电池模块-跌落性能试验检测
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发布时间:2025-07-24 11:21:02 更新时间:2025-07-23 11:21:02
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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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电池模块作为新能源汽车、储能系统等领域的核心能量单元,其机械结构完整性及安全性至关重要。在运输、安装和使用过程中,电池模块可能遭遇意外跌落冲击,导致外壳破裂、内部结构损伤、电芯短路甚至热失控等严重风险。跌落性能试验正是模拟此类真实场景的关键安全检测手段,旨在评估电池模块在遭受不同高度、不同角度跌落冲击后的机械耐受能力和电气安全性。通过标准化的跌落测试,能够有效识别设计缺陷,验证结构防护能力,为产品质量控制和安全标准认证提供科学依据,最终保障终端用户的生命财产安全和产品的市场合规性。
电池模块跌落性能试验的核心检测项目通常包括:
1. 外观结构检查: 跌落试验后,仔细检查电池模块外壳是否发生破裂、开裂、严重变形或解体;接插件、端子、泄压阀等关键部件是否受损、移位或失效。
2. 电气性能变化检测: 测量跌落前后的模块电压、内阻、绝缘电阻。重点评估是否发生电压异常下降(可能提示内部短路)、绝缘失效(绝缘电阻大幅降低)等电气风险。
3. 泄漏检测: 检查电解液是否从电芯或模块壳体发生泄漏或喷射(对于液态电解液电池)。泄漏是严重安全隐患的直接表现。
4. 热稳定性评估: 在跌落试验后的一定时间内(如标准规定的静置期),持续监控模块表面温度,观察是否出现异常温升或热失控现象。
5. 功能与安全保护评估: 若模块配备BMS或安全保护装置,需验证跌落冲击后这些功能是否仍能正常工作。
执行跌落试验需依赖一系列专业仪器设备:
1. 跌落试验台: 核心设备,具备可调节高度的导向装置或吊臂,确保电池模块能按预定姿态(面、棱、角)自由跌落至刚性水平冲击面上。台面通常为平整、光滑、坚硬的花岗岩或钢板。
2. 高度测量装置: 精确标定跌落高度(如卷尺、激光测距仪)。
3. 高速摄像系统: 用于捕捉跌落瞬间及撞击后的电池模块状态、变形过程、可能的火花或烟雾等,提供过程分析依据。
4. 数据采集系统: 用于实时记录跌落过程中或跌落后的关键参数,如冲击加速度(通过粘贴在模块上的加速度传感器获取)、温度(热电偶或红外热像仪)、电压、电流等。
5. 电气测试设备: 包括高精度数字万用表、绝缘电阻测试仪(兆欧表)、电池内阻测试仪等,用于跌落前后的电气性能检测。
6. 环境试验箱(可选): 若标准要求在特定温度下进行测试(如低温跌落),则需配备温控试验箱。
典型的电池模块跌落性能试验方法步骤如下:
1. 预处理: 按照标准要求对电池模块进行充电至指定SOC(如100% SOC,风险最高状态),并在规定的环境温度(如25°C±5°C)下稳定。
2. 初始检查与测量: 记录外观状态,测量并记录初始电压、内阻、绝缘电阻等参数。
3. 姿态固定与高度设定: 将电池模块按标准规定的姿态(通常包括底面、侧面、棱边、角三个方向)牢固固定在跌落试验台的释放装置上。精确设定跌落高度(常见高度如1m, 1.5m, 2m,具体依据标准)。
4. 执行跌落: 启动释放装置,使模块自由跌落到刚性平面上。每个选定姿态通常需进行至少一次跌落。
5. 撞击过程监控: 使用高速摄像机记录撞击过程,数据采集系统记录冲击加速度等信号。
6. 跌落后的处理与静置: 小心拾取模块(注意安全防护),检查外观是否有立即的冒烟、起火或泄漏。然后将其放置在安全环境中(如防爆箱)静置规定的时间(如1小时),观察是否发生延迟性热失控。
7. 最终检测与记录: 静置期结束后,再次全面检查外观,测量电压、内阻、绝缘电阻,检查是否有泄漏。对比跌落前后的数据变化,评估损伤程度。
电池模块跌落性能试验需严格遵循国家、国际或行业标准,确保测试的一致性和权威性。常用的核心标准包括:
1. GB/T 31485-2015 《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》: 中国国家标准。规定电动汽车用动力电池模块需进行1米高度的面、棱、角三个方向的跌落测试(针对质量较轻的模块,如≤12kg)。测试后要求无电解液泄漏、无起火、无爆炸。
2. GB 38031-2020 《电动汽车用动力蓄电池安全要求》: 中国强制性国家标准(替代部分31485)。对跌落测试提出了更具体的要求,通常针对电池包或系统级,但对模块测试仍有重要参考。可能涉及不同高度(如1m/1.5m)和不同SOC要求。
3. UL 2580 《电动汽车用电池安全标准》: 美国保险商实验室标准,国际广泛认可。规定电池或电池系统需承受多次(如4次)不同方向(面、边、角)的1米高度跌落。要求测试后不起火、不爆炸、不破裂导致内部组成部分暴露、绝缘电阻满足要求。
4. IEC 62660-2:2018 《用于电动道路车辆的锂离子蓄电池 第2部分:可靠性和滥用测试》: 国际电工委员会标准。包含了针对电池模块/单体的跌落测试要求(如1m高度),评估机械完整性及电气安全性。
5. UN 38.3 《联合国关于危险货物运输的建议书 试验和标准手册》: 虽然不是专门针对车载应用,但其对锂电池运输安全的要求中包含1.2米高度的跌落测试(针对电池/电池组),是重要的基础性安全测试。
执行检测时,务必明确产品所适用的具体标准及其最新版本要求,因为不同标准在跌落高度、次数、姿态、SOC状态、通过判据等方面可能存在差异。实验室需严格按照所选标准的规定进行操作和结果判定。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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