热失控扩散试验(模块)检测：保障电池系统安全的关键防线

随着电动汽车和储能系统的迅猛发展，锂离子电池因其高能量密度得到广泛应用。然而，电池安全，特别是热安全问题，始终是行业关注的焦点和挑战。热失控扩散试验(模块)检测正是针对这一核心风险而设计的关键安全验证手段。该试验旨在模拟电池模块中某个单体电芯发生热失控时，评估整个电池模块或系统阻止或延缓热失控向相邻电芯蔓延的能力。其核心目标是验证电池模块的被动安全防护设计（如隔热材料、阻火结构、泄压通道设计、模组排布等）是否有效，防止“一颗老鼠屎坏了一锅粥”的连锁反应，避免单个电芯的热失控演变成整个电池包乃至车辆的剧烈火灾或爆炸，对于提升新能源汽车及储能系统的整体安全性、降低安全风险、增强消费者信心以及满足日益严格的法规要求具有极其重大的意义。

检测项目

热失控扩散试验(模块)检测的核心项目通常包括：

1. 热失控触发与蔓延判定： 在模块中选定一个或多个特定单体电芯（通常位于几何中心或关键位置），采用标准化的方法（如针刺、加热、过充等）人为触发其热失控。关键观察点是确认触发后是否引发相邻电芯相继发生热失控。

2. 温度监控与热传播分析： 在触发电芯、相邻电芯、模块外壳、关键连接件（如Busbar）及模块外部指定位置布置密集的温度传感器（热电偶）。实时监测并记录整个过程中各点的温度变化曲线，分析热传播的速度、路径、峰值温度及温度梯度，评估隔热/散热设计的有效性。

3. 蔓延时间/距离： 精确测量从触发电芯热失控开始，到热失控蔓延至第一个相邻电芯（或指定位置）所需的时间。有时也记录蔓延至第N个电芯的时间。

4. 火焰、烟雾与喷射物观测： 记录试验过程中是否产生明火、火焰的大小、持续时间、喷射物（气体、熔融物）的方向和距离，以及烟雾产生量和特性。

5. 模块结构完整性： 试验后检查模块的结构是否保持完整或损坏程度，评估爆炸冲击波或火焰喷射对结构的影响。

6. 电压/电流监测： 监测整个模块及关键区域在热失控过程中的电压、电流异常变化。

检测仪器

进行热失控扩散试验需要精密的仪器设备来精确触发、监控和记录：

1. 热失控触发装置： 如高精度程控加热板（贴附于电芯表面）、针刺机构（特定直径和速度的钢针）、或过充设备，用于可控地引发选定电芯的热失控。

2. 多通道数据采集系统： 核心设备，用于同步高速采集来自大量热电偶、电压传感器、电流传感器的信号。

3. 温度传感器： K型或T型热电偶，数量众多（数十至上百个），需耐高温（通常要求>1000°C），布置于电芯表面/极柱、模块外壳、Busbar、关键间隙、模块外部等关键位置。

4. 高速摄像机/红外热像仪： 高速摄像机用于捕捉热失控瞬间的火焰喷射、爆炸、结构变形等高速动态过程；红外热像仪提供模块表面的整体温度分布和热点演化图像。

5. 电压电流测试设备： 高精度电压传感器和电流传感器，监测模块总电压、触发电芯电压、相邻电芯电压以及可能的短路电流。

6. 气体分析仪（可选）： 用于分析热失控释放的气体成分（如CO, CO2, H2, HF, 电解液溶剂蒸汽等）。

7. 烟雾测量设备（可选）： 如光度计，测量烟雾密度。

8. 防护与安全设施： 防爆试验舱、强力排烟系统、灭火系统（通常用于事后）、安全门禁等，确保试验人员和环境安全。

检测方法

热失控扩散试验(模块)检测通常遵循标准化的流程：

1. 样品准备： 将被测电池模块（通常为设计定型后的产品）安装到特定的防爆测试舱内的固定支架上，确保安装稳固，模拟实际安装状态。

2. 传感器布置： 按照试验方案，在预定义的关键位置（触发电芯、相邻电芯、模块壳体、Busbar、空隙、外部等）紧密、可靠地固定热电偶。连接电压、电流测试线。

3. 设备连接与调试： 将所有传感器连接到数据采集系统，调试加热/针刺/过充触发装置，架设好高速摄像机和红外热像仪，确保所有设备正常工作。

4. 初始状态记录： 记录模块的初始电压、温度、环境条件等。

5. 触发热失控： 在选定电芯上启动触发装置（如开启加热板至设定功率/温度，或启动针刺机构，或进行过充），直至该电芯被确认发生热失控（通常表现为电压急剧下降、温度急剧上升、可能伴随喷烟/喷火）。

6. 数据采集与过程监控： 在触发前开始持续采集温度、电压、电流数据，并同步进行高速摄像和红外热成像记录，密切观察热失控发展及是否向相邻电芯蔓延。

7. 蔓延判定与试验终止： 密切监测，一旦判断热失控蔓延至第一个相邻电芯（或达到标准规定的蔓延条件），或试验达到预设的安全时间/条件，试验终止。若未发生蔓延，持续观测至模块温度稳定或达到标准规定的时间。

8. 后处理与数据整理： 安全冷却后，取出模块检查结构损坏情况。整理分析所有采集的数据（温度曲线、电压曲线、视频/图像），计算关键参数（如蔓延时间、最高温度、温升速率）。

9. 结果判定： 根据设定的评判标准（通常基于是否发生蔓延及蔓延时间）给出试验是否合格的结论。

检测标准

热失控扩散试验(模块)检测的严格性和规范性依赖于明确的标准。国内外重要的相关标准包括：

1. 中国国家标准 (GB):
* GB 38031-2020 《电动汽车用动力蓄电池安全要求》： 这是中国电动汽车电池安全强制性标准。其附录C明确规定了针对电池包或系统的热扩散乘员保护试验方法和要求（5分钟内不起火不爆炸）。该标准通常通过模块级试验来验证设计是否满足系统级要求。
* GB/T 36276-2018 《电力储能用锂离子电池》： 该标准针对储能电池，规定了电池模块/簇的热失控扩散试验方法（如加热触发）和判定要求（不引发相邻电池热失控）。

2. 国际/区域标准：
* ISO 6469-1:2019 Electrically propelled road vehicles — Safety specifications — Part 1: Rechargeable energy storage system (RESS): 国际标准化组织的标准，其附录E规定了热失控蔓延测试方法（如针刺或加热触发）。
* UNECE R100 Rev.3 (E/e-Mark): 联合国欧洲经济委员会的法规，对电动汽车电池系统安全有强制要求。其中针对REESS Safety (Annex 8 Part A) 要求进行热扩散测试（如加热触发），要求在热失控触发后5分钟或更长时间内不起火、不爆炸。
* IEC 62619:2022 《工业用含碱性或其他非酸性电解质的二次电池和电池组 – 安全要求》： 国际电工委员会的标准，广泛适用于储能等工业领域电池。其第8.3.9节规定了针对电池系统的热失控蔓延测试（如针刺或加热触发），要求不引发相邻电池热失控或蔓延时间大于规定值（如5分钟）。
* UL 9540A:2019 《储能系统和设备用火灾测试的安全标准》： 美国保险商实验室的标准，针对储能系统单元（Module/Unit）和安装（Installation）级别，详细规定了热失控测试方法（如过充触发为主）和评估火焰蔓延、喷射物、气体可燃性等的要求。

检测机构资质证书

CMA认证

检验检测机构资质认定证书

证书编号：241520345370

有效期至：2030年4月15日

CNAS认可

实验室认可证书

证书编号：CNAS L22006

有效期至：2030年12月1日

ISO认证

质量管理体系认证证书

证书编号：ISO9001-2024001

有效期至：2027年12月31日