燃燒試驗機如何復現電池安全認證助車企過審

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,專業生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，是一家具有研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備的公司。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。現在我們成為許多品牌的供應商。

摘要： 隨著新能源汽車產業的快速發展，動力電池安全已成為制約行業健康發展的關鍵因素。為滿足日益嚴格的強制性認證標準（如GB 38031-2020、UN ECE R100等），整車企業亟需在研發階段對電池系統進行全面的熱失控安全驗證。電池燃燒試驗機作為關鍵的測試裝備，通過精準復現過充、針刺、加熱等**失效場景，為評估電池系統的耐火完整性、熱失控蔓延特性及火焰抑制效能提供了科學依據。本文系統論述了燃燒試驗機在解決“失效場景復現難、熱蔓延機制不清晰、被動防護設計驗證缺失"等行業難題中的核心技術原理，闡明了其如何為車企構建完整的安全認證數據鏈，從而顯著提升認證通過率。

關鍵詞： 動力電池；安全認證；燃燒試驗機；熱失控；**失效場景；被動安全

1. 引言：電池安全認證——新能源汽車市場的準入壁壘

全球范圍內，針對動力電池的安全法規日趨嚴苛。中國的強制性國家標準GB 38031-2020（《電動汽車用動力蓄電池安全要求》）及歐盟的UN ECE R100-03等法規，均明確要求電池系統必須通過包括熱擴散、過充、短路、針刺等一系列安全性測試。認證失敗不僅意味著巨大的經濟與時間損失，更將直接危及品牌聲譽與市場準入。然而，電池熱失控是一個涉及電、熱、化學多場耦合的**復雜過程，其在實驗室環境下的可重復、可測量復現是車企面臨的首要技術挑戰。電池燃燒試驗機正是在此背景下，成為連接“工程設計與法規符合性"之間**的橋梁。

2. 行業核心難題與燃燒試驗機的認證支撐作用

2.1 難題一：法規測試場景的精準與可重復復現
認證標準對觸發熱失控的測試條件（如加熱板溫度、針刺速度與深度、過充電流倍率）有明確規定。手工或簡易裝置難以實現精準的邊界條件控制，導致測試結果離散、重復性差，無法形成有效的認證證據。

• 試驗機解決方案：

1. 法規符合性觸發模塊： **燃燒試驗機集成程序化控制的加熱系統（可達800℃以上，精度±2℃）、高精度伺服針刺機構（位移精度0.1mm）及大功率可編程電源，能夠嚴格按照法規要求的時序與參數（如GB 38031要求的加熱至300%SOC電池發生熱失控或持續至130%SOC）執行測試，確保每次觸發條件的同一性，為認證提供具有公信力的可重復數據。

2. 標準化測試環境： 試驗箱體提供密閉、穩定的測試空間，排除了外界氣流、溫濕度波動的干擾，使得不同批次、不同型號電池的測試結果具備可比性，這是通過認證的基本前提。

2.2 難題二：熱失控蔓延機制與乘員艙安全時間的量化評估
法規核心要求之一，是在單個電芯熱失控后，電池系統必須為乘員預留不少于5分鐘的預警時間。如何量化評估熱蔓延速度并驗證其符合性，是系統級設計的難點。

• 試驗機解決方案：
  全周期多維度數據采集系統： 試驗機配備的高溫熱電偶陣列（可布置于每個電芯表面及模組間隙）、壓力傳感器及高速攝像系統，能夠完整記錄從第一個電芯觸發到熱蔓延至整個模塊的全過程溫度場、壓力波及火焰傳播路徑。通過對這些數據的分析，工程師可以精確計算出熱蔓延至關鍵邊界（如電池包上蓋）的時間，從而直接驗證其是否滿足“5分鐘"安全要求，并為優化隔熱、導流設計提供精準方向。

2.3 難題三：被動安全防護系統的有效性驗證
電池包的被動安全設計，包括防火隔熱層、泄壓閥、陶瓷化阻燃云母板等，需要在真實火焰環境中驗證其效能。

• 試驗機解決方案：
  一體化耐火與抑火測試平臺： 試驗機不僅用于觸發熱失控，更是一個評估被動安全組件性能的**考場。

• 耐火完整性測試： 將裝有防火涂層的電池包上蓋置于試驗機中，施加標準時間-溫度曲線（如UL 94 V-0燃燒測試）的火焰，測試其背火面溫度與是否被擊穿，驗證其能否有效阻隔火焰蔓延至乘員艙。

• 泄壓與導流效能評估： 通過高速攝像和壓力傳感器，直觀觀察泄壓閥在熱失控瞬間的開啟壓力、開啟時間及噴射火焰的方向，判斷其設計是否能有效引導高溫噴發物遠離乘員，避免“定向噴射"風險。

3. 技術原理與認證應用流程

燃燒試驗機的技術核心在于構建一個 “受控的**環境" ，將不可預測的電池失效轉化為可測量、可分析的科學數據。其在認證中的應用流程通常為：

1. 法規解讀與測試方案制定： 根據目標市場法規，在試驗機上設定對應的觸發方式與判定條件。

2. 失效模式與效應分析： 通過試驗，識別電池包在**工況下的失效模式（如最早破裂點、最易蔓延路徑）。

3. 設計迭代與優化： 基于測試數據，改進熱管理、結構防護與BMS預警策略。

4. 生成認證報告： 輸出符合法規要求的、包含完整數據鏈（溫度、電壓、影像）的測試報告，提交給認證機構。

4. 結論與展望

電池燃燒試驗機已超越單純的測試工具范疇，成為新能源汽車產業鏈中確保產品合規、規避上市風險的戰略性裝備。它通過科學復現**失效場景，為車企提供了從“理解風險"到“驗證設計"再到“通過認證"的全流程解決方案。隨著電池能量密度的持續攀升與固態電池等新技術的應用，未來的燃燒試驗機將需要集成更復雜的多應力耦合加載（如機械沖擊后熱失控）與更智能的在線診斷能力，持續為動力電池的安全認證與技術進步構筑堅實防線。

關于我們

• 上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務于國內外大學和研究所等檢測機構,如清華大學、蘇州大學、哈爾濱工業大學、北京工業大學、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實施室方案和設備及其相關服務。努力開發半導體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業產品所需的測試設備裝置。公司擁有一支的研發、生產和售後隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點。

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• 　上海簡戶榮獲企業，表明上海簡戶在技術、科技成果轉化、擁有自主知識產權等方面得到了國家的高度認可。簡戶一直秉承"服務以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設備及優質的服務，提供的送貨上門、安裝調試、一年的設備保養、終身維修，技術指導服務。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發展、讓客戶與公司實現雙贏局面。
  

• 簡戶是集設計、銷售、研發、維修服務等為一體的綜合集團公司，從產品的研發到售后服務，每一個環節之間，都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，提供的環境設備。公司創始人從事儀器設備行業20余年，經驗豐富、資歷雄厚，帶領簡戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業所需的產品測試設備裝置。
  

• 簡戶擁有一支的研發、生產和售后服務隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，目前擁有博士學位2人，碩士5人，參與環境試驗箱國家標準起草和發行。企業制定標準，行業里通過ISO9001。是中國儀器儀表學會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創辦以來，參與3項國家標準起草與制定，獲得40+件原創知識產權、軟著、集成電路)，6次獲得上海科技型中小企業稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。
  

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