0.5MW/10MW 大型锂电池热释放速率试验平台

适用范围

本试验平台适用于电池组、电池簇、集装箱储能系统、大型电力储能系统 MW 级以上热释放总量的热释放速率试验，设备量程覆盖范围较广，具备良好试验兼容性，可完成 200kw 级至 20MW 级单体电池、电池组、电池簇以及大型电力储能系统相关试验。试验平台分为 0.5MW 与 10MW 两套数据采集收集系统，分析与控制单元可共用。

符合标准

参考 UL9540A《Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systems》标准要求，参考 ISO 9705《Fire tests; full-scale room test for surface products》试验标准，同时参考 GB/T41382-2022、ISO24473-2008《火灾试验 开放式量热计法 40MW 以下火灾热释放速率及燃烧产物的测定》试验标准。

技术特点

设备整体采用微机集中控制，信号采集与处理依托 16 位高精度板卡完成，采集精度稳定，试验重复性良好。配套专业仪器测试软件基于 Labview 开发，运行于 Windows 操作环境，软件集成整套试验运算程序，自动化程度较高，人机交互界面简洁友好，具备完善安全机制。试验进行过程中可实时展示多组动态曲线，包含热流 - 时间曲线、质量流量 - 时间曲线、总热释放率 - 时间曲线、一氧化碳与二氧化碳产生量、烟产生量、表面温度 - 时间曲线、门口质量流量 - 时间曲线，便于试验人员全程掌握样品燃烧变化状态。

核心技术参数

整套平台包含集烟罩及排烟管道、管道测量组件、触发热失控装置、气体分析系统、烟密度测量系统、风机及配套辅助装置。平台配置两套规格收集塔，0.5MW 规格收集塔底部尺寸 3000×3000mm，高度 1000mm，钢板向下延伸 1000mm，有效高度 2000mm，顶部设置 900×900×900mm 立方体锥形收集器，内部加装钢板烟气均混结构优化烟气湍流混合效果。10MW 规格收集塔底部尺寸 6000×6000mm，高度 1000mm，排烟管道离地高度 9000mm，顶部锥形收集器尺寸 1200×1200×1200mm，内置烟气均混钢板。配套排烟管道分别匹配两套收集塔，0.5MW 系统排烟管道内径 400mm，直管段长度 5m；10MW 系统排烟管道内径 1500mm，直管段长度不小于 15m，直管两端配备均流器，测量段设置在管道内烟气混合均匀位置。两台量热仪可共用一台风机，风机排气量 150000m³/h，可完整捕获实体房间火试验烟气，风机尾部真空度 2kPa，排气量通过变频器实现连续调节。平台搭载热流计量程 0～50kW/m2，配套流量测量组件由双向测速探头、差压变送器、热电偶构成，可对管道内气体体积流量进行监测。气体取样系统由取样管、两级过滤器、冷凝器、不锈钢导管、取样泵与样气分配器组成，取样管安装于烟气混合均匀区域，进气孔朝下降低烟垢堵塞风险，样气经过两级过滤与降温处理后送入分析仪，控制样气输送延时。氧气检测单元采用进口顺磁式氧气测量组件，一氧化碳、二氧化碳浓度采用红外分析仪模块持续采集，各分析模块具备对应的测量量程、误差及响应时间指标，保障烟气组分数据采集可靠。

操作规程概要

试验开展前，检查平台风机、烟气管道、取样管路、传感器及控制系统，确认管路无堵塞，各仪器模块通讯正常，按照试样方案完成电池样品安装与固定，设置试验参数与安全保护阈值。启动系统，开启风机预吹扫管路，待系统状态稳定后，按照试验方案触发热失控，系统自动采集流量、温度、热流、烟气组分等全部试验数据，软件实时记录各项曲线。试验结束后，继续保持管路吹扫，待装置降温、烟气排净，关闭采集系统与动力设备，导出并保存试验数据，清理设备内部烟尘。

维护保养

日常使用过程中，定期检查排烟管路、取样管路，清理管道及过滤器内部烟尘沉积物，防止管路堵塞影响气体采样效果。定期对热流计、流量探头、气体分析模块进行校验，保证测量精度，检查风机运行状态、变频器接线与密封结构。每次试验结束后清理收集塔内部残渣，检查钢板结构有无变形，电气与传感器线路做好防尘防护，长期停机时将气路管路做干燥封存，定期启动设备空载试运行，及时排查软硬件异常。