锂电池热失控(Thermal Runaway)实验是评估动力电池极端安全边界的核心测试,旨在模拟电池在过充、短路、针刺、挤压或外部加热等滥用条件下是否会发生不可控温升、起火、爆炸等危险行为。该实验对新能源汽车、储能系统的设计与安全认证至关重要。
1. 单体级别热失控触发实验
这是研究的基础,核心是 “如何让一个电芯发生热失控”。
热滥用:常用、直接的触发方式。
加热法:将电芯置于绝热或半绝热环境中,使用加热板、加热棒或辐射加热器对电芯表面或侧面持续加热。这是国标GB 38031规定的标准方法。
过温法:将电芯放入高温箱,快速升至极高温度(如200℃以上)。
电滥用:
过充:以较大电流对电芯持续充电,直至电压远超截止电压,引发内部副反应和锂枝晶生长,z终导致内短路。
外部短路:用极低电阻导线连接正负极,产生巨大焦耳热。
机械滥用:
针刺:用钢针穿透电芯,造成剧烈的内部短路。曾是经典测试,但因过于严苛且与真实场景关联性存疑,在新国标中已调整为“可选”或由加热法替代。
挤压:用钝头物体挤压电芯,导致变形和内短路。
2. 系统级别热蔓延实验
这是当前研发和法规的重点。核心问题是:“一个电芯热失控后,会不会引发邻居,乃至整个电池包燃烧爆炸?”
方法:先通过上述方式触发模组或包内的一个或几个指定电芯,然后观察和测量:
热蔓延路径与速度:温度传感器网络监测热量如何传递。
系统响应:排气阀是否正常开启、火焰方向、高压系统是否及时断电。
z终结果:是仅单个电芯失效,还是引发连锁反应(热失控传播)。
来源:网络
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