《锂离子电池储能系统不同层级火灾抑制试验模型》

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团体标准

T/CNESAXXXX—XXXX

锂离子电池储能系统不同层级火灾抑制试

验模型

Firesuppressingtestmodelfordifferentleveloflithiumionbatteryenergystorage

system

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中关村储能产业技术联盟发布

本标准由中关村储能产业技术联盟自主编写、制定，因其产生的著作权等所有权利均归中

关村储能产业技术联盟所有。除事先得到中关村储能产业技术联盟的许可或国家现行法律法规

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如对本标准的权利或使用有疑问的，请联系中关村储能产业技术联盟！

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中关村储能产业技术联盟是中国社会组织5A级社团，是中国首个专注在储能领域的非营利性国际

行业组织。中关村储能产业技术联盟致力于通过影响政府政策的制定和储能应用的推广促进储能产业

的健康有序发展。

中关村储能产业技术联盟聚集了优秀的储能技术厂商、新能源产业公司、电力系统以及相关领域的

科研院所和高校，覆盖储能全产业链各参与方。中关村储能产业技术联盟在协同政府主管部门研究制定

中国储能产业发展战略、倡导产业发展模式、确定中远期产业发展重点方向、整合产业力量推动建立产

业机制等工作中，发挥着举足轻重的先锋作用。

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T/CNESAXXXX—XXXX

前言

本文件按照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。

本文件由中关村储能产业技术联盟提出。

本文件由中关村储能产业技术联盟归口。

本文件起草单位：中国科学技术大学、应急管理部天津消防研究所、安徽中科中涣智能装备股份有

限公司等

本文件主要起草人：王青松、张少禹、金凯强、于东兴、朱兴国、丁伟等

I

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引言

为系统地指导锂离子电池储能系统火灾抑制试验，更好地服务于相关锂离子电池储能系统火灾防

控技术装备的推广应用，特制订本文件。

II

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锂离子电池储能系统不同层级火灾抑制试验模型

1范围

本标准适用于户外安装的集装箱式磷酸铁锂体系电化学储能系统模块火灾抑制试验模型。户外安

装机柜式磷酸铁锂体系电化学储能系统可参照执行。

本标准不适用于室内安装的锂离子电池储能系统及三元体系的锂离子电池储能系统。

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文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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

文件。

GB/T5907消防基本术语第一部分

GB/T36276-2023电力储能用锂离子电池

GB/T36558-2018电力系统电化学储能系统通用技术要求

GB/T42288-2022电化学储能电站安全规程

3术语和定义

GB/T5907、GB/T36276中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

锂离子电池储能系统lithiumionbatteryenergystoragesystem

以锂离子电池为储能载体，通过储能变流器进行可循环电能存储、释放的系统，一般包含电池系统、

储能变流器及相关辅助设施等。

电池预制舱batterycontainer

用于装载电化学储能电池系统的箱体，主要由储能电池簇、外壳、支架、连接件、通风系统组成，

根据需要还可包含冷却系统、视频监控等辅助设施。

电池管理系统batterymanagementsystem

监测电池的电压、电流、温度等参数信息，并对电池的状态进行管理和控制的装置。

电池单体batterycell

将化学能与电能进行相互转换的最小基本单元。

电池模块batterymodule

具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元，且只有一对正负极输出端子的电池组合体，通常包

括电池单体、电池管理模块、电池箱及相应附件。

电池簇batterycluster/rack

由电池模块采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的

电池组合体，还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。

热失控thermalrunaway

由于锂离子电池放热连锁反应导致锂电池产生不可控温升的现象。

1

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热失控扩展thermalrunawaypropagation

锂离子电池包或系统中一个或多个电池发生热失控，并触发该电池系统中相邻或其他部位电池热

失控的现象。

荷电状态SOCstateofcharge

锂电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比。

标称电压batteryvoltage

标志或识别一种电池或一种电化学体系的适当的电压近似值。

泄气venting

电池安全阀开启释放气体的过程。

起火fire

电池任何部位发生持续时间大于1s的燃烧，火花及拉弧不属于燃烧。

爆炸explosion

电池壳体破裂，伴随剧烈响声，且有固定物质等主要成分抛射。

4试验样品

一般要求

锂离子电池储能系统火灾试验模型包括电芯、电池模块、电池簇支架、电池预制舱等。

电芯应明确额定电压、额定容量、外形尺寸、生产厂家等信息。

电池模块应明确额定电压、额定容量、外形尺寸、生产厂家、内部电芯布置形式等信息。

电池簇支架应明确结构、尺寸、电池簇布置形式等信息。

样品预处理

试验用电池模块应符合GB/T36276的规定，试验准备过程中不得破坏电池模块内部电池单体的串

并联连接方式。试验前，可在电池模块箱体上设置观察口，观察口采用耐高温、高强度的玻璃封挡。电

池模块箱体侧面设置穿线孔，线路敷设完毕后进行封堵。

在测试之前，电池模块样品应按照电池制造商指定的方法或参照GB/T36276中的方法连续进行不

少于2次的充放电循环，每次循环应先充电至100%SOC，然后放电至规定的放电电压。2次充放电程序之

间应静置30min。

电池模块初始化充放电循环：

a）在（25±2）℃下搁置5h；

b）以额定充电功率恒功率充电至任一单体或模块的充电终止电压，静置30min；

c）以额定放电功率恒功率放电至任一单体或模块的放电终止电压，静置30min。

充放电循环结束后，将电池模块充电至100%SOC后静置1h，并在充电结束8h内开始试验。

5基本要求

试验环境

试验环境应符合下列要求：

a）试验场所应用可靠有效的通风措施，防止可燃气体的积聚。

b）试验场所应具有有效的消防和应急设施。

试验装置

2

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试验装置应符合下列要求：

a）温度测量设备：宜选用K型热电偶，热电偶直径不大于1mm，试验过程中对热电偶做好绝缘防护；

测量电池表面温度的热电偶用铝箔胶带固定，测量外壳温度的热电偶用铝箔胶带或螺钉压紧固定，以保

证测量端与壳体紧密接触；

b）电压测量设备：监测电芯电压，准确度±0.1V；

c）数据采集设备应能连续监测、记录试验过程参数，采用周期不大于1s；

d）引燃装置：引燃装置的能量应足以引燃电池热失控产生的气体；

e）视频及红外监控设备：实时记录试验过程的变化。

6不同层级火灾抑制试验模型

模块级火灾抑制试验模型

试验用预制舱箱体尺寸、电池簇支架的结构尺寸和布置形式应于实际工程保持一致。

选取距离火灾抑制装置最远的电池模块作为热失控触发对象。典型布置如图1所示。

试验管路、喷头布置位置同实际工程保持一致。

根据电池箱的冷却方式，将引燃装置布置在风冷电池箱出风口外侧或液冷电池箱安全阀外侧。

试验过程如下：

a）将火灾抑制装置调整至工程实际应用的手动启动状态；

b）采用附录A加热/过充/短路的一种或多种方法触发电池模块热失控，其中加热触发方式至少加热

3块电芯；

c）电池模块内部2块电芯安全阀开启直至发生热失控后，若无明火发生，则启动引燃装置引燃热失

控产生的气体；

d）预燃1min后，手动启动火灾抑制装置。

图1模块级火灾试验整体布置

簇块级火灾抑制试验模型

试验用预制舱箱体尺寸、电池簇支架的结构尺寸和布置形式应于实际工程保持一致。

选取距离火灾抑制装置最远的第二列第二层电池模块作为热失控触发对象，在其左、右、上、下方

各布置1块真实电池模块，其余位置用电池模块壳体填充。典型布置如图2、图3所示。

试验管路、喷头、探测装置布置位置同实际工程保持一致。

根据电池箱的冷却方式，将引燃装置布置在风冷电池箱出风口外侧或液冷电池箱安全阀外侧。

试验过程如下：

a）将火灾抑制装置调整至工程实际应用的手动启动状态；

b）采用附录A加热/过充/短路的一种或多种方法触发电池模块热失控，其中加热触发方式至少加热

6块电芯；

c）电池模块内部至少4个电芯安全阀开启直至发生热失控后，若无明火发生，则启动引燃装置引燃

热失控产生的气体；

3

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d）预燃1min后，手动启动火灾抑制装置。

图2簇级火灾试验电池簇布置

图3簇级火灾试验整体布置

4

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附录A

（规范性）

电池模块热失控触发方法

A.1目的

本附录A规定了电池模块热失控触发的方法，测试期间应监测电池温度、电池电压，以确定电池是

否发生热失控。

A.2试验样品

在测试之前，电池模块样品应按照电池制造商指定的方法或参照GB/T36276中的方法连续进行不

少于2次的充放电循环，每次循环应先充电至100%SOC，然后放电至规定的放电电压。2次充放电程序之

间应静置30min。充放电循环结束后，将电池模块充电至100%SOC后静置1h，并在充电结束8h内开始试

验。

电池模块初始化充放电：

1）在（25±2）℃下搁置5h；

2）以额定充电功率恒功率充电至任一单体或模块的充电终止电压，静置30min；

3）以额定放电功率恒功率放电至任一单体或模块的放电终止电压，静置30min。

A.3加热触发热失控

选取电池模块中的一侧的电池单体作为加热对象，加热对象位置的确定应符合最不利原则，如火灾

抑制介质释放喷头的最远位置等，加热电芯数量根据试验要求确定。典型的试验布置如图A.1所示，在

一侧多个电池单体处安装加热装置，并使加热装置与电池紧密接触。如表A.1所示，加热装置的功率参

照GB/T36276中A.2.19的相关要求，加热装置应与电池直接接触，加热装置的尺寸规格不应大于电池单

体的被加热面。监测加热装置温度、电池表面温度、电池电压。

试验方法如下：

a）启动加热装置，并以最大功率对测试对象持续加热；

b）待发生热失控的电池单体数量达到试验要求后，关闭加热装置。

图A.1电池模块加热触发热失控试验布置

表A.1加热装置功率

触发对象能量E加热设备最大功率

WhW

E＜10030～300

100≤E＜400300～1000

5

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400≤E＜800300～2000

E≥800＞600

A.4过充触发热失控

为保证热失控的发生，可去掉电池模块监控电路和保护装置（如熔断器）等，将电池模块正负极与

充电装置可靠连接。

试验方法如下：

a）启动充电装置，充电模式设为恒流充电方式，充电电流取1Cren与产品的最大持续充电电流中的

较小者。

b）待发生热失控的电池单体数量达到试验要求后，关闭充电装置。

A.5短路触发热失控

为保证热失控的发生，可去掉电池模块监控电路和保护装置（如熔断器）等，将电池模块正负极进

行外部短路，待发生热失控的电池单体数量达到试验要求后，断开电池模块正负极的连接。

A.6热失控判定方法

参照GB/T36276中相关规定，满足下列条件，即可判定热失控：

a）测试对象产生电压降；

b）电池表面温度达到电池的保护温度；

c）电池表面温升速率≥1℃/s；

d）当a）+c）或b）+c）发生时，判定电池单体发生热失控；

e）加热过程中及加热结束1h内，如发生起火、爆炸现象，试验应终止并判定为发生热失控。

A.7试验记录

试验记录应包含以下数据：

a）加热试验：加热板尺寸、加热板功率；

b）过充试验：充电电流；

c）短路试验：短路负载电阻，最大短路电流。

6

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参考文献

[1]GB/T5907消防基本术语第一部分

[2]GB/T36276-2023电力储能用锂离子电池

[3]GB/T36558-2018电力系统电化学储能系统通用技术要求

[4]GB/T42288-2022电化学储能电站安全规程

7

锂离子电池储能系统不同层级

火灾抑制试验模型

编制说明

目录

一、编制背景........................................................1

二、编制原则........................................................1

三、主要工作过程....................................................2

四、主要条款的说明..................................................3

五、其他应说明的事项................................................4

一、编制背景

锂离子电池因为其高的能量密度、优越的循环性能而广泛应用于便携式电子

产品、电动汽车和储能电站等领域。然而由于其易燃易爆的特点，近年来，因锂

离子电池热失控而引发的火灾事故屡见报导，针对性的安全防护装备层出不穷，

但尚未形成规范化的测试标准。因此，急需编制一部专门的标准，建立锂离子电

池储能系统不同层级火灾抑制试验模型，以指导锂离子电池储能系统火灾抑制试

验，更好地服务于相关锂离子电池储能系统火灾防控技术装备的推广应用。

开展电化学储能系统不同层级火灾抑制试验模型的研究，建立完备的锂离子

电池储能系统火灾试验模型，明确电化学储能系统电池预制舱试验模型组成等，

确立试验环境及试验装置等基本要求，厘清试验样品准备，试验布置等方法，从

一般要求、试验布置等多个方面，建立锂离子电池储能系统不同层级火灾抑制试

验模型，并对其做出相关要求，从而提升电化学储能系统的整体安全水平。

二、编制原则

本标准的制定工作遵循“统一性、协调性、适用性、一致性、规范性”的原

则，本着先进性、科学性、合理性和可操作性的原则，按照GB/T1.1-2009《标

准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则编写。

本标准制定过程中参考的主要标准如下：

a)GB/T36276-2023《电力储能用锂离子电池》

b)GB/T36558-2018《电力系统电化学储能系统通用技术条件》

c)GB/T42288-2022《电化学储能电站安全规程》

d)T/CEC172-2018《电力储能用锂离子电池安全要求及试验方法》

e)T/CEC373-2020《预制舱式磷酸铁锂电池储能电站消防技术规范》

f)T/CNESA1004-2021《锂离子电池火灾危险性通用试验方法》

g)T/CIAPS0015-2022《预制舱式锂离子电池储能系统火灾抑制装置测试方

法》

1

h)UL9540ATestmethodforevaluatingthermalrunawayfire

propagationinbatteryenergystoragesystems

本标准是在调研了已有的锂离子电池火灾试验方法的基础上，借鉴已有的锂

离子电池安全性测试标准并把相关要求纳入本标准中。使标准内容及指标更加符

合实际运用。

本标准与相关法律、法规、规章及相关标准协调一致，没有冲突。

三、主要工作过程

本标准由中国科学技术大学提出，经中关村储能产业技术联盟标委会审核通

过立项，项目编号CNESA2023008。

标准牵头起草单位为中国科学技术大学，标准参编单位有应急管理部天津消

防研究所、安徽中科中涣智能装备股份有限公司等，标准主要起草人有王青松、

张少禹、金凯强、于东兴、朱兴国、丁伟等。

整个标准编制过程按照前期调研、大纲编制、专题研讨、初稿编制、征求意

见、送审、报批的思路进行，主要工作过程如下：

（1）前期调研主要包括文献调研和项目调研，文献调研主要收集现有的国

内外相关的电池标准和已有的锂离子电池火灾试验及试验方法；项目调研主要调

查现有储能电站和电池相关产业，重点调研电化学储能系统现有火灾抑制装置的

安装方式、保护策略等。

（2）2022年10月-2023年3月，中国科学技术大学组织编制标准草案；2023

年3月3日，在应急管理部天津消防研究所组织了标准草案研讨会；2023年3

月-11月，调研了锂离子电池相关产业，完善标准草案。

（3）2023年11月21日，通过联盟审核正式立项。

（4）2024年3月1日，中关村储能产业技术联盟组织召开了线上线下研讨

会，会上中国科学技术大学介绍了本标准的编制情况和后续的进度安排，来自应

急管理部沈阳消防研究所、天津消防研究所、中国科学技术大学、南方电网、中

科院电工所、比亚迪、安徽中科中涣、海博思创等10余家单位30余名专家和企

业代表参与了会议，并对标准进行了详细研讨。

2

（5）2024年3月-4月，中关村储能产业技术联盟通过线上沟通组织工作组

对标准进行了修订，完成征求意见稿。

四、主要条款的说明

（1）条款4.2：样品预处理：试验用电池模块应符合GB/T36276的规定，

试验准备过程中不得破坏电池模块内部电池单体的串并联连接方式。在测试之

前，电池模块样品应按照电池制造商指定的方法或参照GB/T36276中的方法连

续进行不少于2次的充放电循环，每次循环应先充电至100%SOC，然后放电至规

定的放电电压。2次充放电程序之间应静置30min。

条款说明：电池单体发生热失控后，可能引发相邻电池单体发生热失控，造

成热扩散，电池单体之间串并联及电池单体之间的互相挤压是影响热扩散的关键

因素之一，为了模拟真实的电池箱，试验所用模组为完成的电池模组成品，电池

模组的电池单体之间保持串并联连接关系。

电池的SOC是影响电池热失控特性及火灾特性的关键因素之一，SOC越大火

灾危险性越大，因此要求试验样品按照GB/T36276的要求进行充放电循环，在

开展火灾抑制试验前，要求电池模块SOC为100%。

（2）条款5.1：试验环境：试验场所应用可靠有效的通风措施，防止可燃

气体的积聚；试验场所应具有有效的消防和应急设施。

条款说明：锂离子电池火灾试验具有很强的危险性和不确定性，电池热失控

产生的气体为可燃气体，当可燃气体积聚到爆炸极限时，遇到引火源易发生爆炸，

因此试验场所应用可靠有效的通风措施，防止可燃气体的积聚；在试验过程中，

如果火灾抑制装置不能有效抑制储能系统火灾，应采用备用的有效的消防和应急

设施来处置火灾，以免酿成事故。

（3）条款6.1、6.2：试验用预制舱箱体尺寸、电池簇支架的结构尺寸和布

置形式应于实际工程保持一致；试验管路、喷头布置位置同实际工程保持一致。

条款说明：预制舱箱体尺寸、电池簇支架的结构尺寸和布置形式、试验管路、

喷头布置是影响电化学储能系统的火灾抑制试验结果的关键因素，因此要求这些

关键因素应该与实际工程保持一致。

3

（4）条款6.1：模块级火灾抑制试验模型：采用附录A加热/过充/短路的

一种或多种方法触发电池模块热失控，其中加热触发方式至少加热3块电芯；电

池模块内部2块电芯安全阀开启直至发生热失控后，若无明火发生，则启动引燃

装置引燃热失控产生的气体。

条款说明：考虑到模块级火灾抑制试验应比电池单体火灾抑制试验难度大，

试验可选择加热3个电芯或者对整个模块过充或者整个模块短路触发模块发生

热失控，当采用加热方式触发热失控时要求被加热的2个电芯热失控后，再引燃

热失控产生的气体，开展后续火灾抑制试验。

（4）条款6.2：采用附录A加热/过充/短路的一种或多种方法触发电池模

块热失控，其中加热触发方式至少加热6块电芯；电池模块内部至少4个电芯安

全阀开启直至发生热失控后，若无明火发生，则启动引燃装置引燃热失控产生的

气体。

条款说明：考虑到簇级火灾抑制试验应比模块级火灾抑制试验难度大，试验

可选择加热6个电芯或者对整个模块过充或者整个模块短路触发模块发生热失

控，当采用加热方式触发热失控时要求被加热的3个电芯热失控后，再引燃热失

控产生的气体，开展后续火灾抑制试验。

五、其他应说明的事项

使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可

能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关

法规规定的条件。

4

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目次

前言.......................................................................I

引言......................................................................II

1范围.................................................................................1

2规范性引用文件.......................................................................1

3术语和定义...........................................................................1

4试验样品.............................................................................2

一般要求.........................................................................2

样品预处理.......................................................................2

5基本要求.............................................................................2

试验环境.........................................................................2

试验装置.........................................................................2

6不同层级火灾抑制试验模型.............................................................3

模块级火灾抑制试验模型...........................................................3

簇块级火灾抑制试验模型...........................................................3

附录A（规范性）电池模块热失控触发方法..........................................5

A.1目的.............................................................................5

A.2试验样品.........................................................................5

A.3加热触发热失控...................................................................5

A.4过充触发热失控...................................................................6

A.5短路触发热失控...................................................................6

A.6热失控判定方法...................................................................6

A.7试验记录.........................................................................6

参考文献.......................................................................7

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锂离子电池储能系统不同层级火灾抑制试验模型

1范围

本标准适用于户外安装的集装箱式磷酸铁锂体系电化学储能系统模块火灾抑制试验模型。户外安

装机柜式磷酸铁锂体系电化学储能系统可参照执行。

本标准不适用于室内安装的锂离子电池储能系统及三元体系的锂离子电池储能系统。

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文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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

文件。

GB/T5907消防基本术语第一部分

GB/T36276-2023电力储能用锂离子电池

GB/T36558-2018电力系统电化学储能系统通用技术要求

GB/T42288-2022电化学储能电站安全规程

3术语和定义

GB/T5907、GB/T36276中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

锂离子电池储能系统lithiumionbatteryenergystoragesystem

以锂离子电池为储能载体，通过储能变流器进行可循环电能存储、释放的系统，一般包含电池系统、

储能变流器及相关辅助设施等。

电池预制舱batterycontainer

用于装载电化学储能电池系统的箱体，主要由储能电池簇、外壳、支架、连接件、通风系统组成，

根据需要还可包含冷却系统、视频监控等辅助设施。

电池管理系统batterymanagementsystem

监测电池的电压、电流、温度等参数信息，并对电池的状态进行管理和控制的装置。

电池单体batterycell

将化学能与电能进行相互转换的最小基本单元。

电池模块batterymodule

具有从外部获得电能并可对外输出电能的单元，且只有一对正负极输出端子的电池组合体，通常包

括电池单体、电池管理模块、电池箱及相应附件。

电池簇batterycluster/rack

由电池模块采用串联、并联或串并联连接方式，且与储能变流器及附属设施连接后实现独立运行的

电池组合体，还宜包括电池管理系统、监测和保护电路、电气和通讯接口等部件。

热失控thermalrunaway

由于锂离子电池放热连锁反应导致锂电池产生不可控温升的现象。

1

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热失控扩展thermalrunawaypropagation

锂离子电池包或系统中一个或多个电池发生热失控，并触发该电池系统中相邻或其他部位电池热

失控的现象。

荷电状态SOCstateofcharge

锂电池中按照规定放电条件可以释放的容量占可用容量的百分比。

标称电压batteryvoltage

标志或识别一种电池或一种电化学体系的适当的电压近似值。

泄气venting

电池安全阀开启释放气体的过程。

起火fire

电池任何部位发生持续时间大于1s的燃烧，火花及拉弧不属于燃烧。

爆炸explosion

电池壳体破裂，伴随剧烈响声，且有固定物质等主要成分抛射。

4试验样品

一般要求

锂离子电池储能系统火灾试验模型包括电芯、电池模块、电池簇支架、电池预制舱等。