《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э亟^熱量熱測試方法》編制說明

《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э亟^熱量熱測試方法》

編制說明

一、工作簡況

1.1任務(wù)來源

《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э亟^熱量熱測試方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是由中國汽車工程學(xué)會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)。

文件號中汽學(xué)函【2021】218號，任務(wù)號為2021-58。本標(biāo)準(zhǔn)由中國汽車工程學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車聯(lián)盟

提出，清華大學(xué)、上海理工大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中創(chuàng)

新航科技集團(tuán)股份有限公司、合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司、北京理工大學(xué)、中國人民警察

大學(xué)、廣汽埃安新能源汽車股份有限公司、清華大學(xué)蘇州汽車研究院（吳江）、昆山清安能源科

技有限公司、中國汽車工程研究院股份有限公司、中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、北京新能源汽

車股份有限公司、蘇州智鋰物聯(lián)科技有限公司、深藍(lán)汽車科技有限公司、廣州小鵬汽車科技有

限公司、力神（青島）新能源有限公司、江蘇中興派能電池股份有限公司、榮盛盟固利新能源

科技股份有限公司、蘇州瑪瑞柯測試科技有限公司、中國第一汽車集團(tuán)有限公司等單位聯(lián)合起

草。

1.2編制背景與目標(biāo)

隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的大幅度增長，預(yù)計(jì)到2030年，我國新能源汽車保有量將超過汽車

總保有量的50%。由于電池成本的大幅度下降，純電動(dòng)汽車已經(jīng)成為新能源汽車的主體。目前，

在新能源汽車保有量上升到百萬輛數(shù)量級時(shí)，每年發(fā)生的新能源汽車起火事件高達(dá)千余起，其

中21年官方數(shù)據(jù)為3000余起。新能源汽車的安全問題引發(fā)全社會(huì)范圍的關(guān)注，也成為制約行

業(yè)和企業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題。電動(dòng)汽車的起火事故，主要是由于電池失效引起的。動(dòng)力電

池?zé)崾Э厥请姵厥У暮诵膯栴}，其本質(zhì)是電池內(nèi)各組分材料在高溫下分解形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。反

應(yīng)釋放大量熱量、可燃?xì)怏w和高溫顆粒物，進(jìn)而導(dǎo)致次生的燃燒和爆炸等災(zāi)害，引發(fā)后續(xù)造成

的經(jīng)濟(jì)損失。

標(biāo)準(zhǔn)直面動(dòng)力蓄電池的熱失控問題，一方面通過絕熱量熱（ARC）的測試手段，盡可能減小

測試過程中環(huán)境因素、測量因素對電池?zé)崾Э靥匦栽u估結(jié)果的影響，通過內(nèi)置熱電偶技術(shù)，引

入電池內(nèi)部中心熱失控特征溫度T1，T2和T3，以及計(jì)算熱失控的總能量來對比不同容量、不同

體系、荷電狀態(tài)電池的本征安全性。從而能夠有效地減少“冒煙、起火、爆炸”等無法量化的評

價(jià)方式對評價(jià)結(jié)果的影響，標(biāo)準(zhǔn)化測試能夠量化電池?zé)崾Э靥匦裕貜?fù)性更好，指標(biāo)更客觀。

1.3主要工作過程

1.3.1預(yù)研階段

1

2021年7月，啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作，初步提出三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制內(nèi)容與方向。

1.3.2立項(xiàng)階段

2021年11月，按《中國汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（CSAE）制修訂管理辦法》有關(guān)規(guī)定通過立項(xiàng)

審查，確立鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э睾蜔崽匦詤?shù)測量方法兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制任務(wù)。

1.3.3征求意見階段（含征求意見時(shí)間及意見處理情況的說明）

2021年11月到22年3月份進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的試驗(yàn)操作及驗(yàn)證工作；2022年4月-5月，

牽頭單位組織核心起草單位完成了標(biāo)準(zhǔn)大綱及初稿；2022年6月，籌建了標(biāo)準(zhǔn)工作組，并在

工作組內(nèi)部開展了第一輪征求意見，共收集到17家參與單位的近200多條建議及改進(jìn)意見；

2022年10月，根據(jù)第一輪征求意見，召開第一次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)（線上），會(huì)上對兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)初稿

進(jìn)行起草組內(nèi)部第一次集中討論與內(nèi)容修改，并在會(huì)上收取了相關(guān)意見與建議，完善了兩項(xiàng)標(biāo)

準(zhǔn)初稿；2023年1月，面向更廣泛的動(dòng)力電池及電動(dòng)汽車企業(yè)開展了第二輪意見征求討論

會(huì)，會(huì)上收到來自參加討論單位的30多條意見、建議；2023年4月，完成了對新增意見的處

理與確認(rèn)，并完善了面向社會(huì)征求意見稿和編制說明，并根據(jù)學(xué)會(huì)及聯(lián)盟要求提交審核；2023

年7月，根據(jù)學(xué)會(huì)及聯(lián)盟意見修改完善征求意見稿和編制說明，通過后在學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)信息平臺公

開征求社會(huì)意見。2023年8月，通過汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)平臺面向社會(huì)開展了第三輪征求意

見，標(biāo)準(zhǔn)共收到了來自三家單位的43條意見建議，其中采納41條，部分采納0條，未采納2

條。2023年9月，對第三輪征求意見進(jìn)行了第三次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)（線上），并針對收集的意見

和建議，修改并形成了兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)送審稿和編制說明。

1.3.4審查階段（含審查結(jié)果及意見處理）

2023年11月30日，標(biāo)準(zhǔn)參加了中國汽車工程學(xué)會(huì)2023年度第四次標(biāo)準(zhǔn)系列審查會(huì)議，

會(huì)上來自行業(yè)的8位專家針對本標(biāo)準(zhǔn)提出了20條建議和意見，一致同意本標(biāo)準(zhǔn)通過審查。會(huì)

后牽頭單位及標(biāo)準(zhǔn)起草組認(rèn)真總結(jié)專家建議，采納上述20條意見，未采納0條。

1.3.5報(bào)批階段

2024年2月，提交中國汽車工程學(xué)會(huì)報(bào)批。

1.4主要起草人、單位及承擔(dān)工作

姓名單位承擔(dān)工作

馮旭寧清華大學(xué)主要起草、檢查、修改標(biāo)準(zhǔn)文件

主要起草標(biāo)準(zhǔn)文件，組織征求意見以及提交

金昌勇清華大學(xué)

材料

程蕊中國汽車工程學(xué)會(huì)主要指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)文件修改，規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化文

2

件內(nèi)容

盧蘭光清華大學(xué)主要檢查、修改標(biāo)準(zhǔn)文件

徐成善清華大學(xué)主要檢查、修改標(biāo)準(zhǔn)文件

鄭岳久上海理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論

熊瑞北京理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見

楊瑞鑫北京理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見

王晨旭北京理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見

王青松中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論等工作

金凱強(qiáng)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論等工作

秦鵬中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論等工作

蘇州智鋰物聯(lián)科技

李立國參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見

有限公司

孫躍東上海理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)討論，完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

何鵬林參與標(biāo)準(zhǔn)討論，完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

化研究院

中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

徐思文雨參與標(biāo)準(zhǔn)討論，完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

化研究院

王淮斌中國人民警察大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論等工作

合肥國軒高科動(dòng)力

王萍標(biāo)準(zhǔn)討論，反饋標(biāo)準(zhǔn)意見，標(biāo)準(zhǔn)化修改

能源有限公司

中國汽車技術(shù)研究

王芳參與標(biāo)準(zhǔn)討論，完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

中心有限公司

中國汽車技術(shù)研究

馬天翼標(biāo)準(zhǔn)討論，反饋標(biāo)準(zhǔn)意見，標(biāo)準(zhǔn)化修改

中心有限公司

參與標(biāo)準(zhǔn)起草、修訂、迎審工作。針對熱電

深藍(lán)汽車科技有限

楊輝前偶布置、設(shè)備參數(shù)設(shè)備等提出多項(xiàng)優(yōu)化意見

公司

并被采納。

中創(chuàng)新航科技集團(tuán)

楊聚平參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見

股份有限公司

蔣述康中創(chuàng)新航科技集團(tuán)參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見

3

股份有限公司

廣汽埃安新能源汽提供測試樣件,配合進(jìn)行測試工作,參與標(biāo)準(zhǔn)

王清泉

車股份有限公司建立討論和相關(guān)工作

江蘇中興派能電池

吳正能參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見

股份有限公司

江蘇中興派能電池

黃艷陽參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見

股份有限公司

廣汽埃安新能源汽提供測試樣件,配合進(jìn)行測試工作,參與標(biāo)準(zhǔn)

高振宇

車股份有限公司建立討論和相關(guān)工作

合肥國軒高科動(dòng)力

高穎標(biāo)準(zhǔn)討論，反饋標(biāo)準(zhǔn)意見

能源有限公司

力神（青島）新能討論熱失控絕熱量熱測試方法的具體實(shí)施步

李慧芳

源有限公司驟，提供數(shù)據(jù)支持。

力神（青島）新能討論熱失控絕熱量熱測試方法的具體實(shí)施步

王帝

源有限公司驟，提供數(shù)據(jù)支持。

蘇州瑪瑞柯測試科鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э亟^熱量熱測試方法

薛鋼

技有限公司驗(yàn)證工作

榮盛盟固利新能源

吳寧寧編寫標(biāo)準(zhǔn)及測試方法的驗(yàn)證工作

科技股份有限公司

榮盛盟固利新能源

劉正耀編寫標(biāo)準(zhǔn)及測試方法的驗(yàn)證工作

科技股份有限公司

中國汽車工程研究

張亞明參與標(biāo)準(zhǔn)討論與完善

院股份有限公司

中國汽車工程研究

趙志偉參與標(biāo)準(zhǔn)討論與完善

院股份有限公司

清華大學(xué)蘇州汽車

董金聰標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研分析，草案編制和修訂

研究院（吳江）

清華大學(xué)蘇州汽車

趙慶良測試方法制定與驗(yàn)證工作

研究院（吳江）

劉中憲深藍(lán)汽車科技有限全程參與標(biāo)準(zhǔn)起草、修訂、迎審工作。針對

4

公司熱電偶布置、設(shè)備參數(shù)設(shè)備等提出多項(xiàng)優(yōu)化

意見并被采納。

廣州小鵬汽車科技協(xié)助工作組籌建,參與兩輪標(biāo)準(zhǔn)討論,協(xié)助完

仲亮

有限公司成征求意見修改稿

廣州小鵬汽車科技參與兩輪標(biāo)準(zhǔn)討論,協(xié)助完成征求意見修改

劉源

有限公司稿

蘇州智鋰物聯(lián)科技

洪木南參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見

有限公司

北京新能源汽車股

李寧參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見

份有限公司

北京新能源汽車股

王世新參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見

份有限公司

中國第一汽車集團(tuán)

王書洋參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見

有限公司

昆山清安能源科技

鄭思奇參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見

有限公司

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容

2.1標(biāo)準(zhǔn)制定原則

國外的電池安全測試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有ISO12405-2、IEC62660-2、IEC62660-3、SAEJ2929、

UL1624及UL2580等，主要面向熱濫用、電濫用及機(jī)械濫用情況下鋰電池是否發(fā)生冒煙、起

火、爆炸等現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)范。已有國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)缺少對電池?zé)崾Э靥卣鲄?shù)、能量釋放的定量描述。

在與國內(nèi)外動(dòng)力蓄電池廠商和整車制造商開展項(xiàng)目合作的過程中，牽頭單位充分了解到國內(nèi)外

相關(guān)單位急需對鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э乇菊靼踩詼y試評價(jià)方法。結(jié)合牽頭單位在動(dòng)力蓄電

池?zé)岚踩I(lǐng)域多年的科學(xué)研究和豐富的測試經(jīng)驗(yàn)，與相關(guān)合作起草單位一起提出并研制了《鋰

離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э亟^熱量熱測試方法》。

考慮到能夠指導(dǎo)電池本征安全設(shè)計(jì)，熱失控絕熱加速量熱測試標(biāo)準(zhǔn)對被測電池的推薦要求

是，具有內(nèi)置熱電偶，對于熱電偶的要求則是耐溫達(dá)到1300℃的K型鎧裝熱電偶，對于特征

溫度的提取是采用內(nèi)置熱電偶上的數(shù)據(jù)，可以獲取電池內(nèi)部中心熱失控特征溫度T1，T2和T3，

以及計(jì)算熱失控的總能量來對比不同容量、不同體系、不同形狀、荷電狀態(tài)電池的本征安全性。

2.1.1通用性原則

5

本標(biāo)準(zhǔn)提出的鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э氐慕^熱加速量熱測試方法適用于不同容量、不同體

系和不同形狀的動(dòng)力蓄電池，通用性高。

2.1.2指導(dǎo)性原則

通過引入內(nèi)置熱電偶的特征溫度可以對比不同體系電池的本征安全性，解決動(dòng)力蓄電池?zé)?/p>

失控評價(jià)指標(biāo)的定量問題。為動(dòng)力電池安全評價(jià)、安全設(shè)計(jì)、安全使用提供更客觀的數(shù)據(jù)支撐。

2.1.3協(xié)調(diào)性原則

作為精確度更高、更具有指導(dǎo)意義的方法，更能評價(jià)動(dòng)力蓄電池本征安全性。標(biāo)準(zhǔn)提出的

測量方法與目前使用的方法協(xié)調(diào)統(tǒng)一、互不交叉。

2.1.4兼容性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э氐慕^熱加速量熱測試方法同樣適用于其他領(lǐng)域及其

他用途的鋰離子電池如儲能電池、消費(fèi)類產(chǎn)品電池（手機(jī)、電腦）、其他運(yùn)載工具電池（輪船、

飛機(jī)等），兼容性高。

2.1.5規(guī)范性原則

本文件按照GB1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)

定進(jìn)行編制。

2.2標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)正文共分為8章，后7章是附錄A-附錄G。本標(biāo)準(zhǔn)包含了對樣品準(zhǔn)備、測試方法、

數(shù)據(jù)處理等試驗(yàn)環(huán)節(jié)的說明與規(guī)范，在附錄中對鋰離子動(dòng)力蓄電池單體內(nèi)置熱電偶、絕熱加速

量熱儀測試原理和校準(zhǔn)漂移、鋰離子電池組分材料熱穩(wěn)定性評價(jià)方法、電池組分材料質(zhì)量比測

定等進(jìn)行了說明。內(nèi)容包括范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、符號和縮略語、測試條件、儀

器設(shè)備、測試原理、樣品準(zhǔn)備、測試方法和數(shù)據(jù)處理。標(biāo)準(zhǔn)對測試輸入物、測試儀器、測量輸出

物均做出了要求：

1.對測試輸入物的要求，本標(biāo)準(zhǔn)的測試對象為車用鋰離子動(dòng)力蓄電池。測試電池推薦使用

耐高溫內(nèi)置熱電偶，要求內(nèi)置的熱電偶不會(huì)對電池的電性能、熱性能及密封性產(chǎn)生影響。熱電

偶的最大工作溫度需大于1300℃，直徑應(yīng)小于等于1mm。另外，在已知電池極芯質(zhì)量和比熱

容的前提下，按照本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法可以計(jì)算得到該電池在熱失控測試過程中的產(chǎn)熱量。

2.對測試儀器的要求，絕熱加速量熱儀為具有“加熱-等待-搜尋-絕熱追蹤”模式的大容量

絕熱加速量熱儀，溫控精度大于±0.01℃，升溫速率0.02℃/min~200℃/min。數(shù)據(jù)采集器

溫度最高分辨率為0.01℃，測溫范圍為-200℃~2000℃；電壓最高分辨率為1mV，電壓測量

范圍為10mV~100V。

6

3.對于測量輸出物的要求，要求輸出物中包含絕熱加速量熱儀的主熱電偶溫度、環(huán)境溫度、

加熱腔體溫度等數(shù)據(jù)，輸出物還應(yīng)包含內(nèi)置熱電偶的溫度數(shù)據(jù)及被測電池的電壓數(shù)據(jù)。

2.3關(guān)鍵技術(shù)問題說明

絕熱加速量熱儀(ARC)基于絕熱原理設(shè)計(jì)，可測試較大的電池樣品，靈敏度高，能精確測得

樣品熱分解初始溫度、絕熱分解過程中溫度隨時(shí)間的變化曲線、電池單體發(fā)生熱失控的溫度和

熱失控過程最高溫度。

ARC由量熱腔體、頂蓋、熱電偶、電腦及控制系統(tǒng)組成，其中頂蓋與量熱腔中內(nèi)置有加熱器

及控制系統(tǒng)，ARC測試過程中，腔體頂蓋的加熱器，腔體的加熱器及底部加熱器能保持腔內(nèi)溫度

與被測樣品相同，并及時(shí)補(bǔ)充被測樣品與其周圍環(huán)境之間的散熱損失，從而維持被測樣品的絕

熱測試環(huán)境，進(jìn)而能夠測量樣品的本征熱反應(yīng)屬性。

蓋子

數(shù)據(jù)采集

主熱電偶

量熱腔體

底部

電腦

絕熱加速量熱儀

（ARC）

圖1絕熱加速量熱儀測試的連接示意圖

ARC測試之前應(yīng)先對ARC進(jìn)行校準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)將動(dòng)力蓄電池單體或內(nèi)置熱電偶的電池單體作

為測試對象，將待測電池單體置于絕熱加速量熱腔里，并用支架夾具固定，使得被測對象懸空

于量熱腔中，若受電池尺寸或重量限制，無法使用支架夾具時(shí)，則使用隔熱材料墊住電池，避

免電池直接接觸腔體。

使用耐高溫膠帶將ARC的主熱電偶貼緊被測電池單體，除此之外，主熱電偶宜用支架夾具

進(jìn)行機(jī)械夾持，并固定在電池大面形心的位置上，避免因電池表面絕緣膜變形導(dǎo)致的主熱電偶

脫落。將電壓線和內(nèi)置熱電偶的連接線引出并與數(shù)據(jù)采集器相連，開始測試。絕熱加速量熱儀

的參數(shù)設(shè)置見表1。不同電池容量下加速量熱儀的建議等待時(shí)間設(shè)置見表2。

表1.加速量熱儀參數(shù)設(shè)置

設(shè)置名稱定義建議值

初始溫度第一次進(jìn)入搜尋階段的溫度值50℃

溫度臺階不同次搜尋階段的溫度調(diào)整值5℃

7

等待時(shí)間被測對象與腔體進(jìn)行熱平衡的時(shí)間見表2

判定電池的自產(chǎn)熱溫升速率是否超過

搜尋時(shí)間10min

閾值的時(shí)間

判定電池單體進(jìn)入自產(chǎn)熱階段的溫升

自產(chǎn)熱溫升速率閾值0.02℃/min

速率值

冷卻溫度ARC開啟冷卻的溫度值300℃

注：上述參數(shù)設(shè)置均為一般情況建議值，可根據(jù)測試需求進(jìn)行修改。

表2.不同電池容量對應(yīng)的加速量熱儀的推薦等待時(shí)間

電池容量（Ah）等待時(shí)間（min）

1～530

6～2045

21～6055

61～12060

121及以上65

絕熱加速量熱儀的工作原理如圖2所示，絕熱加速量熱儀采用的是“加熱-等待-搜尋-絕熱

追蹤”工作模式。在“加熱”階段，量熱儀的溫度按設(shè)定的加熱幅度升高；在“等待”階段，控

制器通過比較被測樣品溫度與腔體各個(gè)區(qū)域的溫度，保持絕熱，當(dāng)腔體內(nèi)的溫度處于均勻平衡

狀態(tài)時(shí)，測試系統(tǒng)進(jìn)入“搜尋”階段；在“搜尋”階段，將被測樣品的溫升速率與設(shè)定的閾值

（一般為0.02℃/min）相比較，如果前者小于等于后者，則進(jìn)行下一個(gè)“加熱—等待—搜尋”

循環(huán)；如果系統(tǒng)檢測到被測樣品的溫升大于設(shè)定的閾值，則測試系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入“絕熱追蹤”模式。

在“絕熱追蹤模式”中，ARC控制器根據(jù)量熱腔各個(gè)區(qū)域溫度與樣品測試溫度的差異調(diào)整量熱腔

各個(gè)加熱器啟停時(shí)間，從而維持量熱腔溫度與樣品溫度的一致，直到被測樣品發(fā)生熱失控或達(dá)

到設(shè)定的最高溫度。

圖2絕熱加速量熱儀的工作原理

熱失控測試按照以下步驟進(jìn)行：

8

a)量熱儀腔體開啟加熱模式，對被測電池單體進(jìn)行加熱，直到被測電池單體主熱電偶溫

度達(dá)到初始溫度50℃；

b)按照表2設(shè)置的等待時(shí)間，等待電池溫度與目標(biāo)溫度平衡；

c)在搜尋時(shí)間10min內(nèi)，ARC自動(dòng)計(jì)算被測電池單體的溫升速率，若被測電池單體在10

min內(nèi)的平均自產(chǎn)熱溫升速率小于0.02℃/min，則進(jìn)入臺階加熱模式；

d)在臺階加熱模式中，腔體整體升溫一個(gè)溫度臺階5℃，并重復(fù)上述b）和c）步驟，直

到被測電池單體在10min內(nèi)的平均自產(chǎn)熱溫升速率大于或等于0.02℃/min，此時(shí)電池單體進(jìn)

入自產(chǎn)熱階段，量熱腔體進(jìn)入絕熱追蹤模式，記錄此時(shí)刻的熱電偶溫度為電池單體的自產(chǎn)熱溫

度；

e)絕熱追蹤階段，量熱腔對電池單體的溫度進(jìn)行絕熱追蹤，直到主熱電偶溫度大于300℃，

然后開啟冷卻模式；

f)在冷卻階段，加熱腔停止加熱，開啟ARC內(nèi)的冷卻系統(tǒng)對腔體進(jìn)行降溫。

2.4標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

獲取電池單體ARC測試的熱失控特征溫度和總放熱量。

T1為電池單體內(nèi)置熱電偶的自產(chǎn)熱起始溫度，由最后一個(gè)搜尋階段測得的電池內(nèi)部溫度來

確定；T1’為ARC主熱電偶采集到的自產(chǎn)熱起始溫度，通過主熱電偶測得的最后一個(gè)搜尋階段

的溫度來確定。

T2為電池單體內(nèi)置熱電偶的熱失控觸發(fā)溫度，定義為內(nèi)置熱電偶溫升速率連續(xù)大于等于

1℃/s時(shí)的溫度；T2’為ARC主熱電偶采集到的熱失控溫度，定義為主熱電偶溫升速率連續(xù)大

于等于1℃/s時(shí)的溫度。

內(nèi)置熱電偶的采樣頻率為0.1s一個(gè)溫度點(diǎn)，內(nèi)置熱電偶連續(xù)10個(gè)采樣點(diǎn)的溫升速率大于或等于0.1℃/0.1

s，則定義第5個(gè)采樣點(diǎn)的溫度為內(nèi)置熱電偶的熱失控觸發(fā)溫度T2；對于采樣頻率不足0.1s的主熱電偶溫度，連

續(xù)多個(gè)采樣點(diǎn)主熱電偶的溫升速率大于或等于1℃/s，且多個(gè)采樣點(diǎn)的總時(shí)長大于3s，則中間采樣時(shí)間的溫度

定義為主熱電偶的熱失控溫度T2’。如電池?zé)崾Э販y試過程中，全程溫升速率低于1℃/s，則T2定義為溫升速率

dT/dt發(fā)生劇烈變化時(shí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)溫度。

T3為電池單體熱失控過程中內(nèi)置熱電偶記錄的最高溫度；T3’為ARC主熱電偶記錄的最高

溫度。

熱失控放熱總能量按照式（1）和（2）計(jì)算。

……………（1）

QkCpMT

9

…………………（2）

TT=-T31

Q——放熱量，單位為焦耳（J）；

k——修正系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)值為0.9；

Cp——極芯比熱容，單位為焦耳每千克開爾文（J/（kg·K)）；

M——極芯質(zhì)量，單位為千克（kg）；

ΔT——溫升，單位為攝氏度（℃）。

材料組分熱穩(wěn)定性測試和電池組份質(zhì)量比測試可參見附錄E、附錄F，ARC與DSC測試

結(jié)果聯(lián)用對比分析示意圖見附錄G。

2.5標(biāo)準(zhǔn)工作基礎(chǔ)

編寫組牽頭單位是清華大學(xué)歐陽明高院士團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)深耕動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э貦C(jī)理、測試、

防護(hù)技術(shù)多年，具備完整的動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э販y試設(shè)備和技術(shù)基礎(chǔ)。自項(xiàng)目開展以來，牽頭單

位聯(lián)合參與單位，包括動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)廠商、整車企業(yè)、科研團(tuán)隊(duì)與測試機(jī)構(gòu)在熱失控測試方

面開展了廣泛的合作。依據(jù)本文件說明的方法已經(jīng)測得近百款鋰電池的熱失控特征參數(shù)，材料

體系包括磷酸鐵鋰/石墨體系、三元鎳鈷錳鋰/石墨體系、三元鎳鈷錳鋰/硅碳體系、鈷酸鋰/石墨

體系、三元鎳鈷鋁鋰/石墨體系、鈷酸鋰/鈦酸鋰體系等。測試成果發(fā)表到能源領(lǐng)域頂刊Applied

Energy，2019，246:53-64，目前引用已超過370次。本標(biāo)準(zhǔn)具有一定的先進(jìn)性、通用性、科

學(xué)性和可操作性。

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

清華大學(xué)馮旭寧發(fā)表的論文和數(shù)據(jù)，“J.PowerSources，2014，272:457-467”，首次

闡述了EV-ARC的最佳用途，并首次報(bào)道了大尺寸鋰離子電池?zé)崾Э氐慕^熱測試。

自2012年以來，馮旭寧博士和團(tuán)隊(duì)通過建模和實(shí)驗(yàn)研究了使用標(biāo)準(zhǔn)ARC和使用EV-ARC的

測試條件之間的差異。首先提出絕熱環(huán)境產(chǎn)生于兩個(gè)主要因素：（1）通過EV-ARC的良好校準(zhǔn)和

溫度傳感器的可靠連接，保證TR過程中的絕熱環(huán)境。（2）成功測量內(nèi)部溫度，使大尺寸電池的

TR結(jié)果可重復(fù)。在解決了這兩個(gè)問題后，首次實(shí)現(xiàn)了使用EV-ARC的大尺寸鋰離子電池的TR測

試，如圖所示。

世界最大的鋰離子電池絕熱加速量熱儀設(shè)備商英國THT公司開具的推薦信中這樣描述：“馮

博士及其團(tuán)隊(duì)的TR測試方法得到了其他THT客戶的認(rèn)可和EV-ARC的驗(yàn)證，其TR測試結(jié)果在全

球范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注。核心方法支持我們在歐洲和美國建立新能源電池測試中心分支機(jī)構(gòu)

（馮博士及其團(tuán)隊(duì)的TR測試結(jié)果公布后），我們收到了來自世界各地的更多訂單”，如圖所示。

10

圖3.英國THT（Thermalhazardtechnology）公司開具的推薦信

11

圖4.英國THT公司推薦信中的合作單位情況

圖5所示為牽頭單位聯(lián)合起草單位測試的鋰離子動(dòng)力蓄電池ARC熱失控特征溫度分布數(shù)據(jù)

庫。

圖5.鋰離子動(dòng)力蓄電池ARC測試熱失控特征溫度分布數(shù)據(jù)庫

標(biāo)準(zhǔn)牽頭單位科研團(tuán)隊(duì)大量的論文、模型、項(xiàng)目依靠ARC測量得到的電池?zé)崾Э財(cái)?shù)據(jù)結(jié)果，

基于上百款動(dòng)力電池（材料、尺寸均不同）的測試結(jié)果，提煉出了熱失控的共性特征溫度，為

動(dòng)力電池的安全性評價(jià)提供了可比的方法。目前，經(jīng)過絕熱加速量熱儀生產(chǎn)廠商的推廣，以及

國內(nèi)外同行的交流，該測試方法廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)外50余家知名研究機(jī)構(gòu)、測試結(jié)構(gòu)以及生產(chǎn)

廠商，在準(zhǔn)確評價(jià)電池本質(zhì)安全性方面，得到了行業(yè)的普遍認(rèn)可。

12

四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

本標(biāo)準(zhǔn)可能涉及到款7.1、附錄B中的相關(guān)專利的使用，目前專利“絕熱量熱儀”已授權(quán)，

專利授權(quán)號為ZL201910132212.8，專利持有人為清華大學(xué)和中國汽車技術(shù)研究中心有限公司。

可能涉及款6.1、附錄A中的相關(guān)專利的使用，目前專利“鋰離子動(dòng)力電池內(nèi)部溫度測試方法及

測試系統(tǒng)”以及“電池內(nèi)部溫度測量方法”已授權(quán)，專利授權(quán)號為ZL202010100826.0和

ZL201910737805.7，專利持有人為清華大學(xué)。

該專利持有人已向本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)承諾，他愿意同任何申請人在合理且無歧視的條款和

條件下，就專利授權(quán)許可進(jìn)行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)備案。

五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用的情況

當(dāng)前對動(dòng)力電池安全性、市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)還是以“冒煙、起火、爆炸”為核心評價(jià)方式，上述

評價(jià)都是電池?zé)崾Э匾l(fā)的后果，這類評價(jià)方式雖然能夠從一定程度上代表電池的安全性，也

對現(xiàn)有產(chǎn)品的安全運(yùn)行起到了積極的作用。但是，面對動(dòng)力電池向著高比能量方向的發(fā)展，以

及實(shí)際事故頻發(fā)的現(xiàn)狀，現(xiàn)有評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)仍有提升的空間，也即需要直面“冒煙、起火、爆炸”的

本質(zhì)原因——電池?zé)崾Э貑栴}，開展直接的測試。文件直面動(dòng)力電池的熱失控問題，通過絕熱

量熱的測試手段，盡可能地減小測試過程中環(huán)境因素、測量因素對電池?zé)崾Э靥匦栽u估結(jié)果的

影響，通過內(nèi)置熱電偶技術(shù)，測得電池內(nèi)部中心的熱失控特征溫度T1，T2和T3，用于計(jì)算熱失

控的總能量，從而評價(jià)不同容量、不同體系、荷電狀態(tài)電池的本征安全性。

該方法使得電池本征安全屬性能夠在標(biāo)準(zhǔn)化的測試條件下可定量對比，為動(dòng)力電池的本質(zhì)

安全屬性評價(jià)提供重要的參考性指標(biāo)。將能夠客觀地評價(jià)某款動(dòng)力電池的安全性，為我國新能

源汽車行業(yè)統(tǒng)一思想，團(tuán)結(jié)一致，進(jìn)一步設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出本質(zhì)安全的動(dòng)力蓄電池指明方向。

六、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比情況，國內(nèi)外關(guān)鍵

指標(biāo)對比分析或與測試的國外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對比情況

國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有ISO12405-2、IEC62660-2、IEC62660-3、SAEJ2929、UL1624及UL

2580等，都對鋰電池在濫用條件下的安全性進(jìn)行了約束與規(guī)范，主要面向熱濫用、電濫用及機(jī)

械濫用情況下鋰電池不應(yīng)發(fā)生起火、爆炸等現(xiàn)象，目前沒有相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)采用絕熱量熱儀來對

鋰電池進(jìn)行安全性測試。本文采用絕熱量熱儀對電池進(jìn)行安全測試，可以獲取不同體系，不同

尺寸電池的熱失控特征溫度T1，T2，T3，以及熱失控過程的總放熱量。上述參數(shù)可以指導(dǎo)電池制

造廠家提出有針對性的鋰電池安全性改進(jìn)措施，逐步提升電池的安全性。

13

本文與安徽省地方性標(biāo)準(zhǔn)DB34/T3377-2019有部分測試原理相同，但本文對被測電池的

要求是，推薦具有內(nèi)置熱電偶，對于熱電偶的要求是耐溫達(dá)到1300℃的K型熱電偶，本文對

于特征溫度的提取是采用內(nèi)置熱電偶上的數(shù)據(jù)，進(jìn)而獲得電池?zé)崾Э剡^程的總能量。

七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)

調(diào)性

本標(biāo)準(zhǔn)符合國家有關(guān)法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求，與現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

相協(xié)調(diào)。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

尚無。

九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明

本標(biāo)準(zhǔn)為中國汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，屬于團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，供學(xué)會(huì)會(huì)員和社會(huì)自愿使用。

十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

嚴(yán)格按照本標(biāo)準(zhǔn)提出的試驗(yàn)方法對動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э貐?shù)進(jìn)行測試，對試驗(yàn)人員進(jìn)行理論

學(xué)習(xí)和操作培訓(xùn)，保證檢測方法操作的準(zhǔn)確性。

十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

十二、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)

無。

標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2023年1月30日

14

《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э亟^熱量熱測試方法》

編制說明

一、工作簡況

1.1任務(wù)來源

《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э亟^熱量熱測試方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是由中國汽車工程學(xué)會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)。

文件號中汽學(xué)函【2021】218號，任務(wù)號為2021-58。本標(biāo)準(zhǔn)由中國汽車工程學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車聯(lián)盟

提出，清華大學(xué)、上海理工大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、中創(chuàng)

新航科技集團(tuán)股份有限公司、合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司、北京理工大學(xué)、中國人民警察

大學(xué)、廣汽埃安新能源汽車股份有限公司、清華大學(xué)蘇州汽車研究院（吳江）、昆山清安能源科

技有限公司、中國汽車工程研究院股份有限公司、中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、北京新能源汽

車股份有限公司、蘇州智鋰物聯(lián)科技有限公司、深藍(lán)汽車科技有限公司、廣州小鵬汽車科技有

限公司、力神（青島）新能源有限公司、江蘇中興派能電池股份有限公司、榮盛盟固利新能源

科技股份有限公司、蘇州瑪瑞柯測試科技有限公司、中國第一汽車集團(tuán)有限公司等單位聯(lián)合起

草。

1.2編制背景與目標(biāo)

隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的大幅度增長，預(yù)計(jì)到2030年，我國新能源汽車保有量將超過汽車

總保有量的50%。由于電池成本的大幅度下降，純電動(dòng)汽車已經(jīng)成為新能源汽車的主體。目前，

在新能源汽車保有量上升到百萬輛數(shù)量級時(shí)，每年發(fā)生的新能源汽車起火事件高達(dá)千余起，其

中21年官方數(shù)據(jù)為3000余起。新能源汽車的安全問題引發(fā)全社會(huì)范圍的關(guān)注，也成為制約行

業(yè)和企業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題。電動(dòng)汽車的起火事故，主要是由于