《锂离子电池储能系统火灾当量分级试验方法》

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团体标准

T/CNESAXXXX—XXXX

锂离子电池储能系统热失控火灾当量

分级试验方法

TestMethodforGradingThermalRunawayFireequivalentofLithiumIonBattery

EnergyStorageSystem

（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

允许使用本标准外，任何机构或个人均不得以任何形式对本标准进行部分或全部地复制、使用。

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

本文件主要起草人：

III

T/CNESAXXXX—XXXX

引言

电化学储能行业发展迅猛，已成为支撑构建新型电力系统的重要环节。其中,锂离子电池凭借其能

量密度高和循环性能好等优点被广泛应用于储能系统中。然而，近年来由锂离子电池热失控引发的火灾

爆炸事故频发，甚至在储能系统不同层级间发生火灾蔓延、火灾跃迁等，其安全问题备受关注，已成为

制约电化学储能行业安全健康发展的主要痛点。因此，为突破锂离子电池储能系统热失控火灾防控关键

技术瓶颈，本文件从火灾当量的角度对锂离子电池储能系统热失控火灾进行量化和分级，为锂离子电池

储能系统分级分策灭火与应急处置方案的设计提供理论指导和数据支撑。

由于锂离子电池尚属于一种较新的危险源，为确立一种锂离子电池储能系统热失控火灾当量分级

通用试验方法，实现测试仪器、测试方法和测量参数标准化，特制定本文件，为今后开展锂离子电池储

能系统火灾当量分级试验提供指导和依据，助力电化学储能电站安全健康发展，推动国家新能源战略实

施和“双碳”目标的实现。

IV

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锂离子电池储能系统热失控火灾当量分级试验方法

1范围

本文件规定了锂离子电池储能系统热失控火灾当量分级试验方法的术语、原理、试验条件、试验设

备、试验步骤、试验数据处理和试验报告要求。

本文件适用于最大直流电压不超过1500V(标称)的储能系统热失控火灾当量分级试验。

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/T36276电力储能用锂离子电池

GB/T51048电化学储能电站设计规范

GB/T16172建筑材料热释放速率试验方法

GB/T25207火灾试验表面制品的实体房间火试验方法

T/CNESA1004锂离子电池火灾危险性通用试验方法

T/CNESA1007-2023储能用锂离子电池系统火蔓延测试方法

UL9540ATestMethodforEvaluatingThermalRunawayFirePropagationinBatteryEnergy

StorageSystems

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

电池单体Cell

能够进行化学能和电能相互转换，实现充放电的基本单元，一般由正极、负极、隔膜、电解质和壳

体等组成。

电池模块Batterymodule

由电池单体采用串联、并联或串并联方式连接，且只有一对正负极输出端子的电池组合体。

电池簇Batterycluster

由电池模块采用串联、并联或串并联方式连接，与单台储能变流器连接，能独立进行充、放电的电

池系统。

储能系统Energystoragesystem

由电池簇、电池管理系统及与其相连的储能变流器、热管理系统、灭火系统等构成的系统。

锂离子电池火灾Lithiumionbatteryfire

在时间和空间上失去控制的锂离子电池发生燃烧的行为。

热失控Thermalrunaway

电池单体放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现象。

1

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热释放速率Heatreleaserate

在规定的试验条件下，单位时间内电池燃烧所释放的热量。

注：本标准中根据耗氧法进行测量。

总释放热量Totalheatrelease

在规定的试验条件下，在一定时间内电池燃烧所释放的总热量。

标准化热释放速率Standardizedheatreleaserate

在规定的试验条件下，热释放速率除以电池的总表面积标准化处理后的数值。

火灾当量Fireequivalent

衡量电池热失控火灾大小的参数，一般情况下将电池燃烧释放的总热量等效为若干千克正庚烷燃

烧释放的总热量。

4符号、代号和缩略语

下列缩略语适用于本文件。

FS:满量程（fullscale）

TR:热失控（thermalrunaway）

Vol:体积百分比（volume）

SOC：荷电状态，%（stateofcharge）

HRR：热释放速率，kW（heatreleaserate）

THR：总释放热量，kJ（totalheatrelease）

FE：火灾当量，kg（fireequivalent）

下列符号适用于本文件。

C1：1小时率额定容量，Ah

I1：1小时率放电电流，其数值等于C1，A

I3：3小时率放电电流，其数值等于1/3C1，A

qpeak：热释放速率峰值，kW

2

�̄peak：标准化热释放速率峰值，W/m

Q：总释放热量，kJ

E：火灾当量，kg

5原理

本试验方法是在现有其他锂离子电池安全相关测试方法的基础上，针对锂离子电池储能系统不同

层级，依据热释放速率和总释放热量相关参数，以正庚烷为基准，对锂离子电池热失控火灾进行当量分

级，从而为锂离子电池储能系统的分级分策灭火与应急处置设计提供理论指导和依据。

6试验条件

试验环境

试验环境应符合下列要求：

a)除另有规定，电池单体和模块试验环境温度为25±5℃，电池簇和储能系统试验环境温度为10℃

~32℃，相对湿度为50%±25%，大气压力为86kPa~106kPa。

b)试验场地应具备完善的消防系统和应急措施。

c)试验人员应配备个人防护用具。

2

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d)试验场地内无其他可引起火焰蔓延的潜在可燃物。

e)对测试区域范围进行封闭式管理，设置警示牌，防止非测试人员进入。

试验设备

试验设备应符合下列要求：

a)充放电循环仪：电压、电流、功率的准确度为0.1%FS；

b)温度测量装置：准确度±1℃；

c)时间测量装置：准确度±0.1s；

d)质量测量装置：准确度0.1%FS;

e)气体测量装置：准确度1%F.S；

f)热释放速率测量系统：应采用大尺度热释放速率测量系统，测量系统可根据GB/T25207标准设

计建造；

g)傅里叶变换红外光谱仪：分辨率≥1cm-1，路径长度≥2m。

7试验准备

单体电池试验准备

7.1.1标准充电

电池单体先以制造商规定且不小于1I3的电流放电至制造商技术条件中规定的放电终止电压，搁置

1h（或制造商提供的不高于1h的搁置时间），然后按照制造商提供的充电工步进行充电，充电后搁置

1h（或制造商提供的不高于1h的搁置时间）

若制造商未提供充放电方法，则由检测机构和制造商协商确定合适的充电方法，或依据以下方法充

电：

以制造商规定且不小于1I3的电流恒流充电至制造商技术条件中规定的充电截止电压后转为恒压

充电，当充电电流降为0.05I1时停止充电，充电后搁置1h（或制造商提供的不高于1h的搁置时间）。

7.1.2工作状态确认

除非另有规定，被测试样品应是客户将要接受产品的代表性样品，包括小批量试产样品或准

备向客户交货的产品，且生产日期不超过6个月。

电池单体应处于正常工作状态，按照7.1.1规定的步骤进行充放电，电池实际容量应大于或

等于其额定容量。

如果电池单体有附加主动保护线路或装置，应在试验前移除。

7.1.3预处理

正式测试开始前，电池单体需要先进行预循环处理，以确保试验对象的性能处于激活和稳定

的状态。

在开始测试前至少进行完整充放电循环两次，充放电循环结束后搁置1~8h，方可进行测试，

最终测试时电池为满电状态。

电池模块或电池簇试验准备

7.2.1工作状态确认

正式开始测试前，电池模块或电池簇内部的每个电池单体应满足7.1.2的要求。

测试电池模块或电池簇应为独立对象，未配备电池管理系统及消防装置。

7.2.2预处理

正式测试开始前，电池模块或电池簇需要进行预循环处理，以确保试验对象的性能处于激活

和稳定的状态。

在开始测试前至少进行完整充放电循环两次，充放电循环结束后搁置1~8h，方可进行测试，

最终测试的电池模块或电池簇为满电状态。

3

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8试验方法

电池单体试验方法

8.1.1一般要求

所有热失控试验均需要在有充分安全保护的环境条件下进行。试验人员需进行必要的培训，以确保

按照规定的安全规程进行操作。如果试验对象有附加主动保护线路或装置，应在试验前移除。

8.1.2试验步骤

试验对象为电池单体。

试验对象按7.1的要求进行试验准备。

推荐作为触发电池热失控的可选方法，也可自行选择其他方法来触发电池热失控。

采用模拟电池模块的约束方式对电池单体进行约束，以防止其在测试期间过度膨胀。

加热触发电池热失控方法：使用GB/T36276中规定的加热装置，并且其表面应覆盖陶瓷、金

属或绝缘层。加热装置的尺寸规格应不大于电池单体的被加热面；将加热装置的加热面与电池单体表面

直接接触，加热装置的位置应与中规定的温度传感器的位置相对应；安装完成后，应在24h

内启动加热装置，以加热装置的最大功率对触发对象进行加热；加热装置的功率要求见表1；当发生热

失控或者定义的监测点温度达到300℃时，停止加热；如果未发生热失控，继续观察1h。

表1加热装置功率选择

试验对象额定能量E/Wh加热装置功率P/W

E<50250

50≤E<100450

100≤E<400650

400≤E<800800

800≤E<10001000

E≥1000>1000

图1热失控试验加热及采样布置示意图

监测点布置方案如下：

a)监测触发对象的电压和温度以判定触发对象是否发生热失控；监测电压或温度，应使用原始的电路

或追加新增的测试用电路。温度数据的采样间隔应小于等于1s，准确度要求为±1℃。

b)加热触发时，温度传感器应布置在远离热传导的一侧，即电池非受热面中心，如图1所示。如果难以

直接安装温度传感器，应布置在能探测到触发对象连续温升的位置，即电池侧面中心。

依据T/CNESA1007-2023中的规定，确定本测试的热失控触发判定条件：

a)触发对象出现电压降落，且下降值超过初始电压的25%；

b)监测点温度达到制造商规定的最高工作温度；

c)监测点的温升速率dT/dt≥3℃/s，且持续3s以上；

d)当a)和c)或者b)和c)同时发生时，判定电池单体发生热失控；

e)热失控发生过程及结束后1h内，如果发生射流冲击、起火和爆炸现象，试验应终止并判定为发生

热失控。

4

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应在热释放速率测量系统的燃烧室内布置试验，电池单体放置于集烟罩下方中心处,并在触

发电池安全阀上方3cm~5cm处放置点火装置。

记录电池安全阀打开和热失控时的测点温度及电池热释放速率曲线，并拍摄电池热失控全过

程，直至电池热失控现象完全结束；

热失控所产生的气体应在热释放速率测量系统的排烟管内测量。

0采用火焰离子化检测器测量排放气体中的碳氢化合物含量。

1采用傅里叶变换红外光谱仪或其他气体分析设备测量排放气体中的碳氢化合物及其他成分。

2试验进行3次，取安全阀打开和热失控的最高温度作为试验结果，取热释放速率和燃烧总释

放热量的最大值作为试验结果。

电池模块或电池簇试验方法

8.2.1一般要求

所有热失控试验均需要在有充分安全保护的环境条件下进行。试验人员需进行必要的培训，以确保

按照规定的安全规程进行操作。如果试验对象有附加主动保护线路或装置，应在试验前移除，确保无电

子部件或电池管理系统等。

8.2.2试验步骤

试验对象为电池模块或电池簇。

试验对象按7.2要求进行试验准备。

应在热释放速率测量系统的燃烧室内布置试验，电池模块或电池簇放置于集烟罩下方中心处。

依据T/CNESA1007-2023中的规定，按下列条件试验：

a)热失控触发方式：采用确定的热失控试验方法触发电池模块或电池簇热失控；

b)热失控触发对象：选择可实现热失控触发的电池单体作为热失控触发对象，其热失控产生的热量应

较容易传递至相邻电池单体，例如，选择电池模块内最靠近中心位置的电池单体，或被其他电池单

体包围且很难产生热辐射的电池单体；

加热触发热失控：使用GB/T36276中规定的加热装置，其表面应覆盖陶瓷、金属或绝缘层。

对于尺寸与电池单体相同的块状加热装置，可用该加热装置代替其中一个电池单体；对于尺寸比电池单

体小的块状加热装置，则可将其安装在电池模块中，并与触发对象的表面直接接触；对于薄膜加热装置，

则应将其紧贴在触发对象的表面；加热装置加热面积不应大于电池单体的表面积；将加热装置的加热面

与电池表面直接接触，加热装置的位置应与中规定的温度传感器的位置相对应；安装完成后，

应在24h内启动加热装置，以加热装置的最大功率对触发对象持续加热；加热装置的功率应符合表1

的规定；当发生热失控或者定义的监测点温度达到300℃时，停止加热；如果未发生热失控，

继续观察1h。

至少在电池模块或电池簇的每个电池表面中心处布置一个温度测点，布置位置参考图1。

采用中的热失控触发判定条件来判断触发对象及相邻电池单体是否发生热失控，从

而判断电池模块或电池簇是否发生热失控传播。

采用~3规定的试验方法，监测电池模块或电池簇测试期间排放的气体成分、

热释放速率以及总释放热量。

储能系统火灾当量

基于电池单体、电池模块和电池簇的热失控火灾蔓延实验可得到不同数量的电池发生火灾时的热

释放速率以及总释放热量，如表2所示。假设燃烧电池的数量为x，发生热失控火灾时释放的热量为y，

根据总释放热量与发生热失控电池数量的相关变化趋势，采用符合其变化趋势的函数模型进行数据拟

合，即可得到发生热失控火灾时释放的热量y与热失控电池数量x的函数模型如下：

�=�(�)············································································(1)

其中函数模型可能为对数型函数、线性函数、指数型函数模型，根据函数模型拟合相关度R2确定要

采用的函数模型。

5

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进一步确定储能系统中电池的数量，将确定的电池数量代入公式（1）中呈现的函数模型，得到储

能系统发生热失控时的总释放热量，将通过函数模型计算得到的总释放热量代入9.2.2中的火灾当量计

算公式，即可得到包含一定数量电池的储能系统火灾当量。

表2不同数量的电池发生热失控火灾的危险性参数表

电池数量18163264

热释放速率峰值/kW

总释放热量/kJ

9试验数据处理

热释放速率峰值和总释放热量

9.1.1热释放速率峰值

热释放速率峰值qpeak可由热失控试验中的热释放速率曲线得到。

9.1.2总释放热量

总释放热量按式（2）计算。

熄灭

�=∫�(�)��（2）

引燃

式中：

�引燃，�熄灭——分别为引燃和火焰熄灭的时间，单位为秒（s）；

q(t)——随时间变化的热释放速率，单位为千瓦（kW）;

Q——总释放热量，单位为千焦（kJ）。

标准化热释放速率和火灾当量

9.2.1标准化热释放速率峰值

标准化热释放速率峰值�̄peak按式（3）计算。

�̄=peak................................................................（3）

peak

式中：

qpeak——热释放速率峰值，单位为瓦（kW）；

S——电池总表面积，单位为平方米（m2）；

2

�̄peak——标准化热释放速率峰值，单位为瓦每平方米（kW/m）。

9.2.2火灾当量

火灾当量E按式（4）计算。

（）

�=4

正庚烷

式中：

Q——总释放热量，单位为千焦（kJ）;

�正庚烷——正庚烷燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/kg）;

E——火灾当量，单位为千克（kg）。

10火灾当量等级划分

锂离子电池储能系统不同层级热失控火灾当量等级划分宜根据电池标准化热释放速率峰值�̄peak和

火灾当量E综合确定，参见附录A进行分级，进一步依据火灾当量的等级，推荐灭火方式与策略。

6

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11试验报告

锂离子电池储能系统热失控火灾当量试验报告应包括下列内容：

a)试验基本信息：

1)试验日期和环境条件；

2)电池厂家名称和电池型号；

3)电池形状和尺寸大小，若是电池模组或电池簇，应注明电池模组内单体电池的数目及连接

方式，及各电池模组布置示意图、电池簇中电池模块的数量和布置方案；

4)电池额定容量和标称电压；

5)电池充放电参数和曲线；

b)试验结果主要内容：

1)触发电池热失控的方式；

2)随时间变化的热释放速率数据；

3)总释放热量；

4)随时间变化的电池温度；

5)标准化热释放速率峰值；

6)火灾当量；

7)抛掷物或释放气体的爆炸现象；

8)电池燃烧火焰位置、强度和持续时间；

9)电池是否发生爆炸

10)测试前后的电池质量及质量损失；

11)测试开始和结束后的照片；

12)试验视频。

c)试验结论。

1）不同层级的火灾当量等级；

2）推荐的灭火方式及策略

7

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附录A

（规范性）

锂离子电池火灾当量分级

依据锂离子电池火灾当量的等级，推荐使用如下灭火方式与策略，如图A.1和表A.1所示。

图A.1锂离子电池火灾当量等级划分矩阵图

表A.1推荐灭火方式与策略

序号火灾当量等级推荐灭火方式与策略

1Ⅲ、IV灭火、降温、防复燃

2Ⅱ灭火、降温、防复燃、抑爆

3Ⅰ灭火、降温、防复燃、抑爆、全方位应急处置

8

T/CNESAXXXX—XXXX

参考文献

[1]GB/T36276电力储能用锂离子电池

[2]GB/T51048电化学储能电站设计规范

[3]GB/T16172建筑材料热释放速率试验方法

[4]GB/T25207火灾试验表面制品的实体房间火试验方法

[5]T/CNESA1004锂离子电池火灾危险性通用试验方法

[6]T/CNESA1007-2023储能用锂离子电池系统火蔓延测试方法

[7]UL9540ATestMethodforEvaluatingThermalRunawayFirePropagationinBatteryEnergyStorage

Systems

9

锂离子电池储能系统热失控火灾当量

分级试验方法

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................................................................................................5

一、编制背景

电化学储能行业发展迅猛，已成为支撑构建新型电力系统的重要环节。其中,

锂离子电池凭借其能量密度高和循环性能好等优点被广泛应用于储能系统中。然

而，近年来由锂离子电池热失控引发的火灾爆炸事故频发，甚至在储能系统不同

层级间发生火灾蔓延、火灾跃迁等，其安全问题备受关注，已成为制约电化学储

能行业安全健康发展的主要痛点。因此，为突破锂离子电池储能系统热失控火灾

防控关键技术瓶颈，本文件从火灾当量的角度对锂离子电池储能系统热失控火灾

进行量化和分级，为锂离子电池储能系统分级分策灭火与应急处置方案的设计提

供理论指导和数据支撑。

由于锂离子电池尚属于一种较新的危险源，为确立一种锂离子电池储能系统

热失控火灾当量分级通用试验方法，实现测试仪器、测试方法和测量参数标准化，

特制定本文件，为今后开展锂离子电池储能系统火灾当量分级试验提供指导和依

据，助力电化学储能电站安全健康发展，推动国家新能源战略实施和“双碳”目

标的实现。

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—2020《标

准化工作导则第1部分》给出的规则编写。

本标准制定过程中参考的主要标准如下：

[1]GB/T36276电力储能用锂离子电池

[2]GB/T51048电化学储能电站设计规范

[3]GB/T16172建筑材料热释放速率试验方法

[4]GB/T25207火灾试验表面制品的实体房间火试验方法

[5]T/CNESA1004锂离子电池火灾危险性通用试验方法

[6]T/CNESA1007-2023储能用锂离子电池系统火蔓延测试方法

1

[7]UL9540ATestMethodforEvaluatingThermalRunawayFirePropagationinBattery

EnergyStorageSystems

本标准在调研已有的其他行业火灾当量分级及试验方法的基础上，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，使得标准内容及测试

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CNESA2023005。

标准牵头起草单位为中国科学技术大学，标准参编单位有南方电网调峰调频

发电有限公司、南方电网电力科技股份有限公司、应急管理部天津消防研究所等，

标准主要起草人有王青松、金凯强、宋来丰、陈满等。

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其他行业的火灾当量分级及试验方法；项目调研主

要调查现有储能电站和电池相关产业，重点调查电池在使用中存在的问题和安全

隐患。

（2）2022年3月-2022年8月，中国科学技术大学组织编制标准草案；2022

年8月24日，在中关村储能产业技术联盟组织了标准草案研讨会；2022年9月

-2023年3月，调研锂离子电池相关产业，完善标准草案。

（3）2023年3月20日，通过联盟审核正式立项。

（4）2023年8月28日，中关村储能产业技术联盟组织召开了线下研讨会，

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

理部天津消防研究所、中国科学技术大学、国轩高科、宁德时代、中航锂电、阳

光电源、安徽中科中涣等20多家单位近百名企业代表参与了会议，并对标准进

行了详细研讨。

2

（5）2023年9月-2024年3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3.9：标准化热释放速率，在规定的试验条件下，热释放速率除以

电池的总表面积标准化处理后的值。

条款说明：热释放速率是火灾工程领域评价材料燃烧特性和燃烧破坏力的最

重要参数之一。由于不同个体锂离子电池的材料和形状各异，因此引入标准化热

释放速率来评价锂离子电池火灾破坏力。

（2）条款3.10：火灾当量，衡量电池热失控火灾大小的参数，一般情况下

将电池燃烧释放的总热量等效为若干千克正庚烷燃烧释放的总热量。

条款说明：火灾当量是火灾安全领域评价材料燃烧特性和燃烧破坏力的最重

要参数之一。将火灾释放的总热量等效为若干质量的其他标准燃料燃烧释放的热

量来说明已发生的火灾规模。

（3）条款5：原理，本试验方法是在现有其他锂离子电池安全相关测试方法

的基础上，针对锂离子电池储能系统不同层级，依据热释放速率和总释放热量相

关参数，以正庚烷为基准，对锂离子电池热失控火灾进行当量分级，从而为锂离

子电池储能系统的分级分策灭火与应急处置设计提供理论指导和依据。

条款说明：本试验方法采用不同的触发方式触发电池发生热失控，开展储能

系统不同层级的火灾蔓延实验，确定不同层级电池簇火灾的总释放热量，进一步

以恒定燃烧热值的正庚烷为标准，得到不同尺度的火灾相当于多少质量的正庚烷

充分燃烧释放的热量，即火灾当量，基于不同层级电池簇火灾的火灾当量对锂离

子电池火灾进行当量分级。

（4）条款：在开始测试前至少进行完整充放电循环两次，充放电循

环结束后搁置1~8h，方可进行测试，最终测试时电池为满电状态。

条款说明：由于对所测试电池的实际应用环境不了解，为了保证每次测试结

果的一致性，在测试之前要对电池进行循环充放电，确保电池完好无损并处于满

电状态。

3

（5）条款：加热触发电池热失控方法：使用GB/T36276中规定的加

热装置，并且其表面应覆盖陶瓷、金属或绝缘层。加热装置的尺寸规格应不大于

电池单体的被加热面；将加热装置的加热面与电池单体表面直接接触，加热装置

的位置应与中规定的温度传感器的位置相对应；安装完成后，应在24h

内启动加热装置，以加热装置的最大功率对触发对象进行加热；加热装置的功率

要求见表1；当发生热失控或者定义的监测点温度达到300℃时，停止加

热；如果未发生热失控，继续观察1h。

条款说明：为了保证不同电池测试工况的一致性，在本条款中规定加热触发

电池热失控的方法，根据电池的表面积确定加热板的面积，根据电池的额定能量

确定加热板的功率；同时规定关闭加热板的条件，以确保在每组测试中出现同样

的现象关闭加热板。

（6）条款8.3：储能系统火灾当量，基于电池单体、电池模块和电池簇的热

失控火灾蔓延实验可得到不同数量的电池发生火灾时的热释放速率以及总释放

热量，如表2所示。假设燃烧电池的数量为x，发生热失控火灾时释放的热量为y，

根据总释放热量与发生热失控电池数量的相关变化趋势，采用符合其变化趋势的

函数模型进行数据拟合，即可得到发生热失控火灾时释放的热量y与热失控电池

数量x的函数模型如下：yfx()，其中函数模型可能为对数型函数、线性函数、

指数型函数模型，根据函数模型拟合相关度R2确定采用的函数模型。

进一步确定储能系统中电池的数量，将确定的电池数量代入函数模型，得到

储能系统发生热失控时的总释放热量，将通过函数模型计算得到的总释放热量代

入9.2.2中的火灾当量计算公式，即可得到包含一定数量电池的储能系统火灾当

量。

条款说明：开展全尺寸规模的电池簇火灾实验会消耗大量的人力、物力和财

力，在相关测试中不可能开展多次储能集装箱层级的热失控火灾蔓延实验测量相

关的危险性参数，因此本条款提出一种函数拟合的方式获取更大储能系统的火灾

当量。首先开展不同数量的电池热失控实验，得到若干组实验数据，根据实验数

据的变化趋势进行数据拟合，得到电池数量与火灾危险性参数（如热释放速率峰

值、总释放热量）的变化关系，进一步拓展到一般情况，计算储能系统中若干块

电池发生火灾时的火灾当量。

4

（7）条款9：试验数据处理

条款说明：本条款说明了对试验数据的处理方式，即通过计算可以获得热释

放速率峰值、总释放热量、火灾当量等。

（8）条款10：火灾当量等级划分

条款说明：本条款说明了如何通过测试的实验结果得到火灾等级，根据锂离

子电池火灾当量等级划分矩阵图（由标准化热释放速率峰值和火灾当量确定），

确定电池簇不同层级火灾蔓延的火灾当量，进一步依据火灾当量的等级，推荐灭

火方式与策略。

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。

5

T/CNESAXXXX—XXXX

目录

前言...........................................................................III

引言............................................................................IV

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

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

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

4符号、代号和缩略语...................................................................2

5原理.................................................................................2

6试验条件.............................................................................2

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

试验设备.........................................................................3

7试验准备.............................................................................3

7.1.1标准充电.....................................................................3

7.1.2工作状态确认.................................................................3

7.1.3预处理.......................................................................3

电池模块或电池簇试验准备.........................................................3

7.2.1工作状态确认.................................................................3

7.2.2预处理.......................................................................3

8试验方法.............................................................................4

电池单体试验方法.................................................................4

8.1.1一般要求.....................................................................4

8.1.2试验步骤.....................................................................4

电池模块或电池簇试验方法.........................................................5

8.2.1一般要求.....................................................................5

8.2.2试验步骤.....................................................................5

储能系统火灾当量.................................................................5

9试验数据处理.........................................................................6

热释放速率峰值和总释放热量.......................................................6

9.1.1热释放速率峰值...............................................................6

9.1.2总释放热量...................................................................6

标准化热释放速率和火灾当量.......................................................6

9.2.1标准化热释放速率峰值.........................................................6

9.2.2火灾当量.....................................................................6

10火灾当量等级划分....................................................................6

11试验报告............................................................................7

附录A（规范性）锂离子电池火灾当量分级..........................................8

I

T/CNESAXXXX—XXXX

参考文献.........................................................................9

II

T/CNESAXXXX—XXXX

锂离子电池储能系统热失控火灾当量分级试验方法

1范围

本文件规定了锂离子电池储能系统热失控火灾当量分级试验方法的术语、原理、试验条件、试验设

备、试验步骤、试验数据处理和试验报告要求。

本文件适用于最大直流电压不超过1500V(标称)的储能系统热失控火灾当量分级试验。

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/T36276电力储能用锂离子电池

GB/T51048电化学储能电站设计规范

GB/T16172建筑材料热释放速率试验方法

GB/T25207火灾试验表面制品的实体房间火试验方法

T/CNESA1004锂离子电池火灾危险性通用试验方法

T/CNESA1007-2023储能用锂离子电池系统火蔓延测试方法

UL9540ATestMethodforEvaluatingThermalRunawayFirePropagationinBatteryEnergy

StorageSystems

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

电池单体Cell

能够进行化学能和电能相互转换，实现充放电的基本单元，一般由正极、负极、隔膜、电解质和壳

体等组成。

电池模块Batterymodule

由电池单体采用串联、并联或串并联方式连接，且只有一对正负极输出端子的电池组合体。

电池簇Batterycluster

由电池模块采用串联、并联或串并联方式连接，与单台储能变流器连接，能独立进行充、放电的电

池系统。

储能系统Energystoragesystem

由电池簇、电池管理系统及与其相连的储能变流器、热管理系统、灭火系统等构成的系统。

锂离子电池火灾Lithiumionbatteryfire

在时间和空间上失去控制的锂离子电池发生燃烧的行为。

热失控Thermalrunaway

电池单体放热连锁反应引起电池温度不可控上升的现象。

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