燃烧试验机如何复现电池安全认证助车企过审​

燃烧试验机如何复现电池安全认证助车企过审

上海简户仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,专业生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司，是一家具有研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备的公司。经验丰富，并得到许多国内外厂商的信赖与支持。现在我们成为许多品牌的供应商。

摘要： 随着新能源汽车产业的快速发展，动力电池安全已成为制约行业健康发展的关键因素。为满足日益严格的强制性认证标准（如GB 38031-2020、UN ECE R100等），整车企业亟需在研发阶段对电池系统进行全面的热失控安全验证。电池燃烧试验机作为关键的测试装备，通过精准复现过充、针刺、加热等**失效场景，为评估电池系统的耐火完整性、热失控蔓延特性及火焰抑制效能提供了科学依据。本文系统论述了燃烧试验机在解决“失效场景复现难、热蔓延机制不清晰、被动防护设计验证缺失"等行业难题中的核心技术原理，阐明了其如何为车企构建完整的安全认证数据链，从而显著提升认证通过率。

关键词： 动力电池；安全认证；燃烧试验机；热失控；**失效场景；被动安全

1. 引言：电池安全认证——新能源汽车市场的准入壁垒

全球范围内，针对动力电池的安全法规日趋严苛。中国的强制性国家标准GB 38031-2020（《电动汽车用动力蓄电池安全要求》）及欧盟的UN ECE R100-03等法规，均明确要求电池系统必须通过包括热扩散、过充、短路、针刺等一系列安全性测试。认证失败不仅意味着巨大的经济与时间损失，更将直接危及品牌声誉与市场准入。然而，电池热失控是一个涉及电、热、化学多场耦合的**复杂过程，其在实验室环境下的可重复、可测量复现是车企面临的首要技术挑战。电池燃烧试验机正是在此背景下，成为连接“工程设计与法规符合性"之间**的桥梁。

2. 行业核心难题与燃烧试验机的认证支撑作用

2.1 难题一：法规测试场景的精准与可重复复现
认证标准对触发热失控的测试条件（如加热板温度、针刺速度与深度、过充电流倍率）有明确规定。手工或简易装置难以实现精准的边界条件控制，导致测试结果离散、重复性差，无法形成有效的认证证据。

• 试验机解决方案：

1. 法规符合性触发模块： **燃烧试验机集成程序化控制的加热系统（可达800℃以上，精度±2℃）、高精度伺服针刺机构（位移精度0.1mm）及大功率可编程电源，能够严格按照法规要求的时序与参数（如GB 38031要求的加热至300%SOC电池发生热失控或持续至130%SOC）执行测试，确保每次触发条件的同一性，为认证提供具有公信力的可重复数据。

2. 标准化测试环境： 试验箱体提供密闭、稳定的测试空间，排除了外界气流、温湿度波动的干扰，使得不同批次、不同型号电池的测试结果具备可比性，这是通过认证的基本前提。

2.2 难题二：热失控蔓延机制与乘员舱安全时间的量化评估
法规核心要求之一，是在单个电芯热失控后，电池系统必须为乘员预留不少于5分钟的预警时间。如何量化评估热蔓延速度并验证其符合性，是系统级设计的难点。

• 试验机解决方案：
  全周期多维度数据采集系统： 试验机配备的高温热电偶阵列（可布置于每个电芯表面及模组间隙）、压力传感器及高速摄像系统，能够完整记录从第一个电芯触发到热蔓延至整个模块的全过程温度场、压力波及火焰传播路径。通过对这些数据的分析，工程师可以精确计算出热蔓延至关键边界（如电池包上盖）的时间，从而直接验证其是否满足“5分钟"安全要求，并为优化隔热、导流设计提供精准方向。

2.3 难题三：被动安全防护系统的有效性验证
电池包的被动安全设计，包括防火隔热层、泄压阀、陶瓷化阻燃云母板等，需要在真实火焰环境中验证其效能。

• 试验机解决方案：
  一体化耐火与抑火测试平台： 试验机不仅用于触发热失控，更是一个评估被动安全组件性能的**考场。

• 耐火完整性测试： 将装有防火涂层的电池包上盖置于试验机中，施加标准时间-温度曲线（如UL 94 V-0燃烧测试）的火焰，测试其背火面温度与是否被击穿，验证其能否有效阻隔火焰蔓延至乘员舱。

• 泄压与导流效能评估： 通过高速摄像和压力传感器，直观观察泄压阀在热失控瞬间的开启压力、开启时间及喷射火焰的方向，判断其设计是否能有效引导高温喷发物远离乘员，避免“定向喷射"风险。

3. 技术原理与认证应用流程

燃烧试验机的技术核心在于构建一个 “受控的**环境" ，将不可预测的电池失效转化为可测量、可分析的科学数据。其在认证中的应用流程通常为：

1. 法规解读与测试方案制定： 根据目标市场法规，在试验机上设定对应的触发方式与判定条件。

2. 失效模式与效应分析： 通过试验，识别电池包在**工况下的失效模式（如最早破裂点、最易蔓延路径）。

3. 设计迭代与优化： 基于测试数据，改进热管理、结构防护与BMS预警策略。

4. 生成认证报告： 输出符合法规要求的、包含完整数据链（温度、电压、影像）的测试报告，提交给认证机构。

4. 结论与展望

电池燃烧试验机已超越单纯的测试工具范畴，成为新能源汽车产业链中确保产品合规、规避上市风险的战略性装备。它通过科学复现**失效场景，为车企提供了从“理解风险"到“验证设计"再到“通过认证"的全流程解决方案。随着电池能量密度的持续攀升与固态电池等新技术的应用，未来的燃烧试验机将需要集成更复杂的多应力耦合加载（如机械冲击后热失控）与更智能的在线诊断能力，持续为动力电池的安全认证与技术进步构筑坚实防线。

关于我们

• 上海简户仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司，研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备。经验丰富，并得到许多国内外厂商的信赖与支持。自公司成立以来,多次服务于国内外大学和研究所等检测机构,如清华大学、苏州大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、法国申美检测、中科院物理所、中科院，SGS等**单位提供实施室方案和设备及其相关服务。努力开发半导体、光电、光通讯、航天太空、生物科技、食品、化工、制药等行业产品所需的测试设备装置。公司拥有一支的研发、生产和售後队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点。

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• 　上海简户荣获企业，表明上海简户在技术、科技成果转化、拥有自主知识产权等方面得到了国家的高度认可。简户一直秉承"服务以人为本"的宗旨，为广大客户提供精良的设备及优质的服务，提供的送货上门、安装调试、一年的设备保养、终身维修，技术指导服务。始终如一的以"努力、合作、飞跃"的精神自我完善、不断发展、让客户与公司实现双赢局面。
  

• 简户是集设计、销售、研发、维修服务等为一体的综合集团公司，从产品的研发到售后服务，每一个环节之间，都以客户的观点与需求作为思考的出发点，提供的环境设备。公司创始人从事仪器设备行业20余年，经验丰富、资历雄厚，带领简户公司全体同仁携手共建辉煌明天。公司成立以来，积极投入电子电工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研单位等行业所需的产品测试设备装置。
  

• 简户拥有一支的研发、生产和售后服务队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点，目前拥有博士学位2人，硕士5人，参与环境试验箱国家标准起草和发行。企业制定标准，行业里通过ISO9001。是中国仪器仪表学会会员和理事单位。曾荣获CCTV《中国仪器仪表20强品牌》殊荣，2010年入驻上海世博会民企馆。简户自创办以来，参与3项国家标准起草与制定，获得40+件原创知识产权、软著、集成电路)，6次获得上海科技型中小企业称号，合作过3200+家合作客户(其中世界500强高校600家)。
  

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