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新能源汽车电池热扩散模拟测试

原创
发布时间:2025-07-22 09:48:01
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检测项目

热失控触发性能:

  • 触发响应时间:触发温度至热失控发生延时≤60s(参照GB 38031-2020)
  • 触发能量控制:焦耳热注入量(0.5-5.0kJ),激光功率密度(50-200W/cm²)
热扩散路径分析:
  • 温度传播速度:模组内纵向/横向扩散速率(m/s)
  • 临界传递阈值:相邻电芯温差≤50K(ISO 6469-1:2019)
温度场特性:
  • 最高温度点:失控电芯表面≥800℃
  • 温度梯度:包体内部ΔT≥100K/cm
气体生成分析:
  • 烟气浓度:CO释放速率≥200ppm/s
  • 可燃气体组分:H₂体积分数≥2vol%(SAE J2464:2009)
压力演变监测:
  • 泄压阀开启压力:10-35kPa(GB/T 31467.3-2015)
  • 内部压力峰值:≥150kPa
结构完整性:
  • 箱体变形量:XYZ轴向位移≤3mm
  • 防火隔板熔穿时间:≥10min(JianCe 2596-2021)
电气安全:
  • 绝缘电阻:≥100Ω/V(触发后5min)
  • 电压衰减:总压降≥初始电压30%
电解液泄漏:
  • 泄漏速率:≤1.0g/min(触发后30s)
  • 扩散范围:包体外表面浸润面积≤10cm²
燃烧特性:
  • 火焰持续时间:≤2s
  • 热释放速率峰值:≤100kW(ISO 5660-1)
残余风险分析:
  • 热复燃概率:24h观测期内发生率=0
  • 单体残留温度:≤80℃(冷却后1h)

检测范围

1. 锂离子电池单体: 涵盖三元(NCM/NCA)/磷酸铁锂(LFP)/钴酸锂(LCO)体系,重点监测SEI膜分解温度及隔膜闭孔特性

2. 方形硬壳模组: 铝合金壳体结构,检测重点为极柱熔断时序及Busbar热传导效应

3. 圆柱电池包: 21700/4680规格阵列,验证填充胶阻燃性能及蜂窝状热隔离设计

4. 软包电池系统: 多层复合铝塑膜封装,侧重测试气胀破裂位置及电解液喷射轨迹

5. 液冷板组件: 微通道铝制冷板,检测冷却液沸点及管路堵塞导致的局部热点

6. 相变材料: 石蜡基/膨胀石墨复合材料,测量潜热吸收量(≥200J/g)及导热系数衰减

7. 防火涂层: 陶瓷化硅橡胶/膨胀型涂料,验证800℃下膨胀倍率(≥15倍)及碳层强度

8. 云母板隔层: 合成云母板(厚度0.1-0.5mm),检测高温绝缘性(≥100MΩ@600℃)

9. 泄压防爆阀: 膜片式/弹簧式结构,标定爆破压力公差(±3kPa)及气流导向效率

10. BMS线束: 氟橡胶绝缘导线,验证125℃工况下信号传输连续性

检测方法

国际标准:

  • ISO 6469-1:2019 电动道路车辆安全规范 第1部分:可充电储能系统
  • IEC 62660-3:2022 动力锂离子电池安全性要求
  • SAE J2464:2009 电动车辆电池滥用测试
  • JianCe 2580-2020 电动汽车用电池安全标准
国家标准:
  • GB 38031-2020 电动汽车用动力蓄电池安全要求
  • GB/T 31467.3-2015 电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统 第3部分:安全性要求与测试方法
  • GB/T 36276-2018 电力储能用锂离子电池
(方法差异说明:ISO 6469-1要求热失控触发后5min内无明火,GB 38031则要求无爆炸;JianCe 2580规定热扩散试验需进行3次重复验证,而IEC 62660-3仅要求单次测试)

检测设备

1. 热失控触发装置: 激光诱导系统(波长980nm,功率0-500W连续可调)

2. 高速热成像仪: FLIR X8580SC(帧频765Hz,测温范围-40℃至2000℃)

3. 多通道数据采集: NI PXIe-4300(128通道,采样率500kS/s)

4. 气体质谱分析仪: HPR-20 QIC(检测限0.1ppb,响应时间≤50ms)

5. 压力冲击记录仪: Kistler 5015B(量程0-500kPa,精度±0.1%FS)

6. 燃烧分析系统: FTT锥形量热仪(热释放速率范围0-2000kW)

7. 三维数字图像相关仪: DIC系统(应变测量精度0.01%,位移分辨率1μm)

8. 高精度称重平台: Mettler XP6002H(量程6kg,分辨率0.001g)

9. 绝缘电阻测试仪: HIOKI ST5520(测试电压1000V,精度±1.5%)

10. 冷却液循环系统: 恒温液冷机(温控范围-40℃至120℃,流量精度±1%)

11. 高速摄像系统: Phantom VEO 710L(分辨率1280×800@6800fps)

12. 热流密度传感器: HFS-4(量程0-100kW/m²,响应时间≤0.1s)

13. 电压巡检装置: 128通道电池电压记录仪(精度±0.05%FS)

14. 烟气透光率计: NBS烟密度箱(光衰减测量范围0-100%)

15. 环境模拟舱: 温湿度控制箱(容积8m³,温控精度±0.5℃)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外).

CMA/CNAS等证书详情,因时间等不可抗拒因素会发生变更,请咨询在线工程师.

合作客户(部分)

1、自创办以来和政、企、军多方多次合作,并获得众多好评;

2、始终以"助力科学进步、推动社会发展"作为研究院纲领;

3、坚持科学发展道路,统筹实验建设与技术人才培养共同发展;

4、学习贯彻人大精神,努力发展自身科技实力。

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