电池热失控、短路试验机

技术指标:

一、技术参数技术参数

1.1 产品名称电池热失控、短路试验机

1.2 规格型号JD-6009F-D / JD-6003B-1000A

1.3 测试样品可测试 3~100Ah 的电池 (圆柱、软包、方形铝壳）

1.4 控制方式电脑软件控制

1.5 热失控触发高温环境加热（电池放置高温环境箱内）、加热丝/加热板对电池加热、针刺、过充 四种触发方式

1.6 试验箱防爆结构箱体介绍

1.6.1 内尺寸W600*D600*H600mm ，外尺寸以设计及实物为准

1.6.2 内胆材质304 不锈钢厚 3mm +钢结构加固

1.6.3 外箱材质外箱冷轧烤漆板 1.5mm

1.6.4 照明及观察窗测试箱内有 LED 照明，可清楚观察箱内测试情况，可视窗口两层真空钢化玻璃观察窗,并安装防爆网

1.6.5 引线孔引线测试孔 2 个,左右各 1 个，φ50mm，

1.6.7 视频监控防爆箱可视窗口安装可拆卸 300 万网络摄像头，可实时查看箱内动态

1.6.8 泄压装置内箱正后开防爆泄压口一个，当电池发生爆炸时瞬间排放所产生的冲击波，有效的保护机器的安全，规格 W200*H200mm

1.6.9 防护装置门上四个角位安装防爆链，防止发生爆炸时，门的脱落飞出，损坏财产及人员安全

1.6.10排烟系统箱体后侧配置泄压装置与排烟口φ150mm，配置 3 米排烟管，可外接入用户通风系统或排烟系统

1.7 触发方式四种触发方式介绍

1.7.1 触发方式一：高温环境加热触发（电池放置高温环境箱内）

1.7.1.1 温度范围常温+15～200℃温度可调，常用 150℃以内

1.7.1.2 升温速率采用程序时间控制加热速率

1.7.1.3 控制精度±0.5℃

1.7.1.4 显示精度0.1℃

1.7.1.5 均匀度±2.0℃（150℃以内）；±3℃（151℃~200℃）（空载测试）

1.7.1.6 保护系统设备当温度失控时，超过超温保护器设定温度时，自动停止加热供电，从而保护产品及机器的安全

1.7.1.7 电路保护接地保护、快速保险、过载保护、断路开关等

1.7.2 触发方式二: 加热丝/加热板对电池加热触发

1.7.2.1 加热通道2 通道独立控制（注：可 1 通道圆柱电池发热丝，1 通道方形加热板，也可共用

1.7.2.2 加热方式加热功率：不同规格加热板各 1 个，加热板规格 500w800w 1500w 2500w3000w加热控制：采用上位机控制程控加热温升速率调节方式控制判断：采用温度进行判断，设定温度到达后恒温温度模式：加热方式: AC220V ,升温速率 2~7℃/min 可调，最高温 300℃加热功率：不同规格加热板可手动连接切换 500W、800W、1500W、 2500W、3000W温升速率：2~7℃/min(可调）最高温度：300℃，采用设定升温速率加热

1.7.2.3 控制判断采用温度和温升温速率进行逻辑判断

1.7.3 触发方式三：针刺触发

1.7.3.1 驱动源伺服电机驱动

1.7.3.2 针刺速度0.1~40mm/s （可调）

1.7.3.3 速度精度0.01mm/s

1.7.3.4 穿刺位移行程有效行程 200mm

1.7.3.5 位移精度0.1mm

1.7.3.6 钢针规格φ1mm φ2mm φ3mm φ4mm φ5mm φ6mm φ7mm φ8 mm 长度 100mm 各 10根，圆锥形，角度为 20°~60°之间

1.7.3.7 机台驱动800KG （机器配置，不显示）

1.7.4 触发方式四：过充触发

1.7.4.1 指标参数通道数：4 通道 10V40A电压充电：0V-10V(设备端口)电压放电：1.5V-10V（设备端口）电流充电：0-40A电流放电：20mA-40A精度：±0.05% of F.S充电模式：恒流充电、恒压充电、恒流恒压充电、恒功率充电放电模式：恒流放电、恒功率放电、恒阻放电截止条件：电压、电流、相对时间、容量、-△V数据记录频率：1Hz数据记录条件：最小时间间隔：1S最小电压间隔：1mV最小电流间隔：10mA脉冲模式：充电放电：恒流模式、恒功率模式

1.8 短路试验 短路控制柜介绍

1.8.1 短路介绍1.温控型短路试验装置综合多种电池短路试验标准要求而设计，按标准要求短路装置内阻，从而获得试验要求的最大短路电流；另外在短路装置的线路设计上也须能够承受大电流的冲击，所以我们选用了工业级直流电磁接触器及全铜接线柱和内部铜板导流，宽厚的铜板有效提高散热效果，使大电流短路装置更安全，有效减少试验设备的损耗，确保试验数据的准确性。2.模拟电池外部短路，满足 UL1642、UN38.3、 IEC62133、GB/T18287、GB/T31241 等标准。记录电池电压、电流和表面温度变化。该短路实验机必须整个回路（包括断路器、导线和连接器件）电阻 5mΩ，每个回路都能够承受峰值达到对应的短路电流。可以选择短路停止模式：1.短路时间；2.电池表面温度。

1.8.2 短路测试方法试验标准要求：1）常温外部短路：（控制环境温度达到 20℃±5℃）将电池按规定的试验方法充满电后，放置在 20℃+5℃的环境中，待电池表面温度达到 20℃+5℃后，再放置 30min。然后用导线连接电池正负极端，并确保全部外部电阻为指定要求阻值。试验过程中监测电池温度变化，当出现以下两种情形之一时，试验终止:a)电池温度下降到比峰值低 20%;b)短接时间达到 24h。电池应不起火、不爆炸，最高温度不超过 150℃。2） 高温外部短路：将电池按照规定的试验方法充满电后，放置在 55℃±5℃的环境中，待电池温度达到 55℃±5℃后，再放置 30min。然后用导线连接电池正负极端，并确保全部外部电阻为指定要求阻值。试验过程中监测电池温度变化，当出现以下两种情形之一时，试验终止。电池温度下降到比峰值低 20%；b）短接时间达到 24h。测试结果：电池应不起火、不爆炸，最高温度不超过 150℃注:导线的电阻率温度系数小于 5x10℃如康铜线等。

1.8.3 短路电流最大 1000A

1.8.4 回路内阻标准配置装置内阻为 5mΩ （可选配1mΩ 30mΩ 80mΩ任意一种或组合等）

1.8.5 控制方式PC 软件端控制+无线遥控器动作指令远程遥控

二、热失控数据采集（设备自带，用户也可外挂采集器）

1.电压采集范围：0-10V，分辨率 0.01V，数量：4 路，精度：±0.2%F.S ；频率：10Hz2.温度采集范围：0-1000℃，分辨率：0.1℃ 数量：8 路，精度：±2℃ ；频率：10Hz3.数据下载支持电脑 PC 软件导出数据下载

三、控制器控制系统及箱内内部介绍

1.箱体内部介绍1.绝缘层底部配置大理石板一块且箱体内部 3/1 处加贴铁氟龙脚纸，耐腐蚀及阻燃性能强，方便清理2.排烟功能电池测试时，发生爆炸的烟雾废气可通过排风机排放到室外，由防爆箱后部的排烟口接管道到室外，手动启动排烟.3. 热失控测试防爆箱内部配件参考示意图（电压、温度、加热板通过测试孔引入，具体以实物配置为准）

2.热失控控制柜及软件端界面（具体以实物为准）1.可移动设计.整台设备底部安装可移动脚轮及脚杯,脚轮便于设备的移动,设备就位以后,脚杯将设 备支撑固定起来,起调平固定的作用2. 操作面电脑显示器和控制柜一体设计,方便远程控制操作，起到安全防护的作用；

3.人机界面控制，试验系统釆用电脑远程控制.可导出曲线图片与 EXCEL 文件,更加方便分析试验结果；

4.智能加热装置：加热采用温度和温升温速率进行逻辑判断

5.智能过充装置：过充每通道独立控制，电流电压四线制采集;恒流源与恒压源采用双闭环结构；操作便捷;智能;安全。

6. 操作软件界面（参考界面，具体以实际配置为准）：（多路采集界面示意图）

四、满足测试标准检测项目

4.1 满足标准UL9540A,UL1973IEC62619 电阻或加热片引发组内单电芯热失控GB/T 36276 以先过充、后加热方式诱发热失控GB38031-2020 热失控 热扩散试验要求GB 13094、GB/T 18384.3—2015、GB/T 19596、GB/T 314984.2 标准要求测试方法热失控试验方法（新旧标准参考）：

GB/T 36276-2023《电力储能用锂离子电池》热失控试验要求：热失控性能试验：

初始热失控性能试验电池单体初始热失控性能试验按照下列步骤进行:a)将按照

6.2.4.1.1 完成了初始化充电的试验样品置于热失控试验装置中;b)按表 19 的要求选取加热部件和温度传感器并布置于试验样品表面,设置温度采样周期为1s,设定连续监测到三个温升速率值均≥3℃/s 或起火或爆炸为发生热失控的判定条件;c)连接试验样品与充放电装置及其电压数据采样线;d)以 I=P/Unm 恒流充电,启动加热，记录时间、电压、电流、温度、温升速率,记录试验现象,包括膨胀、漏液、冒烟、起火、爆炸、外壳破裂及破裂位置;e)触发发生热失控的判定条件或温度达到 300℃或试验时间达到 4h 时,停止充电和加热,观察1 h,记录时间、电压、温度、温升速率,记录试验现象,包括膨胀、漏液、冒烟、起火、爆炸、外壳破裂及破裂位置;f)断开试验样品和充放电装置的连接,拆除加热部件和数据采样线,取出试验样品;g)记录发生热失控时的温度为热失控温度;h)重复步骤 a)~g)至所有试验样品完成试验。

循环后热失控性能试验：

将按照要求完成了循环性能试验的电池单体按照要求进行热失控性能试验。

热失控扩散性能试验

电池模块热失控扩散性能试验按照下列步骤进行:a)将按照要求完成了初始化充电的试验样品置于热失控试验装置中;b)以电池模块中心位置的电池单体或最小并联单元为热失控触发对象,将其正负极与充放电装置及其电压数据采样线连接,并保持热失控触发对象与相邻电池的电气连接;c)将温度传感器布置于触发对象所有电池单体的表面与正负极柱等距且离正负极柱最近的位置,设置温度采样周期为1s,设定连续监测到三个温升速率值均≥3℃/s或起火或爆炸为发生热失控的判定条件;d)以与触发对象相邻的两个电池单体为热失控监测对象,将温度传感器布置于紧邻触发对象的监测对象表面的对侧中心位置或监测对象正负极柱所在表面且与正负极柱等距的位置;e)以触发对象的额定功率与其标称电压的比值作为电流值对触发对象进行恒流充电，记录触发对象的时间、电压、电流、温度、温升速率,记录监测对象的时间、电压、温度、温升速率，记录电池模块的试验现象,包括膨胀、漏液、冒烟、起火、爆炸;f)当触发对象所有电池单体达到发生热失控的判定条件或温度达到300℃或试验时间达到4h或监测对象达到发生热失控的判定条件时,停止充电,观察1h,记录时间、电压、温度、温升速率,记录电池模块的试验现象,包括膨胀、漏液、冒烟、起火、爆炸;g)按照要求进行绝缘性能试验;h)断开试验样品和充放电装置的连接,拆除数据采样线,取出试验样品;i)以发生热失控的判定条件判定监测对象是否发生热失控。

GB/T 36276-2018 单体电池热失控试验要求:

1.使用平面状或棒状加热装置，并且其表面应覆盖陶瓷，金属或绝缘层，加热装置加热功率应符合表 A.1 的规定。完成电池单体与加热装置的装配,加热装置与电池应直接接触，加热装置的尺寸规格不应大于电池单体的被加热面;安装温度监测器,监测点温度传感器布置在远离热传导的一侧,即安装在加热装置的对侧(参见图 A.2),温度数据的采样间隔不应大于 1s,准确度应为士 2℃,温度传感器尖端的直径应小于 1mm；

2.电池单体初始化充电后,再用 1Crcn 恒流继续充电 12min:

3.启动加热装置,并以其最大功率对测试对象持续加热，当发生热失控或监测点温度达到 300℃时,停止触发,关闭加热装置；

4.记录试验结果。

判定方法：是否发生热失控应按下列条件判定:

1.测试对象产生电压降；

2.监测点温度达到电池的保护温度；

3.监测点的温升速率≥1℃/s；

4.当 1)+3)或 2)+3)发生时,判定电池单体发生热失控；5.加热过程中及加热结束 1h 内,如果发生起火、爆炸现象,试验应终止并判定为发生热失控。

GB/T 36276 电池模块热失控扩散试验要求：

1.电池模块初始化充电；

2.按下列条件试验：

1)热失控触发方式：可从过充和加热两种方式中选择一种作为热失控触发方式；

2)热失控触发对象:选择可实现热失控触发的电池单体作为热失控触发对象，其热失控产生的热量应非常容易传递至相邻电池单体，例如，选择电池模块内最靠近中心位置的电池单体,或被其他电池单体包围且很难产生热辐射的电池单体。

3.选择过充触发热失控：以最小 1/3Crcn、最大不大于产品能持续工作的最大电流对触发对象进行恒流充电,直至其发生热失控或触发对象的荷电状态达到 200%SOC；过充触发要求在触发对象上连接额外的导线以实现过充,电池模块中的其他电池单体不应过充；如果未发生热失控,继续观察 1h；

4.选择加热触发热失控：使用平面状或棒状加热装置,其表面应覆盖陶瓷、金属或绝缘层。对于尺寸与电池单体相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个电池单体；对于尺寸比电池单体小的块状加热装置，则可将其安装在模块中,并与触发对象的表面直接接触；对于薄膜加热装置,则应将其始终附着在触发对象的表面；加热装置加热面积不应大于电池单体的表面积;将加热装置的加热面与电池表面直接接触，加热装置的位置应与下一步骤 5.中规定的温度传感器的位置相对应；安装完成后，启动加热装置，以加热装置的最大功率对触发对象持续加热：加热装置功率宜符合表 A.1 的规定；当发生热失控或步骤 5.定义的监测点温度达到 300℃时,停止触发；如果未发生热失控,继续观察 1h；

5.电压及温度的监测应符合下列要求:1)监测触发对象及与其相邻最近的两只电池单体的电压和温度以判定触发对象及相邻电池单体是否发生热失控,从而判断电池模块是否发生热失控扩散；监测电压时,不应改动原始的电路；温度数据的采样间隔不应大于 1s.准确度应为±2℃,温度传感器尖端的直径应小于 1mm；2)过充触发时,温度传感器应布置在电池单体表面与正负极柱等距且离正负极柱最近的位置(参见图 A.4)；3) 加热触发时,温度传感器布置在远离热传导的一侧,即安装在加热装置的对侧(参见图 A.2),如果难以直接安装温度传感器,应布置在能探测到触发对象连续温升的位置。

6. 记录试验结果。

判定方法：

是否发生热失控扩散应按下列条件判定:

1. 测试对象产生电压降；

2. 监测点温度达到电池的保护温度；

3.监测点的温升速率≥1℃/s；

4.当 1)+3)或 2)+3)发生时,判定电池单体发生热失控；

5.当与触发对象相邻的电池单体发生热失控时,判定为电池模块发生热失控扩散；热失控触发过程中及触发结束 1h 内,如果发生起火、爆炸现象，试验应终止并判定为电池模块发生热失控扩散。

GB38031-2020 热扩散乘员保护验证试验要求：

推荐 “针刺触发”或“加热触发”作为热扩散试验的可选方法,制造商可以选择其中一种方法,也可自行选择其他方法来触发热失控。

1.热失控触发对象：试验对象中的电池单体。选择电池包内靠近中心位置,或者被其他电池单体包围的电池单体。

2.推荐的针刺触发热失控方法如下:a) 刺针材料：钢；b) 刺针直径：3mm~8 mm；c)针尖形状：圆锥形,角度为 20°~60°；d)针刺速度：0.1mm/s~10mm/s；e)针刺位置及方向：选择能触发电池单体发生热失控的位置和方向(例如,垂直于极片的方向)。

3.推荐的加热触发热失控方法：使用平面状或者棒状加热装置,并且其表面应覆盖陶瓷、金属或绝缘层。对于尺寸与电池单体相同的块状加热装置,可用该加热装置代替其中一个电池单体,与触发对象的表面直接接触；对于薄膜加热装置,则应将其始终附着在触发对象的表面；加热装置的加热面积都应不大于电池单体的表面积；将加热装置的加热面与电池单体表面直接接触,加热装置的位置应与

4.中规定的温度传感器的位置相对应；安装完成后,应在 24h 内启动加热装置,以加热装置的最大功率触发对象进行加热；加热装置的功率要求见表 C.2；当发生热失控或者 4.定义的监测点温度达 300 ℃时,停止触发。4.推荐的监控点布置方案如下：a) 监测电压或温度，应使用原始的电路或追加新增的测试用电路。监测温度定义为温度 A(测试过程中触发对象的最高表面温度)。温度数据的采样间隔应小于 1s,准确度要求为士 2℃。b) 针刺触发时,温度传感器的位置应尽可能接近短路点,也可使用针的温度(如图 C.1 所示)。c) 加热触发时,温度传感器布置在远离热传导的一侧，即安装在加热装置的对侧(如图 C.2 所示）

挤压试验机

一、产品概述产品简介：

电池挤压试验机 JD-6012B 适用于模拟各类电池在使用，运输，储存或处理家庭废物时，电池遭受挤压的情形。挤压试验挤压方向应遵循以下规则：一个电池仅进行一次挤压，电池以不爆炸不起火为合格。1.对于圆柱形电池，挤压电池的纵轴应与挤压装置的两平板平行；2.对于方形和软包电池，只对电池的宽面进行挤压；3.对于硬币式或纽扣式电池，采用电池上下两平面与平板平行的方式进行挤压。

试验方法：挤压试验：

将电池按照规定的试验方法充满电后,将电池置于两个平面内,垂直于极板方向进行挤压。两平板间施加 13KN+0.78KN 的挤压力。一旦压力达到最大值即可停止挤压试验，试验过程中电池不能发生外部短路。电池应不起火、不爆炸。

二、依据标准满足标准：

GB 31241-2022《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》MT/T 1051-2007 《矿灯用锂离子蓄电池》SJ/T 11169-1998（UL1642：1995）《家用及商用电池安全标准》YD 1268-2003《移动通信手持机锂电池及充电器的安全要求和试验方法》GB/T 19521.11-2005 《锂电池组危险货物危险特性检验安全规范》GB/T 18287-2013《蜂窝电话用锂离子电池总规范》SJ/T 11170-1998 （UL2054：1997）《家用及商用电池安全标准》UN 38.3 《关于危险货物运输的建议书-试验和标准手册》第三部分 38.3 节UL 1642《锂电池标准》2054《家用和商用蓄电池组》IEC62133-2012《含碱性或非酸性电解液的蓄电池及蓄电池组-便携设备用密封蓄电池好蓄电池组的安全要求》GB/T 8897.4-2008(IEC 60086-4：2007)《原电池第 4 部分锂电池的安全要求》YDB 032—2009《通信用后备式锂离子电池组》YD/T 2344.1—2011《通信用磷酸铁锂电池组 第 1 部分：集成式电池组》GB/T 21966-2008(IEC 62281：2004)《锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求》

三、技术参数：挤压指标技术参数：

控制器电脑软件端控制测试区域空间宽300mm×深300mm (放电池有效区域）外箱尺寸约 750*750*1750mm(宽*深*高)以实际尺寸为准适用测试电池圆柱、软包、方形、扣式单体电池 容量100Ah以下规格驱动方式伺服电机驱动力值范围1～20kN （可调）挤压速度0.1mm/s~15mm/s(可调）测力精度0.1%单位转换kg, N ，lb挤压行程300mm力值显示电脑软件控制电池挤压头标准挤压头， 面积≥20cm²内箱材质不锈钢厚2mm外箱材质1.2 mm 厚 A3 冷板烤漆处理安全装置箱体后侧设计有排风口和泄压装置250*200mm，箱内装有照明灯观察窗250x200mm 两层真空钢化玻璃观察窗,并安装防爆网排风口箱体后部装有高温排风扇及预留排风管道接口φ150mm， 接通电源后排风扇立即开启并工作，配置3米排烟管，可外接至通风橱或废气处理系统箱门单门， 左开箱门开关打开即断电的门限开关， 确保没有误操作，保证人员安全脚轮设备下方有四个万向脚轮， 可自由移动（选配）针刺指标：钢针Φ3mm/φ5mm/ φ8mm耐高温钨钢针，长度为 100mm（可指定）各2根针刺行程200mm单位转换Kg、N 、lb针刺速度0.1～40mm/s（可调）机台驱动力配置800Kg （不显示）驱动方式伺服电机控制，可调速数据采集：电压采集电压范围：0~10V采集速率：10Hz采集通道：1通道精度：±0.2%F.S（0~10V）温度采集温度范围：0℃~1000℃ K型热电偶采集速率：10Hz采集通道：2通道精度：±2℃软件界面（参考示意图，具体以实物为准）数据导出可直接保存及下载数据，导出报告电源功率220V 50HZ 2.5KW重量约220KG控制方式电脑软件控制