T-CNESA 1001-2025 中文版 储能系统热失控传播测试方法

T/CNESA1001-2025中文版储能系统热失控传播测试方法前言本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草，遵循中国储能产业技术联盟（CNESA）团体标准编制规范，契合新型储能标准体系建设总体要求。本标准由中国储能产业技术联盟（CNESA）提出并归口。本标准起草单位：国内储能检测认证机构、电池制造龙头企业、储能系统集成企业、电力科学研究院、消防安全技术研究单位、高校储能安全实验室等行业核心单位。本标准主要起草人：国内储能热安全测试、电池热失控机理、储能消防验证领域资深专家及一线技术研发人员。本标准为首次发布，自2025年11月01日起正式实施。本标准为电化学储能安全测试领域专项团体标准，与GB/T46958-2025《电化学储能系统热失控预警技术要求》、GB/T46959-2025《电化学储能系统灭火系统技术要求》形成完整的储能安全标准体系，聚焦电池热失控传播特性量化测试空白，统一电芯、模块、电池簇、储能舱全层级热失控传播测试流程、设备要求、数据处理及结果判定规范，为储能产品安全定级、消防方案验证、系统结构优化、安全性能评估提供标准化测试依据，助力储能行业热安全技术迭代与规范化发展。1范围本标准规定了电化学储能系统热失控传播测试的术语和定义、通用测试要求、测试环境与工况条件、测试设备系统要求、分级测试方法、数据采集与处理规则、测试结果判定、测试安全规范、试验报告编制及规范性附录等全套技术内容。本标准适用于锂离子电池、钠离子电池等主流电化学储能电芯、电池模块、电池簇及集装箱式、舱式、户内一体式电化学储能系统的热失控触发、热蔓延传播、链式失控演化全过程测试。本标准覆盖储能系统常规充放电、满电静置、高温静置、部分荷电等典型运行工况，适用于储能产品研发验证、型式检测、工程验收、安全定级、消防方案适配性验证等各类测试场景。本标准主要用于量化评估储能电池从单电芯热失控触发后，热量、高温烟气、可燃气体在相邻电芯、电池模块、电池簇、储能舱内的传播速率、传播范围、蔓延趋势及复燃风险，不适用于液流电池、压缩空气储能等非电芯式储能系统，特种军用、航天储能设施可参照本标准执行专项定制测试规范。本标准所测试的热失控传播特性，是判定储能系统安全间距、隔热设计、消防配置、预警阈值、应急处置策略的核心试验依据，可直接指导储能系统结构优化、安全防护升级及消防系统匹配验证。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本标准；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则GB/T36276-2023电力储能用锂离子电池GB/T40695-2021电化学储能系统安全要求GB/T46958-2025电化学储能系统热失控预警技术要求GB/T46959-2025电化学储能系统灭火系统技术要求GB/T4208-2017外壳防护等级（IP代码）GB/T3836.1-2021爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB50172-2014电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范DL/T1870-2018电化学储能电站监控系统技术规范T/CNESA0001-2022电化学储能系统通用测试规范3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1热失控触发thermalrunawaytrigger通过外加热、针刺、过充、短路等标准化人工触发方式，使单体储能电芯发生不可逆热失控反应的操作过程，是开展热失控传播测试的前置核心步骤。3.2热失控传播thermalrunawaypropagation单电芯发生热失控后，通过热传导、热对流、热辐射及可燃气体燃烧放热等方式，将热量传递至相邻电芯、模组及电池簇，引发周边电芯依次发生热失控的链式演化过程。3.3热失控触发时间triggertimeofthermalrunaway从施加触发应力开始，至被测电芯温度、电压、产气特征达到热失控判定阈值的全过程时长。3.4热蔓延速率thermalpropagationrate热失控从初始触发电芯传递至相邻电芯、相邻模块的平均传播速度，是量化储能系统热安全性能的核心指标。3.5热失控潜伏期thermalrunawayincubationperiod初始电芯热失控完成后，相邻电芯未发生明显温升及副反应的间隔时间段，潜伏期越长代表系统隔热、散热及安全设计性能越优。3.6全域温度场full-scaletemperaturefield通过多点测温设备实时采集的电池模块、电池簇及储能舱内全域温度分布数据，用于分析热量聚集、传递及扩散规律。3.7链式热失控chainthermalrunaway单电芯热失控持续蔓延，引发整模组、整电池簇乃至储能舱内大规模连续热失控的极端演化现象，是储能火灾爆炸事故的核心诱因。3.8复燃风险re-ignitionrisk热失控火势初步平息后，电池内部残留热量、活性物质再次发生副反应，引发二次温升、起火的潜在风险。4通用测试要求4.1测试基本原则本标准测试工作遵循真实性、重复性、规范性、安全性四大原则。所有测试工况需完全贴合储能系统实际运行场景，测试流程标准化、可复现，测试数据完整可溯，全程落实安全防护措施，杜绝测试事故发生。测试需逐级开展，从电芯级、模块级、电池簇级到系统级逐层验证，严禁直接开展大系统极端测试。4.2测试对象要求测试样品需为量产状态合格产品，样品结构、材料、装配工艺、隔热设计、布线方式与工程应用产品完全一致，不得采用定制改良样品。测试样品需提前完成外观检查、电气检测、容量标定，确保样品无缺陷、无老化、无隐性故障，保证测试结果真实反映产品实际安全性能。4.3测试重复性要求同一工况、同一规格样品的测试需至少重复3次，单次测试有效数据偏差需控制在行业允许范围内，剔除异常数据后取平均值作为最终测试结果，确保测试结论具备稳定性与可信度。若三次测试数据偏差过大，需核查测试环境、设备状态及样品一致性，重新开展测试。4.4测试工况基准要求默认基准测试工况为标准常温常压环境、电池满荷电状态、常规静置工况，如需模拟高温、低温、高湿、老化电池、部分荷电等特殊工况，需在测试方案中明确标注，并完整记录工况参数，作为测试结果判定的前置依据。4.5测试安全底线要求所有测试过程需配备专业安全防护设施、灭火设备、通风系统及应急处置人员，提前制定应急处置预案，全程监控测试样品状态，杜绝爆炸、明火扩散、有毒气体泄漏等安全事故，保障测试人员及测试设备安全。5测试环境与工况条件5.1标准测试环境常规基准测试需在标准实验室环境内开展，环境温度控制在20℃至25℃，环境相对湿度控制在45%至65%，无强制气流干扰、无粉尘污染、无强光热辐射干扰，环境气压为标准常压。测试区域需密闭可控，通风系统可按需启停，满足热失控气体采集、温度场监测及安全防护需求。5.2特殊工况环境针对储能实际运行场景，可开展高低温工况、湿热工况、高海拔低压工况测试。高温工况环境温度设置为55℃，低温工况环境温度设置为-20℃，湿热工况为温度40℃、相对湿度90%无凝露，高海拔工况可模拟海拔3000米低压环境，所有特殊工况需提前恒温静置不少于4小时，保证样品整体温度与环境温度一致。5.3电池荷电工况测试可分为满荷电、半荷电、低荷电三种工况，满荷电状态为电池按照标准充电流程充满至截止电压并静置稳定，半荷电状态为SOC50%，低荷电状态为SOC20%，不同荷电工况需分别完成静置稳压，确保电压、内阻状态稳定后再启动测试。5.4系统运行工况可模拟静置待机、恒功率充放电、循环老化后静置等实际运行工况，循环老化样品需提前完成指定次数充放电循环，模拟储能系统长期运行老化状态，精准还原工程实际中的热失控传播特性。6测试设备与系统要求6.1热失控触发设备触发设备包含高温加热触发装置、针刺触发装置、过充触发装置、短路触发装置四类，可根据测试需求选择对应触发方式。加热触发装置温度可控、升温速率稳定，可精准控制触发温度；针刺装置针体材质、直径、刺入深度标准化，可实现匀速垂直刺入；过充及短路触发装置电流、电压精度高，可稳定输出触发应力，杜绝触发参数波动影响测试结果。6.2多维度监测设备温度监测系统采用高精度热电偶测温设备，全域布置测温点位，测温范围覆盖-40℃至1200℃，测温精度不大于±0.5℃，采样频率不低于10Hz，可实时捕捉电芯、模组、舱体全域温度变化。气体监测设备可实时采集一氧化碳、氢气、烷烃类可燃气体浓度，采样频率不低于5Hz，具备抗干扰、高精度检测能力。电压、内阻采集设备响应迅速，可实时记录电气参数突变特征。6.3影像记录设备测试区域配备高清可见光摄像机及红外热成像设备，全程不间断记录热失控触发、温升、产气、冒烟、起火、蔓延全过程，红外热成像可实时生成温度场云图，精准标注高温区域及热量扩散路径，完整留存动态演化过程数据。6.4环境控制设备高低温湿热试验舱、低压模拟设备等环境控制设备，温度、湿度、气压调节精度满足测试标准，舱内环境均匀稳定，无局部温差、湿差，可精准模拟各类储能运行环境。6.5安全防护设备测试区域配备防爆箱体、强制通风系统、废气处理装置、全自动灭火设备、应急隔离装置，可快速处置测试过程中的起火、爆燃、气体泄漏风险，保障测试安全，同时不干扰热失控传播的原始特性。7电芯级热失控传播测试方法7.1测试样品布置选取同规格全新储能电芯，按照工程常规间距排列布置，保证电芯间距、贴合状态与实际模组一致，在触发电芯及周边相邻电芯表面布置高精度测温点位，同时连接电压采集线路，固定监测设备，确保监测点位无偏移、无遮挡。7.2触发方式选择与操作电芯级测试优先采用加热触发或针刺触发方式，加热触发需将加热片贴合触发电芯表面，匀速升温直至电芯触发热失控；针刺触发采用标准化钢针垂直刺入电芯中心位置，固定刺入深度，触发电芯热失控。全程记录触发起始时间、触发参数及电芯初始响应状态。7.3全过程监测内容测试全程实时记录触发电芯及相邻电芯的温度变化、温升速率、电压波动、内阻变化、产气时间、烟雾出现时间、起火时间、爆燃现象。重点记录初始电芯热失控完成时间、相邻电芯温升起始时间、热失控潜伏期及逐级传播时间，捕捉电芯级链式蔓延的完整时序数据。7.4测试终止条件当所有相邻电芯完成热失控演化、火势完全平息、温度持续下降至常温区间，且无复燃迹象、无持续气体释放时，可终止本次电芯级测试，停止数据采集与影像记录。8模块级热失控传播测试方法8.1测试样品装配采用完整成品电池模块开展测试，模块内部电芯排布、隔热棉、固定支架、线束布置、散热结构完全沿用量产设计，不得私自改动结构参数。在模块内初始触发电芯、周边电芯、模块壳体、隔热层、散热通道等关键位置布设测温点位，搭建完整监测体系。8.2测试前置准备将装配完成的电池模块置于标准测试环境，按照预设工况完成荷电标定及恒温静置，待模块整体温度、电气参数稳定后，检查所有监测设备、记录设备、安全设备运行状态，确认设备正常后方可启动测试。8.3模块级触发与测试流程选取电池模块中心位置电芯作为初始触发电芯，采用标准化触发方式启动单电芯热失控，全程监测模块内部温度场分布、热量传递路径、可燃气体聚集浓度、模块壳体温度变化、线束及绝缘层状态。记录单电芯热失控向周边电芯、整模块蔓延的全过程时序数据，统计模块级热蔓延速率、最大温升峰值、气体浓度峰值。8.4特殊现象记录重点记录测试过程中出现的电解液喷射、浓烟溢出、明火燃烧、局部爆燃、隔热层失效、线束熔断等特殊现象，准确记录各类现象的发生时间、持续时长、影响范围，作为模块安全设计优化的重要依据。8.5测试终止判定当电池模块内热失控蔓延完全终止，所有电芯无持续温升、无复燃、无气体释放，模块整体温度稳步回落至环境温度，测试区域环境参数恢复稳定后，终止模块级测试。9电池簇级热失控传播测试方法9.1测试系统搭建采用完整量产电池簇开展测试，包含电池模块、簇级线束、高压连接件、散热风道、簇级隔热结构、电池管理采集单元等全套组件，完全还原工程应用状态。在电池簇上下层、前后侧、模块间隙、风道进出口、高压接线端等关键位置加密布置监测点位，实现全域无死角监测。9.2工况预设与静置根据测试需求设定荷电工况与环境工况，完成电池簇充电标定及长时间静置，确保簇内各模块状态均衡、参数稳定，无单体差异异常，保证测试初始状态一致性。9.3簇级测试实施流程选取电池簇中部核心模块内单电芯进行热失控触发，模拟工程中最严苛的中心蔓延场景。全程监测热失控从单电芯向单模块、相邻模块、整簇逐级蔓延的过程，记录簇级温度场扩散规律、热量堆积区域、可燃气体聚集位置与浓度变化、高压部件受热状态、簇级散热系统工作效果。9.4蔓延特性统计精准统计电池簇级热失控横向、纵向传播速率，记录模块间隔热结构的阻隔效果、散热风道对热量扩散的影响，判定电池簇是否发生全域链式热失控，量化分析簇级安全防护结构的有效性。9.5测试终止条件电池簇内热蔓延完全停止，无新增热失控电芯，明火、浓烟完全消散，全域温度持续下降，无二次温升、无复燃风险，环境气体浓度恢复正常水平，即可终止簇级测试。10储能舱系统级热失控传播测试方法10.1系统搭建要求系统级测试采用完整集装箱式或舱式储能系统，包含电池簇、储能变流器、热管理系统、通风系统、消防预留接口、舱体隔热结构、电气配电系统等全部配套设备，完全还原工程投运状态，不得删减、改动系统结构与配套设施。10.2全域监测布置在储能舱内部电池区域、设备区域、通风口、泄压口、舱体侧壁、顶部、底部全域布设温度、气体、影像监测设备，全面捕捉舱内热失控传播、热量聚集、气体扩散、烟气流动、压力变化等全域特征数据。10.3系统级测试流程启动储能系统常规待机运行模式，保持热管理、通风系统正常工作，选取舱内核心电池簇中心电芯触发热失控，模拟实际电站故障场景。全程监测热失控在单簇、跨簇、整舱的蔓延规律，记录舱体密闭结构、通风散热、隔热分区对热蔓延的阻隔作用，测试储能系统整体热安全防御能力。10.4联动特性测试同步监测热失控过程中储能预警系统、热管理系统、通风系统的联动响应状态，记录系统参数变化、保护动作时机，评估现有系统联动策略对热失控传播的抑制效果，为预警阈值优化、消防联动时序设计提供实测数据支撑。10.5系统级终止判定储能舱内所有热蔓延现象完全终止，无明火、无浓烟、无持续产气，舱内全域温度稳步下降，电气设备无二次故障，无复燃及次生灾害风险，系统级测试结束。11数据采集与处理规范11.1数据采集总体要求测试全程不间断采集温度、电压、内阻、气体浓度、环境参数、影像数据，所有数据采集时间轴统一对齐，精准对应热失控各阶段时序节点，杜绝数据缺失、时序错乱、采样中断等问题，保证数据完整性、同步性、真实性。11.2关键时序数据记录精准标记触发起始时间、初始电芯热失控完成时间、相邻电芯首次温升时间、模块蔓延起始时间、簇级蔓延起始时间、起火时间、灭火终止时间、温度峰值时间、气体浓度峰值时间等关键节点，形成完整时序数据链条。11.3数据计算与统计根据实测数据计算热失控潜伏期、单点温升速率、全域热蔓延速率、温度峰值、气体浓度峰值、持续燃烧时长等核心指标，剔除测试环境干扰、设备误差带来的异常数据，通过多次重复测试取有效平均值，保证数据精准可靠。11.4数据归档要求所有原始测试数据、影像资料、时序记录、计算过程数据全部分类归档，留存原始记录，不得篡改、删减数据，所有资料可长期追溯、可复现验证，满足产品检测、合规验收、技术复盘需求。12测试结果判定准则12.1热蔓延等级判定根据热失控传播范围将测试结果分为四个等级，一级为仅初始触发电芯热失控，无相邻电芯蔓延；二级为少量相邻电芯蔓延，无模块级扩散；三级为单模块全域蔓延，无跨模块、跨簇扩散；四级为跨模块、跨簇链式全域热失控，逐级判定储能系统热安全等级。12.2潜伏期判定标准统计各级测试的热失控潜伏期时长，潜伏期越长，代表电池隔热、散热及结构安全设计越优异；潜伏期短、快速蔓延的样品，判定为热安全防护性能薄弱，需优化结构及隔热设计。12.3复燃风险判定测试终止后持续观测不少于30分钟，若出现二次温升、冒烟、起火现象，判定为存在高复燃风险；无任何二次异常现象，判定为无复燃风险，为消防系统灭火时长、余热处置策略提供判定依据。12.4系统防护有效性判定结合热蔓延范围、传播速率、温度峰值、气体浓度峰值、复燃风险等综合指标，判定储能系统隔热结构、散热系统、分区设计、预警联动体系的防护有效性，明确系统安全短板与优化方向。13测试安全与质量控制13.1测试前置安全检查每次测试前需全面检查测试设备、安全防护设施、应急装备状态，排查线路隐患、设备故障、通风隐患，确认应急处置人员到位、预案就绪，方可启动测试。严禁设备带病运行、防护不到位开展测试。13.2测试过程安全管控测试全程实行封闭式管控，实时监测样品状态，出现极端爆燃、大量有毒气体泄漏等高危情况时，立即启动应急处置预案，终止测试、隔离风险、消除隐患，保障人员及设备安全。13.3测试后安全处置测试结束后需持续观测样品状态，彻底消除复燃风险，对测试废气、废渣、废弃电芯进行无害化处理，清理测试区域，记录测试后设备状态，完成测试场地安全复位。13.4测试质量管控测试设备定期校准、检定，确保监测精度达标；测试人员持证上岗，严格执行标准流程；测试方案提前审核，测试过程全程监督，杜绝人为操作误差、流程不规范导致的测试结果失真。14试验报告编制14.1报告基本内容试验报告需包含测试基本信息、样品参数、测试依据、测试工况、测试设备信息、测试流程、原始数据、关键指标计算结果、热蔓延全过程现象记录、测试图片影像、结果判定、测试结论及优化建议，内容完整、逻辑清晰、数据真实。14.2报告编制规范报告需统一格式、统一术语、统一判定标准，数据标注清晰，现象描述客观准确，结论明确，不得模糊判定、虚假记录。所有测试数据、影像资料作为附件归档留存，保证报告可追溯、可复核。14.3报告效力要求正式检测报告需由具备资质的检测机构出具，加盖检测专用章，具备行业认可的检测效力，可用于产品认证、工程验收、安全评估、技术备案等场景。15标志、归档与资料管理15.1样品标识所有测试样品需标注样品型号、规格、生产批次、测试编号、测试日期、测试工况，标识清晰牢固，便于样品溯源区分。15.2资料归档测试方案、设备校准证