《锂离子动力蓄电池热失控绝热量热测试方法》编制说明

一、工作简况

1.1任务来源

《锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试方法》团体标准是由中国汽车工程

学会批准立项。文件号中汽学函【2021】218号，任务号为2021-58。本标准由中国

汽车工程学会电动汽车联盟提出，清华大学、上海理工大学、合肥国轩高科动力能

源有限公司、北京理工大学、智锂物联科技有限公司、中国科学技术大学、等单位

起草。

1.2编制背景与目标

随着新能源汽车产销量的大幅度增长，预计到2030年，我国新能源汽车保有量

将超过汽车总保有量的50%。由于电池成本的大幅度下降，纯电动汽车已经成为新

能源汽车的主体。目前，在新能源汽车保有量上升到100万辆数量级时，每年发生

的电动汽车起火事件高达1000余起，电动汽车的安全问题引发全社会范围的关注。

电动汽车的起火事故，主要是由于电池失效引起的。动力电池热失控是电池失效的

核心问题，其核心是化学反应放热，进而导致次生的燃烧和爆炸等灾害，引发后续

造成的经济损失。

本标准的制定，拟直面动力电池的热失控问题，通过绝热量热的测试手段，尽

可能减小测试过程中环境因素、测量因素对电池热失控特性评估结果的影响，使得

电池本质安全的属性能够通过标准化的测试可比较可评价，为动力电池本质安全属

性的评价提供重要的参考性指标。本标准的设立，使得动力电池的本质安全属性能

够进行公平的评价。在以往所使用的“冒烟、起火、爆炸”等观察到的现象判定电

池是否通过安全测试标准的基础上，引入热失控特征温度的概念和评价指标，能够

有效地减少“冒烟、起火、爆炸”等具有一定随机现象的评价方式对评价结果的影

响，标准化测试的重复性更好，评价指标更客观。

1.3主要工作过程

本标准于2021年7月开始标准学习；2021年11月通过了立项评审会，来自电

动汽车及动力电池领域的七位专家达成一致，同意了本团体标准的研制工作；2021

年11月到2022年3月份进行了标准相关的试验操作及验证工作；2022年4月-5

1

月，完成了团体标准初稿撰写；2022年6月，筹建了标准工作组，并在工作组内部

开展了第一轮征求意见，共收集到17家单位的近200条建议及改进意见；2022年

7月-10月，根据第一轮征求意见对团体标准初稿进行标准研制组内部第一次集中讨

论与初稿内容修改；2023年1月，面向更广泛的动力电池及电动汽车企业开展了第

二轮意见征求与讨论会，会上收到来自参加讨论单位的30多条意见、建议；2023年

4月，完成了对新增意见的处理与确认，并完善了最终面向社会征求意见的标准稿。

预计2023年8月，正式面向行业和社会开展征求意见，2023年9月完成意见

收集和征求意见讨论会，对团体标准进行修改及定稿。预计2023年9月完成对标准

的申报，2023年10月完成标准的公布工作。

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

在充分总结和比较了国内外锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试方法标准、

调研了国内外对锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试的试验方法的基础上，参

考了DB34/T3377-2019《电动汽车用动力锂离子电池单体热失控测试方法》中的有

关内容编写。本标准直面动力电池的热失控问题，通过绝热量热的测试手段，尽可

能减小测试过程中环境因素、测量因素对电池热失控特性评估结果的影响，提供一

种锂离子电池的热安全评估方法。

2.1.1通用性原则

本标准提出的锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试方法不仅适用于无内置

热电偶，同时也适用于内置热电偶，通用性高。

2.1.2指导性原则

通过本标准，解决动力电池热失控所造成危害的准确评价问题，为动力电池安

全评价、安全设计、安全使用提供更客观的评价标准。

2.1.3协调性原则

本标准提出的方法与目前使用的国家与地方标准中的方法协调统一、互不交叉。

仅作为一种更便捷、精确度更高、更具有指导意义的方法对目前使用的方法进行补

充。

2.1.4兼容性原则

本标准提出的锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试方法测定方法充分考虑

了动力电池热安全核心问题——热失控所造成危害的准确评价问题，具有普遍适用

性。

2

2.2标准主要技术内容

本标准共分为11章，其中后5章是附录（A-E）。规定了锂离子电池单体在绝

热条件下热失控的安全性评价方法、实验程序、样品准备，提供了一种锂离子电池

的热安全评估方法。内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、符号和缩略语、

实验条件、热失控实验及附录。标准对测试输入物、测试仪器、测量输出物均做出

了要求：

1.对测试输入物的要求。本标准的测试对象为车用锂离子动力电池，需要知道

电池的比热容和卷芯的质量。且测试电池需内置耐高温的热电偶或温度测量装置，

要求内置的热电偶不会对电池的电性能、热性能及密封性产生影响。热电偶的最大

工作温度需大于1200℃，直径应小于等于1mm。

2.对测试仪器的要求。绝热量热仪为具有“加热-等待-追踪”模式的大容量绝热

量热仪，温控精度大于±0.01℃，升温速率0.02℃/min~200℃/min。数据采集器

温度最高分辨率为0.01℃，测温范围为-200℃~2000℃；电压最高分辨率为1mV，

电压测量范围为10mV~100V。

3.对于测量输出物的要求。要求输出物中包含绝热量热仪的主热电偶温度、环

境温度、加热腔体温度等数据，输出物还应包含内置热电偶的温度数据及被测电池

的电压数据。

2.3关键技术问题说明

绝热加速量热仪（ARC）是由盖子、底部、腔体、主热电偶、内置热电偶、数

据采集器及电脑等组成。通过ARC可以获得锂离子电池在绝热环境下的热失控特

征温度，用以评价电池单体的热稳定性。

3

盖子

数据采集

绝热加速量

热仪

（ARC）

主热电偶

腔体

底部

电脑

图1绝热加速量热仪测试的连接示意图

本标准将电池单体或内置热电偶的电池单体作为测试对象，将待测电池单体置

于加速绝热量热腔里，并用夹具固定使电池单体悬空于量热腔中，并避免电池直接

接触腔体；使用耐高温胶带将ARC的主热电偶贴紧被测电池单体，主热电偶采用机

械夹持并固定在电池大面形心的位置上，避免因电池表面绝缘膜变形导致的主热电

偶脱落，夹具宜采用铝合金材质，使得整体热容与电池比较接近，且夹具与电池接

触面需用高温胶带包覆，避免对电池的直接接触；将电压线和内置热电偶（可选）

的连接线引出并与数据采集器相连，开始测试并进行校准。

表1.加速量热仪参数设置

设置名称定义建议值

第一次进入绝热追踪阶段的温度

初始温度50℃

值

温度台阶不同次绝热追踪的温度调整值5℃

电池容量等待时

间

1-5Ah30min

被测对象与腔体进行热平衡的时6-20Ah45min

等待时间

间21-60Ah55min

61-120Ah60min

121Ah及65min

以上

搜寻时间追踪电池的自产热温升速率10min

判定电池单体进入自产热阶段的

自产热温升速率阈值温升速率值（以主热电偶温度为0.02℃/min

准）

冷却温度ARC开启冷却的温度值300℃

注：上述参数设置均为一般情况建议值，可根据测试需求进行修改。

4

在使用过程中，首先腔体开启加热模式，并对被测电池单体进行加热，直到被

测电池单体主热电偶温度达到初始温度50℃；等待（以45min为例）后，观察

10min，计算被测电池单体的温升速率，直到被测电池单体10min的平均自产热温

升速率大于或等于0.02℃/min，则开启台阶加热模式；

其次，腔体整体升温一个温度台阶5℃，并重复等待和观察，直到被测电池单

体10min的平均自产热温升速率大于或等于0.02℃/min，此时电池单体进入自产

热阶段，腔体进入绝热追踪模式，记录此时刻的主热电偶温度为电池单体的自产热

温度；

最后，量热腔对电池单体的温度进行绝热追踪，直到主热电偶温度大于300℃，

然后开启冷却模式；冷却阶段加热腔停止加热，开启ARC内的冷却系统，逐渐对腔

体进行降温。

图1绝热加速量热仪的工作原理

2.4标准主要内容的论据

对锂离子电池的热安全进行评估，需获取电池单体ARC测试的热失控特征温

度和热失控总放热量。

（a）T1为电池单体内置热电偶的自产热起始温度，通过内置热电偶温度最后

一个台阶的稳定温度来确定；T1’为ARC主热电偶采集到的自产热起始温度，通过

主热电偶温度最后一个台阶的稳定温度来确定。

（b）T2为电池单体内置热电偶的热失控温度，定义为内置热电偶温升速率连

续大于等于1℃/s时的温度；T2’为ARC主热电偶采集到的热失控温度，定义为主

热电偶温升速率连续大于等于1℃/s时的温度。

注：内置热电偶的采样频率为0.1s一个温度点，连续10个点的主热电偶温升

速率大于或等于0.1℃/0.1s，则定义第5个采样点的温度为内置热电偶的热失控温度

5

T2；对于采样频率不足0.1s的主热电偶温度，连续多个采样点主热电偶的温升速率

大于或等于1℃/s，且多个采样点的总时长大于3s，则中间位置采样点的温度定义为

主热电偶的热失控温度T2’。

（c）T3为电池单体热失控过程内置热电偶记录的最高温度；T3’为ARC主热

电偶记录的最高温度。

（d）热失控放热总能量由绝热条件下放热量公式计算得到

푄=푘∙퐶푝∙푀∙∆푇，∆푇=푇3−푇1（1）

式中：

Q——放热量，单位为J；

k——修正参数，经验值为0.9；

Cp——卷芯比热容，单位为J/（kg·℃）；

M——卷芯质量，单位为kg。

（e）对ARC测试数据与材料组分热稳定性表征的联系参见标准征求意见稿附

录。

2.5标准工作基础

编写组牵头单位：清华大学，在电池安全领域及锂电池热失控测试问题上具备

测试能力和丰富的测试实践经验。

编写组主要参与单位：上海理工大学、合肥国轩高科动力能源有限公司、北京

理工大学、智锂物联科技有限公司、中国科学技术大学、清华大学苏州研究院、智

锂物联科技有限公司、深蓝汽车科技有限公司、中国人民警察大学、广汽埃安新能

源汽车股份有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、中创新航科技股份有限

公司、广州小鹏汽车科技有限公司、中国电子技术标准化研究院、北京新能源汽车

股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司、北京科易动力科技有限公司、

荣盛盟固利新能源科技股份有限公司、苏州玛瑞柯测试科技有限公司、上海蔚来汽

车有限公司、理想汽车、UL中国、蜂巢能源科技股份有限公司、万向一二三股份公

司、上汽通用五菱汽车股份有限公司、深圳普瑞赛斯检测技术有限公司、上海中兴

派能能源科技有限公司、苏州玛瑞柯测试科技有限公司、中国第一汽车集团有限公

司、中国电子技术标准化研究院、华为数字能源公司。主要参与单位都在锂电池、

电动汽车行业有一定的技术开发及测试经验积累。

经过多家参与单位充分讨论研究，本标准具有一定的先进性、通用性、科学性

和可操作性。

三、主要试验（或验证）情况分析

6

清华大学冯旭宁发表的论文和数据，包括“J.PowerSources,2014,272:457-467”，

“J.PowerSources,2014,272:457-467”，首次阐述了EV-ARC的最佳用途，并报道

了大尺寸锂离子电池热失控的绝热测试。

自2012年以来，冯旭宁博士和团队通过建模和实验研究了使用标准ARC和使

用EV-ARC的测试条件之间的差异。首先提出绝热环境产生于两个主要因素。（1）

通过EV-ARC的良好校准和温度传感器的可靠连接，保证TR过程中的绝热环境。

（2）成功测量内部温度，使大尺寸电池的TR结果可重复。在解决了这两个问题后，

首次实现了使用EV-ARC的大尺寸锂离子电池的TR测试，如图2所示。

世界最大的锂离子电池绝热量热仪设备商英国THT公司开具的推荐信中这样

描述：“冯博士及其团队的TR测试方法得到了其他THT客户的认可和EV-ARC的

验证，其TR测试结果在全球范围内引起了广泛关注。核心方法支持我们在欧洲和

美国建立新能源电池测试中心分支机构（冯博士及其团队的TR测试结果公布后），

我们收到了来自世界各地的更多订单”，如图3所示。

图2.英国THT（Thermalhazardtechnology）公司开具的推荐信

7

图3.英国THT公司推荐信中的合作单位情况

清华大学车辆与运载学院已与国内外知名锂离子电池生产厂家与电动汽车公司

在锂电池热安全测试方面开展广泛、深入的产学研合作。依据本标准规定的测试方

法已经测得近百款锂电池的热失控特征参数，材料体系包括磷酸铁锂/石墨体系、三

元镍钴锰锂/石墨体系、三元镍钴锰锂/硅碳体系、钴酸锂/石墨体系、三元镍钴铝锂/

石墨体系、钴酸锂/钛酸锂体系等。测试成果发表到能源领域顶刊AppliedEnergy

（/10.1016/j.apenergy.2019.04.009），目前引用已超过330次。

图4.锂电池热失控测试数据库

8

标准牵头单位科研团队大量的论文、模型、项目依靠ARC测量得到的电池热失

控数据结果，基于上百款动力电池（材料、尺寸均不同）的测试结果，提炼出了热

失控的共性特征温度，为动力电池的安全性评价提供了可比的方法。目前，经过绝

热量热仪生产厂商的推广，以及国内外同行的交流，该测试方法广泛地应用于国内

外50余家知名研究机构、测试结构以及生产厂商，在准确评价电池本质安全性方

面，得到了行业的普遍认可。

四、标准中涉及专利的情况

本标准的部分条款（6.2、6.3、6.4、6.5）涉及到“绝热量热仪”这一专利。目

前该专利已授权，专利授权号为ZL201910132212.8，专利申请人为清华大学和中国

汽车技术研究中心有限公司。标准涉及专利的内容主要是测试过程中利用绝热量热

仪为锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试提供绝热环境。标准中涉及的专利，

其申请人均已披露，同意在公平、合理、无歧视基础上，免费许可任何组织或者个

人在实施该标准时实施专利，同时可直接采用专利与标准在技术内容的相关性。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用的情况

当前对动力电池安全性、市场准入标准还是以“冒烟、起火、爆炸”为核心评

价方式，由于“冒烟、起火、爆炸”都是电池热失控引发的后果，这类评价方式虽

然能够从一定程度上代表电池的安全性，也对现有产品的安全运行起到了积极的作

用。但是，面对动力电池向着极端高比能量方向的发展，以及实际事故频发的现状，

现有评价标准仍有提升的空间，也即需要直面“冒烟、起火、爆炸”的本质原因—

—电池热失控问题，开展直接的测试。本标准提出的绝热热失控测试方法，排除了

各类滥用测试过程中，引入环境因素对测试结果的影响，也排除了“冒烟、起火、

爆炸”等评价结果所具有的一定的随机性。将能够客观地评价某款动力电池的安全

性，为我国新能源汽车行业统一思想，团结一致，进一步设计、生产出本质安全的

动力电池指明方向。

六、采用国际标准和国外先进标准情况，与国际、国外同类标准水平的对比情况，

国内外关键指标对比分析或与测试的国外样品、样机的相关数据对比情况

国外的相关标准有ISO12405-2、IEC62660-2、IEC62660-3、SAEJ2929、UL

1624及UL2580等，都对锂电池在滥用条件下的安全性进行了约束与规范，主要面

向热滥用、电滥用及机械滥用情况下锂电池不应发生起火、爆炸等现象，目前没有

相关国际标准采用绝热量热仪来对锂电池进行安全性测试。本文采用绝热量热仪对

9

电池进行安全测试，可以获取不同体系，不同尺寸电池的热失控特征温度T1，T2，

T3，以及热失控过程的总放热量。上述参数可以指导电池制造厂家提出有针对性的

锂电池安全性改进措施，逐步提升电池的安全性。

本文与安徽省地方性标准DB34/T3377-2019采用相同的测试仪器和方法，但

本文对被测电池的要求是，必须具有内置热电偶，对于热电偶的要求是耐温达到

1300℃的K型热电偶，本文对于特征温度的提取是采用内置热电偶上的数据，进而

获得电池热失控过程的总能量。

七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制

性标准的协调性

本标准符合国家有关法律、法规和相关强制性标准的要求，与现行的国家标准、

行业标准相协调。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

尚无。

九、标准性质的建议说明

本标准为中国汽车工程学会标准，属于团体标准,供协会会员和社会自愿使用。

十、贯彻标准的要求和措施建议

严格按照本标准提出的试验方法对材料的卤素含量进行检测，对试验人员进行

理论学习和操作培训，保证检测方法操作的准确性。

十一、废止现行相关标准的建议

无。

十二、其他应予说明的事项

无。

标准起草工作组

2023年8月10日

（注：具体内容可以结合项目本身撰写，如不涉及的可填写无）

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一、工作简况

1.1任务来源

《锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试方法》团体标准是由中国汽车工程

学会批准立项。文件号中汽学函【2021】218号，任务号为2021-58。本标准由中国

汽车工程学会电动汽车联盟提出，清华大学、上海理工大学、合肥国轩高科动力能

源有限公司、北京理工大学、智锂物联科技有限公司、中国科学技术大学、等单位

起草。

1.2编制背景与目标

随着新能源汽车产销量的大幅度增长，预计到2030年，我国新能源汽车保有量

将超过汽车总保有量的50%。由于电池成本的大幅度下降，纯电动汽车已经成为新

能源汽车的主体。目前，在新能源汽车保有量上升到100万辆数量级时，每年发生

的电动汽车起火事件高达1000余起，电动汽车的安全问题引发全社会范围的关注。

电动汽车的起火事故，主要是由于电池失效引起的。动力电池热失控是电池失效的

核心问题，其核心是化学反应放热，进而导致次生的燃烧和爆炸等灾害，引发后续

造成的经济损失。

本标准的制定，拟直面动力电池的热失控问题，通过绝热量热的测试手段，尽

可能减小测试过程中环境因素、测量因素对电池热失控特性评估结果的影响，使得

电池本质安全的属性能够通过标准化的测试可比较可评价，为动力电池本质安全属

性的评价提供重要的参考性指标。本标准的设立，使得动力电池的本质安全属性能

够进行公平的评价。在以往所使用的“冒烟、起火、爆炸”等观察到的现象判定电

池是否通过安全测试标准的基础上，引入热失控特征温度的概念和评价指标，能够

有效地减少“冒烟、起火、爆炸”等具有一定随机现象的评价方式对评价结果的影

响，标准化测试的重复性更好，评价指标更客观。

1.3主要工作过程

本标准于2021年7月开始标准学习；2021年11月通过了立项评审会，来自电

动汽车及动力电池领域的七位专家达成一致，同意了本团体标准的研制工作；2021

年11月到2022年3月份进行了标准相关的试验操作及验证工作；2022年4月-5

1

月，完成了团体标准初稿撰写；2022年6月，筹建了标准工作组，并在工作组内部

开展了第一轮征求意见，共收集到17家单位的近200条建议及改进意见；2022年

7月-10月，根据第一轮征求意见对团体标准初稿进行标准研制组内部第一次集中讨

论与初稿内容修改；2023年1月，面向更广泛的动力电池及电动汽车企业开展了第

二轮意见征求与讨论会，会上收到来自参加讨论单位的30多条意见、建议；2023年

4月，完成了对新增意见的处理与确认，并完善了最终面向社会征求意见的标准稿。

预计2023年8月，正式面向行业和社会开展征求意见，2023年9月完成意见

收集和征求意见讨论会，对团体标准进行修改及定稿。预计2023年9月完成对标准

的申报，2023年10月完成标准的公布工作。

二、标准编制原则和主要内容

2.1标准制定原则

在充分总结和比较了国内外锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试方法标准、

调研了国内外对锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试的试验方法的基础上，参

考了DB34/T3377-2019《电动汽车用动力锂离子电池单体热失控测试方法》中的有

关内容编写。本标准直面动力电池的热失控问题，通过绝热量热的测试手段，尽可

能减小测试过程中环境因素、测量因素对电池热失控特性评估结果的影响，提供一

种锂离子电池的热安全评估方法。

2.1.1通用性原则

本标准提出的锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试方法不仅适用于无内置

热电偶，同时也适用于内置热电偶，通用性高。

2.1.2指导性原则

通过本标准，解决动力电池热失控所造成危害的准确评价问题，为动力电池安

全评价、安全设计、安全使用提供更客观的评价标准。

2.1.3协调性原则

本标准提出的方法与目前使用的国家与地方标准中的方法协调统一、互不交叉。

仅作为一种更便捷、精确度更高、更具有指导意义的方法对目前使用的方法进行补

充。

2.1.4兼容性原则

本标准提出的锂离子动力蓄电池热失控的绝热量热测试方法测定方法充分考虑

了动力电池热安全核心问题——热失控所造成危害的准确评价问题，具有普遍适用

性。

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2.2标准主要技术内容

本标准共分为11章，其中后5章是附录（A-E）。规定了锂离子电池单体在绝

热条件下热失控的安全性评价方法、实验程序、样品准备，提供了一种锂离子电池

的热安全评估方法。内容包括范围、规范性引用文件、术语和定义、符号和缩略语、

实验条件、热失控实验及附录。标准对测试输入物、测试仪器、测量输出物均做出

了要求：

1.对测试输入物的要求。本标准的测试对象为车用锂离子动力电池，需要知道

电池的比热容和卷芯的质量。且测试电池需内置耐高温的热电偶或温度测量装置，

要求内置的热电偶不会对电池的电性能、热性能及密封性产生影响。热电偶的最大

工作温度需大于1200℃，直径应小于等于1mm。

2.对测试仪器的要求。绝热量热仪为具有“加热-等待-追踪”模式的大容量绝热

量热仪，温控精度大于±0.01℃，升温速率0.02℃/min~200℃/min。数据采集器

温度最高分辨率为0.01℃，测温范围为-200℃~2000℃；电压最高分辨率为1mV，

电压测量范围为10mV~100V。

3.对于测量输出物的要求。要求输出物中包含绝热量热仪的主热电偶温度、环

境温度、加热腔体温度等数据，输出物还应包含内置热电偶的温度数据及被测电池

的电压数据。

2.3关键技术问题说明

绝热加速量热仪（ARC）是由盖子、底部、腔体、主热电偶、内置热电偶、数

据采集器及电脑等组成。通过ARC可以获得锂离子电池在绝热环境下的热失控特

征温度，用以评价电池单体的热稳定性。

3

盖子

数据采集

绝热加速量

热仪

（ARC）

主热电偶

腔体

底部

电脑

图1绝热加速量热仪测试的连接示意图

本标准将电池单体或内置热电偶的电池单体作为测试对象，将待测电池单体置

于加速绝热量热腔里，并用夹具固定使电池单体悬空于量热腔中，并避免电池直接

接触腔体；使用耐高温胶带将ARC的主热电偶贴紧被测电池单体，主热电偶采用机

械夹持并固定在电池大面形心的位置上，避免因电池表面绝缘膜变形导致的主热电

偶脱落，夹具宜采用铝合金材质，使得整体热容与电池比较接近，且夹具与电池接

触面需用高温胶带包覆，避免对电池的直接接触；将电压线和内置热电偶（可选）

的连接线引出并与数据采集器相连，开始测试并进行校准。

表1.加速量热仪参数设置

设置名称定义建议值

第一次进入绝热追踪阶段的温度

初始温度50℃

值

温度台阶不同次绝热追踪的温度调整值5℃

电池容量等待时

间

1-5Ah30min

被测对象与腔体进行热平衡的时6-20Ah45min

等待时间

间21-60Ah55min

61-120Ah60min