《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)測(cè)量方法》編制說(shuō)明

《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)測(cè)量方法》

編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來(lái)源

《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)測(cè)量方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)。文

件號(hào)中汽學(xué)函【2021】218號(hào)，任務(wù)號(hào)為2021-57。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車聯(lián)盟提

出，清華大學(xué)、上海理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司、中創(chuàng)新

航科技集團(tuán)股份有限公司、合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司、北京理工大學(xué)、中國(guó)人民警察大

學(xué)、廣汽埃安新能源汽車股份有限公司、清華大學(xué)蘇州汽車研究院（吳江）、昆山清安能源科技

有限公司、中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司、中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、北京新能源汽車

股份有限公司、蘇州智鋰物聯(lián)科技有限公司、深藍(lán)汽車科技有限公司、廣州小鵬汽車科技有限

公司、力神（青島）新能源有限公司、江蘇中興派能電池股份有限公司、榮盛盟固利新能源科

技股份有限公司、蘇州瑪瑞柯測(cè)試科技有限公司、中國(guó)第一汽車集團(tuán)有限公司等單位聯(lián)合起草。

1.2編制背景與目標(biāo)

隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的大幅度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)新能源汽車保有量將超過(guò)汽車

總保有量的50%。由于電池成本的大幅度下降，純電動(dòng)汽車已經(jīng)成為新能源汽車的主體。目前，

在新能源汽車保有量上升到百萬(wàn)輛數(shù)量級(jí)時(shí)，每年發(fā)生的新能源汽車起火事件高達(dá)千余起，其

中21年官方數(shù)據(jù)為3000余起。新能源汽車的安全問(wèn)題引發(fā)全社會(huì)范圍的關(guān)注，也成為制約行

業(yè)和企業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

目前解決動(dòng)力電池安全問(wèn)題的手段主要是通過(guò)模型仿真，來(lái)驗(yàn)證電池系統(tǒng)抵抗單體電池?zé)?/p>

失效的能力，電池系統(tǒng)的熱管理及安全模型仿真可以極大的降低電池系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期、成本以

及提高效率。目前，國(guó)內(nèi)外普遍利用多物理場(chǎng)耦合模型開(kāi)展動(dòng)力電池?zé)崾Э禺a(chǎn)熱-傳熱-煙氣流

動(dòng)換熱等多場(chǎng)耦合仿真，來(lái)指導(dǎo)電池系統(tǒng)熱安全防護(hù)設(shè)計(jì)。以及利用熱仿真軟件開(kāi)展電池系統(tǒng)

熱管理仿真，并優(yōu)化熱管理方案等。但上述仿真均需要輸入動(dòng)力電池精確的熱物性參數(shù)。精確、

可重復(fù)地測(cè)量電池?zé)崽匦詤?shù)，對(duì)電池系統(tǒng)的熱管理優(yōu)化和熱安全防護(hù)設(shè)計(jì)等具有重要意義

因此期望通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)，解決動(dòng)力電池?zé)嵛镄詤?shù)測(cè)量的問(wèn)題。用以輸入到動(dòng)力電池仿真模

型中，進(jìn)行電池系統(tǒng)的熱管理優(yōu)化設(shè)計(jì)和熱安全防護(hù)設(shè)計(jì)等。

1.3主要工作過(guò)程

1.3.1預(yù)研階段

2021年7月，啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作，初步提出三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制內(nèi)容與方向。

1

1.3.2立項(xiàng)階段

2021年11月按《中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（CSAE）制修訂管理辦法》有關(guān)規(guī)定通過(guò)立項(xiàng)審

查，確立鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э睾蜔崽匦詤?shù)測(cè)量方法兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制任務(wù)。

1.3.3征求意見(jiàn)階段（含征求意見(jiàn)時(shí)間及意見(jiàn)處理情況的說(shuō)明）

2021年11月到22年3月份進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的試驗(yàn)操作及驗(yàn)證工作；2022年4月-5月，

牽頭單位組織核心起草單位完成了標(biāo)準(zhǔn)大綱及初稿；2022年6月，籌建了標(biāo)準(zhǔn)工作組，并在工

作組內(nèi)部開(kāi)展了第一輪征求意見(jiàn)，共收集到17家參與單位的近200多條建議及改進(jìn)意見(jiàn)；2022

年10月，根據(jù)第一輪征求意見(jiàn)，召開(kāi)第一次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)（線上），會(huì)上對(duì)兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)初稿進(jìn)行起

草組內(nèi)部第一次集中討論與內(nèi)容修改，并在會(huì)上收取了相關(guān)意見(jiàn)與建議，完善了兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)初稿；

2023年1月，面向更廣泛的動(dòng)力電池及電動(dòng)汽車企業(yè)開(kāi)展了第二輪意見(jiàn)征求討論會(huì)，會(huì)上收到

來(lái)自參加討論單位的30多條意見(jiàn)、建議；2023年4月，完成了對(duì)新增意見(jiàn)的處理與確認(rèn)，并完

善了面向社會(huì)征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明，并根據(jù)學(xué)會(huì)及聯(lián)盟要求提交審核；2023年7月，根據(jù)學(xué)

會(huì)及聯(lián)盟意見(jiàn)修改完善征求意見(jiàn)稿和編制說(shuō)明，通過(guò)后在學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)公開(kāi)征求社會(huì)意見(jiàn)。

2023年8月，通過(guò)汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)面向社會(huì)開(kāi)展了第三輪征求意見(jiàn)，標(biāo)準(zhǔn)共收到了來(lái)自

三家單位的43條意見(jiàn)建議，其中采納41條，部分采納0條，未采納2條。2023年9月，對(duì)第

三輪征求意見(jiàn)進(jìn)行了第三次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)（線上），并針對(duì)收集的意見(jiàn)和建議，修改并形成了兩

項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)送審稿和編制說(shuō)明。

1.3.4審查階段（含審查結(jié)果及意見(jiàn)處理）

2023年11月30日，標(biāo)準(zhǔn)參加了中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)2023年度第四次標(biāo)準(zhǔn)系列審查會(huì)議，

會(huì)上來(lái)自行業(yè)的8位專家針對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)提出了15條建議和意見(jiàn)，一致同意本標(biāo)準(zhǔn)送審。會(huì)后牽

頭單位及標(biāo)準(zhǔn)起草組認(rèn)真總結(jié)專家建議，采納上述15條意見(jiàn)，未采納0條。

1.3.5報(bào)批階段

2024年1月，提交中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)報(bào)批。

1.4主要起草人、單位及承擔(dān)工作

姓名單位承擔(dān)工作

馮旭寧清華大學(xué)主要起草、檢查、修改標(biāo)準(zhǔn)文件

主要起草標(biāo)準(zhǔn)文件，組織征求意見(jiàn)以及提交

金昌勇清華大學(xué)

材料

主要指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)文件修改，規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化文

程蕊中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)

件內(nèi)容

2

盧蘭光清華大學(xué)主要檢查、修改標(biāo)準(zhǔn)文件

徐成善清華大學(xué)主要檢查、修改標(biāo)準(zhǔn)文件

鄭岳久上海理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論

熊瑞北京理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見(jiàn)

楊瑞鑫北京理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見(jiàn)

王晨旭北京理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見(jiàn)

王青松中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論等工作

梅文昕中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論等工作

蘇州智鋰物聯(lián)科技

李立國(guó)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見(jiàn)

有限公司

孫躍東上海理工大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)討論，完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

何鵬林參與標(biāo)準(zhǔn)討論，完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

化研究院

中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

徐思文雨參與標(biāo)準(zhǔn)討論，完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

化研究院

王淮斌中國(guó)人民警察大學(xué)參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論等工作

合肥國(guó)軒高科動(dòng)力

王萍標(biāo)準(zhǔn)討論，反饋標(biāo)準(zhǔn)意見(jiàn)，標(biāo)準(zhǔn)化修改

能源有限公司

中國(guó)汽車技術(shù)研究

王芳參與標(biāo)準(zhǔn)討論，完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

中心有限公司

中國(guó)汽車技術(shù)研究

馬天翼標(biāo)準(zhǔn)討論，反饋標(biāo)準(zhǔn)意見(jiàn)，標(biāo)準(zhǔn)化修改

中心有限公司

參與標(biāo)準(zhǔn)起草、修訂、迎審工作。針對(duì)熱電

深藍(lán)汽車科技有限

楊輝前偶布置、設(shè)備參數(shù)設(shè)備等提出多項(xiàng)優(yōu)化意見(jiàn)

公司

并被采納。

中創(chuàng)新航科技集團(tuán)

楊聚平參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見(jiàn)

股份有限公司

中創(chuàng)新航科技集團(tuán)

蔣述康參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見(jiàn)

股份有限公司

王清泉廣汽埃安新能源汽提供測(cè)試樣件,配合進(jìn)行測(cè)試工作,參與標(biāo)準(zhǔn)

3

車股份有限公司建立討論和相關(guān)工作

江蘇中興派能電池

吳正能參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見(jiàn)

股份有限公司

江蘇中興派能電池

黃艷陽(yáng)參與標(biāo)準(zhǔn)撰寫與修改討論，反饋征求意見(jiàn)

股份有限公司

廣汽埃安新能源汽提供測(cè)試樣件,配合進(jìn)行測(cè)試工作,參與標(biāo)準(zhǔn)

高振宇

車股份有限公司建立討論和相關(guān)工作

合肥國(guó)軒高科動(dòng)力

陸大班標(biāo)準(zhǔn)討論，反饋標(biāo)準(zhǔn)意見(jiàn)

能源有限公司

力神（青島）新能討論熱失控絕熱量熱測(cè)試方法的具體實(shí)施步

周培俊

源有限公司驟，提供數(shù)據(jù)支持。

力神（青島）新能討論熱失控絕熱量熱測(cè)試方法的具體實(shí)施步

史金濤

源有限公司驟，提供數(shù)據(jù)支持。

蘇州瑪瑞柯測(cè)試科鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э亟^熱量熱測(cè)試方法

薛鋼

技有限公司驗(yàn)證工作

榮盛盟固利新能源

吳寧寧編寫標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法的驗(yàn)證工作

科技股份有限公司

榮盛盟固利新能源

劉正耀編寫標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法的驗(yàn)證工作

科技股份有限公司

中國(guó)汽車工程研究

張亞明參與標(biāo)準(zhǔn)討論與完善

院股份有限公司

中國(guó)汽車工程研究

趙志偉參與標(biāo)準(zhǔn)討論與完善

院股份有限公司

清華大學(xué)蘇州汽車

董金聰標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研分析，草案編制和修訂

研究院（吳江）

清華大學(xué)蘇州汽車

趙慶良測(cè)試方法制定與驗(yàn)證工作

研究院（吳江）

全程參與標(biāo)準(zhǔn)起草、修訂、迎審工作。針對(duì)

深藍(lán)汽車科技有限

劉中憲熱電偶布置、設(shè)備參數(shù)設(shè)備等提出多項(xiàng)優(yōu)化

公司

意見(jiàn)并被采納。

4

廣州小鵬汽車科技協(xié)助工作組籌建,參與兩輪標(biāo)準(zhǔn)討論,協(xié)助完

仲亮

有限公司成征求意見(jiàn)修改稿

廣州小鵬汽車科技參與兩輪標(biāo)準(zhǔn)討論,協(xié)助完成征求意見(jiàn)修改

從長(zhǎng)杰

有限公司稿

蘇州智鋰物聯(lián)科技

李可心參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見(jiàn)

有限公司

北京新能源汽車股

袁文靜參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見(jiàn)

份有限公司

北京新能源汽車股

黃榮參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見(jiàn)

份有限公司

中國(guó)第一汽車集團(tuán)

王書洋參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見(jiàn)

有限公司

昆山清安能源科技

鄭思奇參與標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的討論，反饋征求意見(jiàn)

有限公司

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容

2.1標(biāo)準(zhǔn)制定原則

國(guó)外的電池安全測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有ISO12405-2、IEC62660-2、IEC62660-3、SAEJ2929、

UL1624及UL2580等，主要面向熱濫用、電濫用及機(jī)械濫用情況下鋰電池是否發(fā)生冒煙、起

火、爆炸等現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)范，在動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)測(cè)量方面，尚未見(jiàn)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)。在與國(guó)內(nèi)

外動(dòng)力蓄電池廠商和整車制造商開(kāi)展項(xiàng)目合作的過(guò)程中，牽頭單位充分了解到國(guó)內(nèi)外相關(guān)單位

急需在熱模型仿真過(guò)程中對(duì)動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)的精確測(cè)量方法。結(jié)合牽頭單位在動(dòng)力蓄電

池?zé)岚踩I(lǐng)域多年的科學(xué)研究和豐富的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，與相關(guān)合作起草單位一起提出并研制了《鋰

離子動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)測(cè)量方法》。

考慮測(cè)量便利性與科學(xué)性，熱特性參數(shù)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)選擇利用絕熱量熱儀的高精度絕熱追蹤功

能來(lái)測(cè)量電池極芯的熱特性，以及使用商業(yè)有限元分析軟件開(kāi)展導(dǎo)熱系數(shù)的高精度辨識(shí)。

2.1.1通用性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的鋰電池?zé)嵛镄詤?shù)測(cè)試方法適用于方殼電池、軟包電池等鋰離子電池，且具

有可重復(fù)標(biāo)定，低成本，裝置體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和影響因素充分考慮的特點(diǎn)。

2.1.2指導(dǎo)性原則

5

通過(guò)精確測(cè)量鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)，為電池系統(tǒng)熱安全建模提供輸入數(shù)據(jù)，指導(dǎo)

電池系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)。

2.1.3協(xié)調(diào)性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的方法與目前使用的方法協(xié)調(diào)統(tǒng)一、互不交叉。僅作為一種更便捷、精確度更

高、更高效的方法對(duì)目前使用的方法進(jìn)行補(bǔ)充。

2.1.4兼容性原則

本標(biāo)準(zhǔn)提出的鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)測(cè)試方法同樣適用于其他領(lǐng)域及其他用途的鋰

離子電池如儲(chǔ)能電池、消費(fèi)類產(chǎn)品電池（手機(jī)、電腦）、其他運(yùn)載工具電池（輪船、飛機(jī)

等），兼容性高。

2.1.5規(guī)范性原則

本文件按照GB1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)

定進(jìn)行編制。

2.2標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)正文共分為8章，后4章是附錄A-附錄D。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋰離子動(dòng)力蓄電池單體熱特

性參數(shù)測(cè)量，包括鋰離子動(dòng)力蓄電池極芯的比熱容和不同方向上的導(dǎo)熱系數(shù)。內(nèi)容包括范圍、

規(guī)范性引用文件、術(shù)語(yǔ)和定義、符號(hào)和縮略語(yǔ)、測(cè)試條件、測(cè)試準(zhǔn)備、比熱容測(cè)試方法、導(dǎo)熱系

數(shù)測(cè)試方法、附錄A動(dòng)力蓄電池拆解流程示例、附錄B比熱容測(cè)試結(jié)果示例、附錄C導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)化

辨識(shí)示例和附錄D比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試結(jié)果記錄表。

2.3關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題說(shuō)明

本標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試對(duì)象為鋰離子動(dòng)力蓄電池的極芯，對(duì)軟包電池?zé)o需額外操作，對(duì)方殼電池和圓

柱電池需要先將極芯拆出并重新封裝成軟包結(jié)構(gòu)，為了便于實(shí)驗(yàn)人員實(shí)踐本標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)在附

錄中對(duì)方殼電池和圓柱電池的拆解流程進(jìn)行了說(shuō)明。

圖1比熱容測(cè)試樣品設(shè)置示意圖

本標(biāo)準(zhǔn)使用與極芯大面面積相等的薄膜加熱片作為加熱源，并置于兩塊卷芯中間，其次在

卷芯內(nèi)側(cè)大面的幾何中心位置布置熱電偶，并用耐高溫膠帶固定熱電偶。隨后將兩塊卷芯合攏

對(duì)齊，并在兩塊卷芯的外表面中心位置粘貼熱電偶。將準(zhǔn)備好的極芯放置在ARC腔體中的支架

上，并在一個(gè)極芯的外側(cè)大面中心布置安裝ARC主熱電偶，并將ARC的工作模式設(shè)置為絕熱模

6

式，將加熱器連接至直流電源，將熱電偶接至數(shù)據(jù)采集儀。將試驗(yàn)樣品加熱至60℃時(shí)（不超過(guò)

75℃）停止加熱片加熱，并收集熱電偶溫度數(shù)據(jù)，以計(jì)算比熱容大小。

圖2比熱容測(cè)試連接示意圖

對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，需在兩塊用鋁塑膜重新封裝的極芯中心位置粘貼加熱片，且在加熱片

與極芯表面之間涂抹導(dǎo)熱硅脂，使熱接觸充分、減小測(cè)試誤差。在兩塊極芯外側(cè)面與加熱片對(duì)

應(yīng)的位置粘貼熱電偶，并在長(zhǎng)度方向上每間隔2cm左右粘貼一個(gè)熱電偶，粘貼不少于三個(gè)熱電

偶，記錄各個(gè)位置的溫度響應(yīng)曲線。將加熱器連接至直流電源，熱電偶連接至數(shù)據(jù)采集儀。然

后開(kāi)啟加熱器電源，并記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)最高溫升達(dá)到60℃（最大不超過(guò)75℃）即可停止試驗(yàn)。

圖3導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試設(shè)置示意圖

2.4標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

比熱容測(cè)試是在ARC提供的絕熱環(huán)境中采用大小與被測(cè)電池極芯一致的薄膜型加熱器對(duì)電

池極芯進(jìn)行加熱。由于在絕熱環(huán)境下，極芯與外界沒(méi)有熱交換，可近似認(rèn)為加熱片產(chǎn)生的所有

的熱量均被極芯吸收。通過(guò)監(jiān)測(cè)極芯溫度隨加熱時(shí)間的變化可獲得電池極芯的比熱容參數(shù)。極

芯的比熱容可用公式（1）進(jìn)行計(jì)算。

Pt

Cp（1）

MTcore

式中：

Cp——比熱容，單位為焦耳每千克每開(kāi)爾文（J/（kg·K））；

P——加熱器功率，單位為瓦（W）；

7

Mcore——極芯總質(zhì)量，單位為kg；

注：下標(biāo)core代表電池極芯；

ΔT——溫升，單位為攝氏度（℃）；

t——時(shí)間，單位為秒（s）；

試驗(yàn)后，取布置的三個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，得到如圖4的比熱容測(cè)試的時(shí)間-溫度曲線。根據(jù)

式（1），計(jì)算溫度曲線代表的比熱容值并求平均值，則可以得到電池極芯的比熱容Cp。

圖4比熱容測(cè)試的時(shí)間-溫度曲線（示例）

導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試是對(duì)極芯進(jìn)行局部加熱，通過(guò)不同位置的溫度響應(yīng)差異，計(jì)算獲得相應(yīng)方向

的導(dǎo)熱系數(shù)，極芯受加熱后的溫度分布符合傳熱基本公式，如公式（2）所示。

dTTTT

coreVCqpxyz（2）

dtxxyyzz

式中：

ρcore——電池極芯的密度，單位為千克每立方米（kg/m^3）；

Cp——電池極芯的熱容，單位為焦耳每千克每開(kāi)爾文（J/（kg·K））；

qV——熱源產(chǎn)熱功率，單位為瓦每立方米（W/m^3）；

λx——電池在x方向上的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦特每米每開(kāi)爾文（W/m·K）

λy——電池在y方向上的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦特每米每開(kāi)爾文（W/m·K）

λz——電池在z方向上的導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦特每米每開(kāi)爾文（W/m·K）

其中，λx=λy為極芯展向上的導(dǎo)熱系數(shù)，λz為極芯徑向上的導(dǎo)熱系數(shù)。

基于以上理論，在仿真軟件中建立三維幾何模型，選擇固體傳熱物理場(chǎng)，設(shè)置加熱片為熱

8

源，并設(shè)置相同的加熱功率，在模型中相同位置設(shè)置溫度探針，如圖C.1所示。模擬加熱片加

熱極芯并傳熱的過(guò)程，根據(jù)極芯材料特性參數(shù)（比熱容、密度）和尺寸，可對(duì)極芯x、y、z方

向的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，并計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相對(duì)應(yīng)的位置的溫度。

圖5COMSOL軟件中固體建模示意圖

在仿真軟件的優(yōu)化模塊中，選擇優(yōu)化方法進(jìn)行仿真。定義所有溫度點(diǎn)的仿真和試驗(yàn)之差的

累加值為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)?，優(yōu)化目標(biāo)是使得該函數(shù)數(shù)值最小，具體的計(jì)算公式如下式（3）所示。

nt12

YUT（3）

i1jj

t0j

式中：n——試驗(yàn)中布置的熱電偶數(shù)量；

t0——仿真中的起始時(shí)間，單位為s；

t1——仿真中的終止時(shí)間，單位為s；

∈j——權(quán)重系數(shù)，在該模型中，權(quán)重系數(shù)選為1；

Uj——仿真溫度，單位為℃；

Tj——試驗(yàn)溫度，單位為℃。

基于以上理論，在Comsol中優(yōu)化可得到的不同位置溫度曲線結(jié)果，如圖6所示，圖中各個(gè)

溫度位置的試驗(yàn)曲線和仿真曲線基本重合，并輸出優(yōu)化之后的各方向上的導(dǎo)熱系數(shù)。

圖6仿真溫度與實(shí)驗(yàn)溫度對(duì)比及導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)化結(jié)果（示例）

9

2.5標(biāo)準(zhǔn)工作基礎(chǔ)

編寫組牽頭單位是清華大學(xué)歐陽(yáng)明高院士團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)深耕動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э貦C(jī)理、測(cè)試、

防護(hù)技術(shù)多年，具備完整的動(dòng)力蓄電池?zé)崾Э販y(cè)試設(shè)備和技術(shù)基礎(chǔ)。自項(xiàng)目開(kāi)展以來(lái)，牽頭單

位清華大學(xué)已與國(guó)內(nèi)外知名鋰離子電池生產(chǎn)廠家與電動(dòng)汽車公司在鋰電池?zé)岚踩抡娼：蜔?/p>

物性測(cè)試方面開(kāi)展廣泛、深入的合作，完成了數(shù)十款鋰離子動(dòng)力蓄電池與電池系統(tǒng)的熱管理建

模與熱安全仿真建模，如圖所示。本標(biāo)準(zhǔn)具有一定的先進(jìn)性、通用性、科學(xué)性和可操作性。

圖7.牽頭單位清華大學(xué)在電池?zé)岚踩Ｅc熱特性測(cè)試項(xiàng)目合作單位

三、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析

編寫組牽頭單位清華大學(xué)具備完整的鋰離子動(dòng)力電池?zé)崽匦詼y(cè)試能力。清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)自

2018年起，開(kāi)展動(dòng)力電池?zé)崾Э亍崧臃抡娼Ｑ芯?，電池本身的熱物性參?shù)測(cè)試方法，依

據(jù)的就是本標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的動(dòng)力電池?zé)崽匦詼y(cè)試方法，測(cè)得的熱物性參數(shù)輸入到模型當(dāng)中具有極

佳的仿真精度，Ansys中國(guó)（安似科技上海有限公司）給牽頭單位清華大學(xué)開(kāi)具的電池系統(tǒng)熱失

控?zé)崧幽Ｐ蛨?bào)告中提到“開(kāi)展了電池系統(tǒng)熱失控蔓延模型方法的測(cè)試驗(yàn)證，模型計(jì)算精度與

實(shí)驗(yàn)對(duì)比吻合度為95%以上”，如圖8所示。

10

圖8.Ansys中國(guó)開(kāi)具的電池系統(tǒng)熱失控蔓延模型用戶報(bào)告

四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

本標(biāo)準(zhǔn)的部分條款可能涉及到款7.3中的相關(guān)專利的使用，目前專利“鋰離子電池模組傳

熱熱阻測(cè)試方法和系統(tǒng)”已授權(quán)，專利授權(quán)號(hào)為ZL201911242284.4，專利持有人為清華大學(xué)。

該專利持有人已向本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)承諾，他愿意同任何申請(qǐng)人在合理且無(wú)歧視的條款和

條件下，就專利授權(quán)許可進(jìn)行談判。該專利持有人的聲明已在本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)備案。

五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用的情況

本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，實(shí)現(xiàn)了鋰離子動(dòng)力電池?zé)嵛镄詤?shù)的測(cè)量。準(zhǔn)確性高，試驗(yàn)時(shí)間短，同時(shí)

避免了電芯材料，形狀，容量等參數(shù)的影響。精確、可重復(fù)地測(cè)量電池?zé)崽匦詤?shù)對(duì)熱管理建

模與熱安全仿真建模具有重要意義，可以極大的降低電池系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期與成本。

六、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國(guó)際、國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，國(guó)內(nèi)外關(guān)鍵

指標(biāo)對(duì)比分析或與測(cè)試的國(guó)外樣品、樣機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情況

尚無(wú)。

七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)

11

調(diào)性

本標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)和相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的要求，與現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

相協(xié)調(diào)。

八、重大分歧意見(jiàn)的處理經(jīng)過(guò)和依據(jù)

尚無(wú)。

九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說(shuō)明

本標(biāo)準(zhǔn)為中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，屬于團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，供學(xué)會(huì)會(huì)員和社會(huì)自愿使用。

十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

嚴(yán)格按照本標(biāo)準(zhǔn)提出的試驗(yàn)方法對(duì)動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)進(jìn)行測(cè)量，對(duì)試驗(yàn)人員進(jìn)行理論

學(xué)習(xí)和操作培訓(xùn)，保證檢測(cè)方法操作的準(zhǔn)確性。

十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無(wú)。

十二、其他應(yīng)予說(shuō)明的事項(xiàng)

無(wú)。

標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2023年1月30日

12

《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)測(cè)量方法》

編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來(lái)源

《鋰離子動(dòng)力蓄電池?zé)崽匦詤?shù)測(cè)量方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)。文

件號(hào)中汽學(xué)函【2021】218號(hào)，任務(wù)號(hào)為2021-57。本標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車聯(lián)盟提

出，清華大學(xué)、上海理工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司、中創(chuàng)新

航科技集團(tuán)股份有限公司、合肥國(guó)軒高科動(dòng)力能源有限公司、北京理工大學(xué)、中國(guó)人民警察大

學(xué)、廣汽埃安新能源汽車股份有限公司、清華大學(xué)蘇州汽車研究院（吳江）、昆山清安能源科技

有限公司、中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司、中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、北京新能源汽車

股份有限公司、蘇州智鋰物聯(lián)科技有限公司、深藍(lán)汽車科技有限公司、廣州小鵬汽車科技有限

公司、力神（青島）新能源有限公司、江蘇中興派能電池股份有限公司、榮盛盟固利新能源科

技股份有限公司、蘇州瑪瑞柯測(cè)試科技有限公司、中國(guó)第一汽車集團(tuán)有限公司等單位聯(lián)合起草。

1.2編制背景與目標(biāo)

隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的大幅度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2030年，我國(guó)新能源汽車保有量將超過(guò)汽車

總保有量的50%。由于電池成本的大幅度下降，純電動(dòng)汽車已經(jīng)成為新能源汽車的主體。目前，

在新能源汽車保有量上升到百萬(wàn)輛數(shù)量級(jí)時(shí)，每年發(fā)生的新能源汽車起火事件高達(dá)千余起，其

中21年官方數(shù)據(jù)為3000余起。新能源汽車的安全問(wèn)題引發(fā)全社會(huì)范圍的關(guān)注，也成為制約行

業(yè)和企業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。

目前解決動(dòng)力電池安全問(wèn)題的手段主要是通過(guò)模型仿真，來(lái)驗(yàn)證電池系統(tǒng)抵抗單體電池?zé)?/p>

失效的能力，電池系統(tǒng)的熱管理及安全模型仿真可以極大的降低電池系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期、成本以

及提高效率。目前，國(guó)內(nèi)外普遍利用多物理場(chǎng)耦合模型開(kāi)展動(dòng)力電池?zé)崾Э禺a(chǎn)熱-傳熱-煙氣流

動(dòng)換熱等多場(chǎng)耦合仿真，來(lái)指導(dǎo)電池系統(tǒng)熱安全防護(hù)設(shè)計(jì)。以及利用熱仿真軟件開(kāi)展電池系統(tǒng)

熱管理仿真，并優(yōu)化熱管理方案等。但上述仿真均需要輸入動(dòng)力電池精確的熱物性參數(shù)。精確、

可重復(fù)地測(cè)量電池?zé)崽匦詤?shù)，對(duì)電池系統(tǒng)的熱管理優(yōu)化和熱安全防護(hù)設(shè)計(jì)等具有重要意義

因此期望通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)，解決動(dòng)力電池?zé)嵛镄詤?shù)測(cè)量的問(wèn)題。用以輸入到動(dòng)力電池仿真模

型中，進(jìn)行電池系統(tǒng)的熱管理優(yōu)化設(shè)計(jì)和熱安全防護(hù)設(shè)計(jì)等。

1.3主要工作過(guò)程

1.3.1預(yù)研階段

2021年7月，啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)研工作，初步提出三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)研制內(nèi)容與方向。