跌落(电池组)检测
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发布时间:2025-07-16 15:29:27 更新时间:2025-07-15 15:29:27
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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跌落测试(Drop Test)是针对电池组(尤其是锂离子电池组)最重要的机械安全可靠性测试项目之一。它旨在模拟电池在运输、搬运、安装或最终使用过程中可能发生的意外跌落冲击,评估电池组在此类严苛机械应力下的结构完整性、电气安全性和潜在的失效风险(如短路、泄漏、冒烟、起火甚至爆炸)。该测试对于保障消费者安全、符合全球运输法规(如UN 38.3, IATA DGR, IMDG Code)以及满足各类产品安全标准(如UL, IEC, GB)至关重要。
跌落测试主要考察电池组在经受规定高度和姿态的自由跌落后,是否出现以下情况:
1. 结构完整性: 外壳是否破裂、变形、分离,内部结构(如电芯、连接件、PCB)是否移位、损伤。
2. 电气安全:
* 电压变化: 跌落前后电压是否异常波动或降至零(可能指示内部断路或短路)。
* 短路/绝缘失效: 跌落是否导致电池正负极之间、电池与外壳之间发生意外导通(短路),或绝缘电阻是否大幅下降。测试后需进行耐压测试验证。
* 功能异常: 电池是否仍能正常充电、放电,保护电路是否有效动作。
3. 泄漏: 是否有电解液或其他内部物质泄漏(目视检查或使用化学试纸)。
4. 热失控迹象: 是否发生冒烟、起火、爆炸或温度急剧升高(通常要求测试后监控一段时间)。
5. 其他失效模式: 如泄气阀开启、安全阀破裂、内部压力异常等。
进行跌落测试需要专门的设备以确保测试的可重复性和准确性:
1. 跌落试验机/跌落测试台: * 功能: 提供精确、可控的高度释放,确保试样自由落体跌落至规定冲击表面。 * 关键特性: * 高度调节范围:通常覆盖0.5米至2米或更高(根据标准要求)。 * 释放机构:确保试样能瞬间、无初速、无旋转地自由跌落(至关重要)。 * 试验平台/冲击表面:需坚硬、平整、光滑(通常为混凝土、钢板或大理石板),符合标准规定(如ISO要求最小质量大于50kg,最小厚度50mm)。 * 试样固定装置:能精确控制试样的初始跌落姿态(角、棱、面)。 * 类型: 手动释放式、电磁释放式(更精确)、气动释放式等。 2. 数据采集与监控系统: * 高速摄像机: (强烈推荐) 记录跌落瞬间及后续过程的影像,用于分析撞击点、变形过程和潜在失效点。 * 温度记录仪/热像仪: 监测跌落过程中和跌落后的电池表面温度变化。 * 电压/电流监控设备: 实时记录跌落前后的电压、电流变化(尤其是瞬间短路电流)。 * 多通道数据采集系统: 同步记录加速度(若安装传感器)、电压、电流、温度等信号。 3. 安全防护设备: * 防爆测试箱/围栏:将跌落过程限制在安全空间内,防止起火爆炸造成次生危害。 * 灭火设备:如沙桶、CO2灭火器等,随时待命。 * 抽风系统:及时排除烟雾或有毒气体。 4. 辅助测量工具: * 绝缘电阻测试仪 * 耐压测试仪 * 检漏液/化学试纸 * 卡尺/量具 (测量变形)
跌落测试的方法严格按照相关标准执行,核心步骤通常包括:
1. 样品预处理: * 样品通常置于常温(20±5°C)下稳定。 * 根据标准要求,可能需要在充满电或部分荷电状态(SOC)下测试(通常要求100% SOC进行最严苛测试)。 2. 确定测试参数: * 跌落高度: 根据标准、产品类型(裸电芯/电池包/带包装成品)、应用场景(消费电子/动力电池/储能)确定。常见高度有1.0m, 1.2m, 1.5m, 1.8m等。如UN 38.3要求对于大型电池/电池组(>12kg)需进行1.2m角跌落和1.0m面/棱跌落;IEC 62133通常要求1m高度。 * 跌落姿态: 通常要求对样品的三个相互垂直的面(或棱、角)各进行一次跌落。姿态选择取决于标准规定和电池最脆弱点分析。角跌落通常被认为是最严苛的(应力集中)。 * 跌落次数: 每个指定姿态跌落一次。有些标准要求连续跌落到失效或达到规定次数(较少见)。 * 冲击表面: 硬质平面(钢板、混凝土板)。 3. 测试执行: * 使用跌落试验机,将电池按预定姿态(角、棱、面)精确固定在释放装置上。 * 将试样提升至规定高度。 * 确保测试环境安全(防护措施到位)。 * 启动释放机构,使试样自由跌落。 * 使用高速摄像机等设备记录过程。 4. 跌落后检查与监控: * 目视检查: 立即观察是否有泄漏、冒烟、起火、爆炸、严重变形。 * 监控: 测试后至少监控6小时(标准常规定义,如1-6小时不等),观察是否出现延迟失效(如热失控)。 * 电气测试: 在监控期结束后(或确认无危险后),测量电压、绝缘电阻,进行耐压测试(如果标准要求)。 * 功能检查: 确认电池是否仍能正常工作(充放电)。 * 详细检查: 对结构损伤进行记录。 5. 判定: 根据标准规定的接受准则(如无起火、无爆炸、无泄漏、电压保持、绝缘合格、功能正常)判定测试是否通过。
跌落测试的详细要求和方法主要依据以下国际、国家或行业标准(具体适用标准取决于产品类型、市场区域和应用领域):
1. 运输安全标准: * UN/DOT 38.3: 《关于危险货物运输的建议书 试验和标准手册》第38.3节 - 针对锂电池运输前的强制性测试要求,其中T4项为跌落测试(高度要求与包装件重量相关)。这是全球锂电池运输的基础法规。 * IATA DGR: 国际航空运输协会《危险品规则》 - 引用并实施UN 38.3。 * IMDG Code: 国际海事组织《国际海运危险货物规则》 - 引用并实施UN 38.3。 2. 产品安全标准: * IEC 62133-1 / IEC 62133-2: 《含碱性或非酸性电解液的二次单体电池和电池组 便携式密封二次电池及由其组成的便携式电池组的安全要求》 - 针对便携式设备用电池的国际通用安全标准,规定了1.0m面跌落要求。 * UL 1642: 《锂电池标准》 - 北美地区广泛认可的锂电池安全标准,规定了1.0m面跌落要求。 * UL 2054: 《家用和商用蓄电池组》 - 针对电池包的安全标准,跌落要求可能更复杂(如高度1.0m,6面3棱1角)。 * GB 31241: 《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全要求》 - 中国国家标准(强制性),跌落要求(1.0m高度、6面3棱1角)比IEC 62133更严苛。 * GB 38031: 《电动汽车用动力蓄电池安全要求》 -
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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