CATL Q-ATL 001-2025 中文版 宁德时代储能电池热失控安全测试规范

CATLQ/ATL001-2025中文版宁德时代储能电池热失控安全测试规范前言本标准由宁德时代新能源科技股份有限公司（CATL）自主编制发布，为2025年全新升级的企业级储能电池热失控专项测试规范，是宁德时代储能电芯、模组、电池簇、储能系统热失控安全性能研发验证、出厂检测、工程适配、存量运维的核心内部强制标准，同时面向行业公开适用，全面替代旧版Q/ATL001-2022储能热安全测试版本。本标准立足大型固定式电化学储能系统应用场景，结合新一代无热扩散NP3.0技术体系，对标国家最新电池安全新国标及欧盟VDE、EN系列国际标准，构建国内领先、国际接轨的储能电池热失控全链条测试验证体系。本标准归口于宁德时代储能安全技术研究院，由电池材料研发中心、储能系统工程中心、安全测试实验室、可靠性验证中心联合编制，深度结合千亿级储能电站运行大数据、全生命周期故障案例、极端工况实测经验。标准针对储能电池高能量密度、长循环寿命、高密度堆叠、密闭舱体部署、长期满负荷运行、高低温交变工况等核心特征，聚焦单体热失控触发、模组链式蔓延、簇级热扩散、烟气携热传播、二次复燃、老化热失效、极端工况热失控等全维度风险，建立精细化、量化、系统级的热失控测试与判定体系，填补了通用国标、行标在储能专用精细化热失控测试领域的空白。本次2025版修订为结构性全面升级，核心对标GB38031-2025最新电池安全新国标严苛要求，将原有“热事件预警缓冲机制”升级为**热失控不起火、不爆炸**核心强制指标，新增快充循环老化后热失控测试、底部冲击关联热失控测试、NP无热扩散技术专项验证、低温热蔓延测试、密闭舱体全域热扩散测试、烟气毒性与热扩散耦合测试等关键项目。同时细化了不同容量储能电芯、不同封装形式、不同系统集成方案的差异化测试准则，完善了热失控触发精度、传播速率量化、阻断效能判定、残余风险评估的全套量化标准，大幅提升测试真实性、严苛性与工程适配性。本标准为宁德时代储能产品安全准入的底线规范，区别于通用动力电池安全标准，核心聚焦**固定式储能系统全层级热失控触发机理、链式传播规律、被动阻断性能、主动防控适配、全生命周期热安全稳定性**五大核心维度，专门解决大型储能电站高密度堆叠热扩散、老化电池热失控风险加剧、密闭舱烟气蓄热蔓延、灭火后二次复燃等行业高发痛点。标准统一了宁德时代全系储能产品从电芯、模组到系统的热失控测试方法、数据判定、合规验收全流程规则，是宁德时代储能产品安全迭代、工程落地、海内外市场准入、电站安全运维的核心技术依据，同时为国内储能行业热安全测试标准化、严苛化升级提供标杆参考。1范围本标准规定了储能电池热失控安全测试的术语和定义、规范性引用文件、通用测试总则、试验环境与设备技术要求、试样分类与预处理规范、标准化热失控触发测试方法、多级链式热失控传播测试、热扩散阻断性能测试、二次复燃风险测试、全工况适配性热失控验证、NP无热扩散技术专项测试、试验数据采集与量化分析、热安全等级分级判定、试验安全防护规范、设备校准与质量管控、测试报告编制、规范性附录等全套技术内容。本标准适用于宁德时代全系固定式电化学储能产品，涵盖户用分布式储能电池、工商业储能模组、电网侧大型集中式储能电池簇、光储一体化储能系统、共享储能电站成套电池设备，适配磷酸铁锂储能电池、长寿命储能专用电芯、钠离子储能电池等全系储能电芯品类，覆盖280Ah、314Ah、587Ah等全容量储能产品，是宁德时代储能产品热失控安全性能合规判定、出厂检测、型式试验、工程验收的唯一企业强制依据。本标准核心覆盖储能电池全层级热失控风险验证，包含单体电芯原发性热失控触发、电芯间横向热传播、模组纵向热蔓延、电池簇跨区热扩散、密闭舱体烟气携热全域传播、老化电池热失控加速、极限工况热失控突变、灭火后残余热复燃等全场景风险，完整规范从材料、单体、模组、簇体到系统的全链条热失控测试与安全判定要求。本标准主要针对固定式储能专用电池及集成系统，不适用于车载动力电池、便携式储能电源、消费类电池、高压特种储能装置，此类产品需遵循对应专项安全测试标准。本标准所有测试条款优先适配国内陆上储能电站、沿海高湿储能项目、北方低温储能场景、夏季高温密闭舱体等全域工况，可完整还原储能电池全生命周期各类热失控故障场景。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用构成本标准的强制约束条款，标注发布年份的引用文件仅对应版本适用，未标注年份的引用文件以最新修订版本为准。GB38031-2025电动汽车用动力蓄电池安全要求（最新新国标）GB/T36276-2023锂离子电池储能系统通用要求GB44240-2024电化学储能电站安全规程IEC63300:2023锂电池热失控测试通用规范VDE-AR-E2510-52:2025储能系统热失控传播测试规范GB/T42308-2023储能电池热失控产气与烟气测试方法Q/ATL003-2024宁德时代储能电池可靠性测试规范GB/T30038-2021电气设备安全试验通则EN62619:2022固定式锂电池安全性能要求GB/T38661-2022电池热失控能量释放测试方法3术语和定义下列术语和定义专门适用于本CATLQ/ATL001-2025标准。3.1储能电池热失控energystoragebatterythermalrunaway储能电池单体因内部短路、过充、过热、老化失效、外力诱因等因素，引发内部电化学反应失控、产热速率远超散热速率，温度急剧飙升，伴随电解液分解、产气、喷射、起火等连锁反应的不可逆故障过程，是本标准核心管控与测试对象。3.2多级热链式扩散multi-levelthermaldiffusion单电芯热失控触发后，通过固体热传导、空气对流、热辐射、高温喷射物接触、烟气蓄热等路径，逐级引发同模组、同簇相邻电芯继发热失控，形成层级式链式蔓延的故障过程，分为电芯级、模组级、簇级、系统级四个扩散等级。3.3NP无热扩散技术NPnon-thermaldiffusiontechnology宁德时代自主研发的储能电池热安全核心技术体系，通过材料改性、结构隔热、气流隔离、压力泄压多重防护，实现单电芯热失控后，无链式扩散、不起火、不爆炸，2025版标准纳入NP3.0技术专项验证规范，是高端储能产品核心合规指标。3.4热失控预警窗口期thermalrunawaywarningwindow电池出现初始温升异常、产气前兆、参数偏移，至发生不可逆热失控的缓冲时段，本标准严格规范预警窗口期时长、信号输出要求，确保系统可提前完成告警、隔离、散热、停机等防护动作。3.5老化热失控衰减agedthermalrunawayattenuation储能电池经过长期循环充放电、静置老化后，电芯内阻上升、隔热结构性能衰减、散热通道积尘堵塞，导致热失控触发阈值降低、传播速率加快、阻断难度提升的性能劣化规律。3.6烟气携热热扩散fluegasthermaldiffusion密闭储能舱内，电池热失控产生的高温高压烟气携带大量余热，在舱内滞留循环，引发无物理接触的远距离电芯温升异常、间接诱发热失控的隐蔽扩散形式，为2025版标准重点强化测试场景。3.7二次复燃热失控secondaryre-ignitionthermalrunaway初次热失控火情受控熄灭后，电池内部残余活性物质、蓄热未完全消散，在密闭高温环境下再次发生副反应放热，引发二次温升、复燃及链式扩散的残余风险场景，是大型储能电站核心隐蔽安全隐患。3.8快充循环后热失控thermalrunawayafterfastchargingcycle电池经过长期高倍率快充循环老化后，内部微观结构劣化、隔膜性能衰减、微短路隐患累积，在常规工况下触发的热失控故障，为2025版国标同步新增的强制测试项目。4通用测试总则4.1本质安全验证原则本标准所有测试以验证储能电池**本质热安全性能**为核心，优先考核电池材料、结构、隔热设计的原生防热扩散能力，不依赖外部消防、温控设备兜底，确保单一电芯故障不会引发系统级灾难事故，贴合储能电站无人值守、长期运行的核心工况需求。4.2逐级递进测试原则测试严格遵循从单体到系统的逐级验证逻辑，依次开展电芯级热失控测试、模组级链式扩散测试、簇级跨区传播测试、舱体系统级全域热扩散测试，逐层排查热蔓延薄弱环节，杜绝局部测试无法覆盖系统级风险的缺陷。4.3全生命周期适配原则测试覆盖新品电池、循环老化电池、快充老化电池、长期静置电池全生命周期状态，兼顾常规常温工况、极端高温工况、低温高湿工况、密闭积热工况，全面还原储能电池全生命周期热失控风险特征。4.4量化判定与零容忍原则所有热失控测试结果实行全量化判定，热触发温度、温升速率、传播时长、扩散范围、残余温度、复燃风险等参数精准量化，核心安全指标执行**不起火、不爆炸、无全域扩散**的零容忍底线要求，贴合最新国标及企业严苛安全标准。4.5真实工况还原原则所有试验工况、堆叠间距、密闭环境、负载状态完全匹配量产储能电站实际部署场景，禁止理想化简化测试条件，确保测试结果可直接指导产品设计优化、工程布局、安全运维。5试验环境与设备要求5.1通用试验环境条件常规热失控测试需在标准防爆试验舱内开展，环境温湿度稳定可控，无外部热源干扰、无强制气流扰动、无易燃易爆杂物堆积。极端工况测试需配备高精度可编程高低温防爆试验舱，可模拟-40℃至85℃全域温度、高湿凝露、温差交变工况。密闭系统级测试需搭建1:1还原的储能预制舱模拟腔体，精准复刻舱体密闭积热、烟气滞留、压力变化的真实环境。5.2数据采集设备要求全域温度采集系统采用高密度布点，覆盖电芯极耳、壳体、模组间隙、隔热层、舱内空间等全区域，支持毫秒级高频采样，可精准捕捉瞬态温升突变与热传播路径。同步配置高精度电压内阻采集设备、烟气成分与温度监测设备、舱内压力采集设备、全景影像记录设备，实现热失控全过程数据、影像、参数三维同步记录。5.3标准化触发设备要求热失控触发设备包含定点加热触发装置、可控内部短路触发装置、高倍率过充触发装置、机械挤压触发装置，所有设备参数精准可控、输出均质稳定，可标准化复刻各类工程高发诱因，确保每次测试初始热失控强度一致，规避触发偏差导致的测试结果失真。5.4试验安全防护设备试验场地配备防爆泄压系统、惰性气体灭火系统、有毒烟气净化处理系统、远程紧急断电系统、余热降温处置系统，可快速处置热失控喷射、产气、起火、压力骤升等突发状况。所有安全设备动作不得干扰热传播路径与温升数据，保障试验真实性与人员设备安全。6试样分类与预处理规范6.1试样分类选取测试试样分为全新量产试样、常规循环老化试样、快充循环老化试样三类，覆盖全系储能容量规格与封装形式。所有试样为量产定型产品，外观完好、无生产缺陷、无前期故障记录，结构、隔热布局、装配工艺与工程量产产品完全一致，保障测试结果贴合实际工况。6.2荷电状态预处理根据测试场景分别将试样调整至满荷电、高荷电、常规运行荷电三种状态，满荷电试样用于极限热失控风险测试，高荷电试样用于常规工况扩散测试，所有试样预处理后静置足够时长，直至温度、电压、内阻参数完全稳定，消除工况波动干扰。6.3老化试样预处理常规老化试样需完成储能全生命周期模拟循环，还原长期运行性能衰减状态；快充老化试样需按照国标新增要求，完成高倍率持续快充循环老化，模拟电站高频快充运行工况，精准复现老化后热失控风险特征。6.4环境适配预处理高低温、高湿凝露工况测试前，试样需在对应极端环境下长时间恒温静置，确保电芯内部、结构部件、隔热材料温度与环境完全同步，消除初始温差、结构滞后性对热失控传播的干扰。7标准化热失控触发测试方法7.1局部加热触发测试采用定点恒温加热方式，在电芯标准触发位置均匀加热，模拟储能系统散热失效、环境高温积热引发的原发性热失控。精准控制加热功率与升温速率，触发均质、可控的初始热失控，全程记录初始温升阈值、产热强度、产气时序，为链式扩散测试提供统一基准条件。7.2内部短路触发测试采用标准化可控内部短路工艺，模拟电池隔膜老化破损、杂质导通、长期挤压引发的隐蔽性微短路故障。精准控制短路位置与短路能量，触发贴合工程高发场景的热失控故障，重点观测短路型高热快速释放后的链式蔓延规律。7.3过充故障触发测试通过可控高倍率过充工况，模拟BMS监测异常、电网波动、充电故障引发的过充热失控。缓慢诱发电池内部电解液分解、副反应放热、产气增压，还原过充型低热流、长周期、渐进式热失控特征，验证此类温和故障的扩散阻断能力。7.4机械诱因触发测试对标新国标新增要求，采用标准化底部冲击、局部挤压方式，模拟储能运输、安装、运维过程中轻微外力损伤引发的继发性热失控，验证机械损伤后电池的热安全冗余与扩散抑制能力。8多级链式热失控扩散测试8.1电芯级横向热扩散测试选取模组中心单颗电芯作为初始故障单元，触发标准化热失控后，高密度监测周边所有相邻电芯的温度变化、电压波动、产气状态，精准记录电芯间热传导路径、温升速率、故障蔓延时序。重点验证电芯间距、隔热垫层、阻燃结构对横向热扩散的阻断效果，判定单电芯故障是否引发相邻电芯继发故障。8.2模组级纵向热蔓延测试以单模组为独立故障单元，触发热失控后，持续监测上下层模组、相邻模组的全域温度场变化，记录跨模组热传播的时间梯度、热量穿透效率。重点考核模组防火隔板、密封隔热结构、泄压风道的防护效能，验证单模组热失控后是否可实现故障局部闭锁、无跨模组扩散。8.3电池簇级跨区热扩散测试在完整电池簇堆叠工况下开展系统级测试，触发单模组热失控后，观测簇内全域热量传递、空气对流蓄热、结构热辐射扩散规律，验证簇级分区隔离、风道导流、泄压防爆结构的阻断能力，核心考核高密度堆叠场景下的抗链式扩散性能，贴合大型储能电站部署特征。8.4密闭舱体全域热扩散测试在1:1储能密闭舱体内开展终极系统测试，重点验证高温烟气远距离携热扩散、舱内空气滞留积热、无接触间接温升引发的全域热风险，考核舱体通风泄压、烟气过滤、分区密闭设计的防护能力，补齐密闭储能场景远距离隐蔽热扩散的测试空白。9热失控阻断与NP技术专项测试9.1被动隔热阻断性能测试针对储能模组、簇体配置的阻燃隔热屏障、缓冲隔热垫层、密封防火结构开展专项测试，在屏障单侧触发热失控，持续监测屏障两侧温差、热量穿透速率、结构耐高温时效，量化被动防护结构的热阻隔效率与有效防护时长，验证物理隔离的可靠性与稳定性。9.2NP无热扩散技术验证测试为本标准2025版核心新增专项测试，针对搭载NP3.0无热扩散技术的储能产品，完成全套多级热失控测试，强制验证单电芯热失控后**不起火、不爆炸、无链式扩散、无远距离烟气热蔓延**的核心指标，同步核验预警信号输出、故障隔离、系统闭锁功能的联动有效性。9.3主动防护联动阻断测试联动电池管理系统、热管理系统、消防抑制系统、泄压系统开展联合测试，验证主动降温、烟气导流、惰性气体抑燃、故障电气隔离等措施对热扩散的干预效果，测试主动防护的响应时序、联动精度、蔓延阻断效率，实现被动隔离与主动防控的协同验证。9.4最小安全间距验证测试通过多组差异化堆叠间距对比测试，量化测算储能电芯、模组、簇体可有效阻断热扩散的最小安全间距，明确高密度堆叠场景下的合规布局标准，为储能系统结构设计、工程排布、扩容改造提供精准数据支撑。10二次复燃与残余风险测试10.1火情熄灭后残余热监测测试初次热失控火情自然熄灭或人工灭火完成后，持续开展长时间全域温度监测，记录故障电芯及周边区域残余温度衰减规律，排查内部蓄热、活性物质残留引发的隐性温升隐患，精准量化残余热风险存续时长。10.2二次复燃扩散测试模拟储能电站灭火后值守静置工况，持续观测故障区域是否出现二次温升、复燃、烟气复现、链式蔓延现象，重点验证密闭舱体高温蓄热环境下的复燃风险，明确火情清零、现场解封的标准化判定条件。10.3残余烟气热扩散测试测试热失控后残余高温烟气的滞留、换热、二次传热特性，验证残余烟气是否会引发远距离电芯温升超标、性能劣化，完善烟气携热残余风险的管控标准，解决储能电站灭火后隐性热扩散隐患。11全工况适配性热失控测试11.1高温密闭工况热失控测试模拟夏季极端高温、舱体密闭积热、满负荷持续运行工况，环境温度设置为储能极限高温工况，开展全套热失控扩散测试，验证高温环境下热传导加速、散热失效后的扩散特性，考核产品高温热安全冗余。11.2低温高湿凝露工况测试模拟冬季低温、高湿凝露、舱体密闭保温工况，测试低温环境下电池热失控触发阈值、传播速率变化，验证凝露微短路诱发的隐蔽性热失控风险，补齐低温潮湿地区储能项目的安全测试短板。11.3老化电池热失控专项测试分别对常规老化、快充老化两类试样开展热失控测试，对比新品与老化电池的触发难度、扩散速度、阻断效果差异，量化老化衰减对热安全性能的影响，建立存量老化储能设备的风险评估标准。11.4过载异常工况热失控测试模拟系统短时过载、不均衡充放电、单簇偏载等异常工况，触发电池热失控，验证复杂电气工况下的热扩散规律，考核系统在故障电气工况下的热安全稳定性。12试验数据采集与量化分析规范12.1全域数据采集要求测试全过程不间断采集全域温度场、电芯电压、内阻变化、舱内压力、烟气温度与浓度、环境参数等核心数据，采样频率适配热失控毫秒级突变特征，无数据断层、无点位缺失，完整还原热失控触发、升温、扩散、衰减、残余放热全流程。12.2全景影像与现象记录采用多机位防爆高清摄像全程录制，精准记录电芯鼓包、电解液喷射、冒烟产气、结构形变、热量扩散、复燃前兆等外观现象，实现数据曲线、影像现象、时序节点一一对应，支撑故障复盘与机理分析。12.3标准化量化分析测试完成后开展专项量化分析，精准测算热失控触发温度、平均温升速率、最大热扩散范围、防护结构阻断效率、预警窗口期时长、二次复燃风险系数、老化衰减系数等核心指标，以量化数据替代主观判定，保障结果精准统一。13热安全等级分级判定准则13.1一级最优安全等级（NP达标级）单电芯触发热失控后，模组及系统无继发热失控、无起火、无爆炸、无明显烟气扩散，无跨单元热蔓延，残余温度快速衰减、无二次复燃风险，预警信号及时有效，完全满足NP3.0无热扩散技术指标，适用于大型集中式储能、密闭舱体高危场景。13.2二级可控安全等级单电芯热失控后，仅故障单体发生热失效，相邻单元存在轻微温升但未达到热失控阈值，无起火爆炸、无全域扩散，主动防护系统可快速抑制风险，无二次复燃隐患，满足常规工商业储能、户用储能合规要求。13.3三级风险不合格等级故障触发后出现跨电芯、跨模组链式热扩散，发生起火、爆炸、大范围烟气蔓延，防护结构失效、主动防控无法阻断风险，判定为热扩散性能不达标，产品禁止量产与工程应用。13.4残余风险不合格判定初次火情受控后出现二次温升、复燃、残余热扩散现象，或老化电池热失控扩散速率超标、防护冗余不足，判定为全生命周期热安全性能不达标，不予合规验收。14试验安全防护与操作规范14.1人员操作安全要求所有试验操作人员需持有电池热安全测试专项资质，熟练掌握热失控突发风险处置流程，全程穿戴防爆、耐高温、防有毒烟气专用防护装备。所有测试采用远程全自动操控模式，杜绝近距离作业风险。14.2试验场地管控要求防爆试验舱保持负压通风、压力实时监测，可燃气体、有毒烟气实时预警，废气统一无害化处理，杜绝气体积聚引发二次燃爆。应急泄压、灭火、断电装置全程待命，可一键终止试验、阻断风险扩散。14.3试验后处置规范测试结束后持续监测试样残余温度与内部反应状态，确认完全降温、无蓄热、无复燃风险后方可开展拆解清理。试验废弃物严格按照危险废物规范处置，留存处置记录，杜绝安全隐患与环境污染。15设备校准与测试质量管控15.1设备定期校准所有温度、电气、压力、烟气采集设备及触发试验设备，按照企业计量标准定期校准，校准记录完整可溯，未校准、校准不合格设备严禁投入测试，保障所有试验数据精准可靠。15.2全流程质量管控建立测试前、测试中、测试后全链条质控体系，测试前核查试样状态、环境参数、设备精度；测试中监控操作规范性、数据稳定性；测试后核验数据完整性、结论合理性，杜绝人为误差与设备异常。15.3复测与抽检机制单组测试结果异常、数据波动超标时立即启动复测，量产产品定期开展热安全抽样复测，验证批次产品热失控性能一致性，及时排查批次性质量隐患，保障产品持续合规。16测试报告与合规判定16.1报告编制规范正式测试报告需完整包含试样参数、设备信息、试验工况、预处理流程、触发方式、测试项目、原始数据曲线、全景影像、热扩散路径分析、量化指标、安全等级判定、测试结论与优化建议等核心内容，信息完整、数据真实、结论严谨。16.2合规判定效力本标准出具的热失控测试报告为宁德时代储能产品出厂合规、型式认证、海内外市场准入、电站工程验收、安全审计的法定依据，同时可对接国标、欧盟VDE/EN标准认证采信。16.3不