衰减对热稳定性的影响。

模组层级安全部件:测试范围包括模组内的电气保险装置、熔断器、接触器等在热失控冲击下的动作与保护有效性。

检测方法

局部加热触发法:使用贴附在电芯侧壁或极柱的加热片,以恒定功率或升温速率对目标电芯加热直至其热失控。

针刺触发法:利用耐高温钢针以设定的速度刺穿电芯壳体,引发内部短路,从而触发热失控。

过充触发法:对目标单体电芯进行大电流过充电,使其内部发生副反应积累热量,最终导致热失控。

激光辐射触发法:使用高能激光束聚焦照射电芯特定部位,通过局部快速升温来引发热失控,方法精确但成本高。

多传感器同步采集法:在模组内外布置热电偶、电压采集线、压力传感器、气体探头等,实现时间同步的高频数据采集。

高速影像记录法:使用高速摄像机从多个角度记录热失控发生、喷射、火焰产生及传播的完整视觉过程。

热量计量法:通过测量冷却水(如集成液冷系统)的温升和流量,或使用绝热量热原理,估算热失控释放的总热量。

烟气收集分析法:在密闭或半密闭的测试舱内,使用烟气管道、气袋及多种气体分析仪对排放气体进行定量分析。

残骸拆解分析法:测试结束后对模组残骸进行系统性拆解,检查电芯、连接件、绝缘材料的损坏形态与程度。

标准工况对照法:严格参照如GB/T 36276、JianCe 9540A、ISO 6469-1等国内外标准中规定的测试步骤与判定条件执行。

检测仪器设备

高精度电池测试系统:用于对模组及单体进行充放电控制、过充触发,并实时高采样率记录电压、电流数据。

可编程大功率加热装置:提供精确可控的加热功率与温度曲线,用于执行标准的局部加热触发测试。

自动针刺试验机:具备恒定速度推进、耐高温针头及力值监测功能,用于执行重复性高的针刺触发。

高速红外热像仪:非接触式测量模组表面大范围的温度场分布,可视化热传播过程,捕捉最高温点。

多通道数据采集仪:集成热电偶、电压、压力等多种信号输入通道,实现测试过程中所有关键参数的同步高速记录。

防爆型高速摄像机:配备耐高温防护罩,可在危险环境下近距离拍摄热失控瞬间的火焰、喷射等高速动态过程。

密闭防爆测试舱:提供坚固、密封的测试环境,内置观察窗、传感器接口、泄压通道,确保测试安全并收集烟气。

傅里叶变换红外光谱仪:用于在线或离线分析热失控烟气中的多种气体成分(如CO、CO2、HF、烃类等)及其浓度。

压力传感器与采集系统:安装在模组内部或测试舱内,实时监测热失控导致的压力波动和泄压事件。

电子天平:高精度称重设备,用于测试前后对模组进行准确称量,计算热失控导致的质损率。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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