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電池模塊-跌落性能試驗(yàn)檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-24 11:21:02 更新時(shí)間：2025-07-23 11:21:02

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

電池模塊-跌落性能試驗(yàn)檢測

電池模塊作為新能源汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域的核心能量單元，其機(jī)械結(jié)構(gòu)完整性及安全性至關(guān)重要。在運(yùn)輸、安裝和使用過程中，電池模塊可能遭遇意外跌落沖擊，導(dǎo)致外殼破裂、內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷、電芯短路甚至熱失控等嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。跌落性能試驗(yàn)正是模擬此類真實(shí)場景的關(guān)鍵安全檢測手段，旨在評(píng)估電池模塊在遭受不同高度、不同角度跌落沖擊后的機(jī)械耐受能力和電氣安全性。通過標(biāo)準(zhǔn)化的跌落測試，能夠有效識(shí)別設(shè)計(jì)缺陷，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)防護(hù)能力，為產(chǎn)品質(zhì)量控制和安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證提供科學(xué)依據(jù)，最終保障終端用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全和產(chǎn)品的市場合規(guī)性。

檢測項(xiàng)目

電池模塊跌落性能試驗(yàn)的核心檢測項(xiàng)目通常包括：

1. 外觀結(jié)構(gòu)檢查： 跌落試驗(yàn)后，仔細(xì)檢查電池模塊外殼是否發(fā)生破裂、開裂、嚴(yán)重變形或解體；接插件、端子、泄壓閥等關(guān)鍵部件是否受損、移位或失效。

2. 電氣性能變化檢測： 測量跌落前后的模塊電壓、內(nèi)阻、絕緣電阻。重點(diǎn)評(píng)估是否發(fā)生電壓異常下降（可能提示內(nèi)部短路）、絕緣失效（絕緣電阻大幅降低）等電氣風(fēng)險(xiǎn)。

3. 泄漏檢測： 檢查電解液是否從電芯或模塊殼體發(fā)生泄漏或噴射（對(duì)于液態(tài)電解液電池）。泄漏是嚴(yán)重安全隱患的直接表現(xiàn)。

4. 熱穩(wěn)定性評(píng)估： 在跌落試驗(yàn)后的一定時(shí)間內(nèi)（如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的靜置期），持續(xù)監(jiān)控模塊表面溫度，觀察是否出現(xiàn)異常溫升或熱失控現(xiàn)象。

5. 功能與安全保護(hù)評(píng)估： 若模塊配備BMS或安全保護(hù)裝置，需驗(yàn)證跌落沖擊后這些功能是否仍能正常工作。

檢測儀器

執(zhí)行跌落試驗(yàn)需依賴一系列專業(yè)儀器設(shè)備：

1. 跌落試驗(yàn)臺(tái)： 核心設(shè)備，具備可調(diào)節(jié)高度的導(dǎo)向裝置或吊臂，確保電池模塊能按預(yù)定姿態(tài)（面、棱、角）自由跌落至剛性水平?jīng)_擊面上。臺(tái)面通常為平整、光滑、堅(jiān)硬的花崗巖或鋼板。

2. 高度測量裝置： 精確標(biāo)定跌落高度（如卷尺、激光測距儀）。

3. 高速攝像系統(tǒng)： 用于捕捉跌落瞬間及撞擊后的電池模塊狀態(tài)、變形過程、可能的火花或煙霧等，提供過程分析依據(jù)。

4. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： 用于實(shí)時(shí)記錄跌落過程中或跌落后的關(guān)鍵參數(shù)，如沖擊加速度（通過粘貼在模塊上的加速度傳感器獲取）、溫度（熱電偶或紅外熱像儀）、電壓、電流等。

5. 電氣測試設(shè)備： 包括高精度數(shù)字萬用表、絕緣電阻測試儀（兆歐表）、電池內(nèi)阻測試儀等，用于跌落前后的電氣性能檢測。

6. 環(huán)境試驗(yàn)箱（可選）： 若標(biāo)準(zhǔn)要求在特定溫度下進(jìn)行測試（如低溫跌落），則需配備溫控試驗(yàn)箱。

檢測方法

典型的電池模塊跌落性能試驗(yàn)方法步驟如下：

1. 預(yù)處理： 按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)電池模塊進(jìn)行充電至指定SOC（如100% SOC，風(fēng)險(xiǎn)最高狀態(tài)），并在規(guī)定的環(huán)境溫度（如25°C±5°C）下穩(wěn)定。

2. 初始檢查與測量： 記錄外觀狀態(tài)，測量并記錄初始電壓、內(nèi)阻、絕緣電阻等參數(shù)。

3. 姿態(tài)固定與高度設(shè)定： 將電池模塊按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的姿態(tài)（通常包括底面、側(cè)面、棱邊、角三個(gè)方向）牢固固定在跌落試驗(yàn)臺(tái)的釋放裝置上。精確設(shè)定跌落高度（常見高度如1m, 1.5m, 2m，具體依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)）。

4. 執(zhí)行跌落： 啟動(dòng)釋放裝置，使模塊自由跌落到剛性平面上。每個(gè)選定姿態(tài)通常需進(jìn)行至少一次跌落。

5. 撞擊過程監(jiān)控： 使用高速攝像機(jī)記錄撞擊過程，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄沖擊加速度等信號(hào)。

6. 跌落后的處理與靜置： 小心拾取模塊（注意安全防護(hù)），檢查外觀是否有立即的冒煙、起火或泄漏。然后將其放置在安全環(huán)境中（如防爆箱）靜置規(guī)定的時(shí)間（如1小時(shí)），觀察是否發(fā)生延遲性熱失控。

7. 最終檢測與記錄： 靜置期結(jié)束后，再次全面檢查外觀，測量電壓、內(nèi)阻、絕緣電阻，檢查是否有泄漏。對(duì)比跌落前后的數(shù)據(jù)變化，評(píng)估損傷程度。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

電池模塊跌落性能試驗(yàn)需嚴(yán)格遵循國家、國際或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保測試的一致性和權(quán)威性。常用的核心標(biāo)準(zhǔn)包括：

1. GB/T 31485-2015 《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法》： 中國國家標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池模塊需進(jìn)行1米高度的面、棱、角三個(gè)方向的跌落測試（針對(duì)質(zhì)量較輕的模塊，如≤12kg）。測試后要求無電解液泄漏、無起火、無爆炸。

2. GB 38031-2020 《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》： 中國強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)（替代部分31485）。對(duì)跌落測試提出了更具體的要求，通常針對(duì)電池包或系統(tǒng)級(jí)，但對(duì)模塊測試仍有重要參考。可能涉及不同高度（如1m/1.5m）和不同SOC要求。

3. UL 2580 《電動(dòng)汽車用電池安全標(biāo)準(zhǔn)》： 美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)，國際廣泛認(rèn)可。規(guī)定電池或電池系統(tǒng)需承受多次（如4次）不同方向（面、邊、角）的1米高度跌落。要求測試后不起火、不爆炸、不破裂導(dǎo)致內(nèi)部組成部分暴露、絕緣電阻滿足要求。

4. IEC 62660-2:2018 《用于電動(dòng)道路車輛的鋰離子蓄電池第2部分：可靠性和濫用測試》： 國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。包含了針對(duì)電池模塊/單體的跌落測試要求（如1m高度），評(píng)估機(jī)械完整性及電氣安全性。

5. UN 38.3 《聯(lián)合國關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》： 雖然不是專門針對(duì)車載應(yīng)用，但其對(duì)鋰電池運(yùn)輸安全的要求中包含1.2米高度的跌落測試（針對(duì)電池/電池組），是重要的基礎(chǔ)性安全測試。

執(zhí)行檢測時(shí)，務(wù)必明確產(chǎn)品所適用的具體標(biāo)準(zhǔn)及其最新版本要求，因?yàn)椴煌瑯?biāo)準(zhǔn)在跌落高度、次數(shù)、姿態(tài)、SOC狀態(tài)、通過判據(jù)等方面可能存在差異。實(shí)驗(yàn)室需嚴(yán)格按照所選標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行操作和結(jié)果判定。