GBT45415-2025纯电动汽车火灾缺陷分析方法-附录B表 B.1缺陷工程分析试验常用方法

方法类型

方法名称

方法原理

方法描述

零部件有损分析方法

绝热加速量热法(ARC）

通过对绝热条件下物质化学反应的时间－温度－压力等数据的测试,获取电池的热特性数据和曲线,评估电池的热稳定性和安全性

具体方法如下

   电池热失控测试,采用“加热－等待－搜索(HWS）”模式在绝热环境下加热电池,获取自产热起始温度、热失控起始温度等数据

   电池充放电产热特性测试,采用放热(Exotherm）模式在绝热环境下对电池进行充放电,计算电池的产热功率、产热量等热特性数据

零部件拆韶分析法

通过对故障零部件C如电机、电控、电池系统、高低压线束等）或同批次零部件的 拆韶、分析,识别零部件故障原因

主要包括

   红外光谱(FT－IR）／拉曼光谱(RAMAN）法,采用

FT－IR 或 RAMAN 检测方法对拆韶后电芯正负极材料、电韶液、隔膜等材料进行分析,对其官能团或分子结构缺陷进行分析

   扫描电子显微镜(SEM）法,检测电芯负极材料表面枝晶状、絮状、棒状、块状等特征析悝,可初步判断特定电池体系下的析悝程度 对隔膜和活性材料进行表面和截面的形貌分析,辅助 EDS进行区域形貌和元素成分、含量分析,判断电池过充和电韶液氧化分韶情况

   能量弥散 X 射线谱(EDS）法,对电芯拆后隔膜

或活性材料表面进行成分分析

   透射电子显微镜(TEM）法,通过加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,将样品内部材料晶格层级的微观结构呈现出来,可分析电池材料微观结构的变化。金属悝的晶体结构一般采用冷冻 TEM 进行分析 ,

X 射线衍射(XRD）法  分为原位 X 射线衍射和非

原位 X 射线衍射。原位 X 射线衍射通过充放电设备辅助,还原电池电芯内材料在整个充放电过程中真实状况,尤其是满电状态下的相变及结构稳定性变化情况 非原位X 射线衍射是在材料反应结束后或在特定阶段后进行测试。通过 X 射线衍射测试分析正负极材料结构和充放电过程中的相变

   金相分析法,对现场提取的金属件如铜、铝导线等部件,采集残留熔痕。可使用金相分析方法获取金属材料的晶粒尺寸、晶界分布、相组成等组织形态,观察金相试样中熔化区、熔化过渡区及导线基体等部位的显微组织特征,分析判定熔痕形成过程,初步判定故障件内部微观损伤、焊接缺陷、短路点和故障发生位置、失效致因等

   电感耦合等离子体光谱法（ICP）／原子吸收光谱法（AAS）法,采用ICP 或 AAS 检测分析法对拆韶后电池正负极材料、电韶液、隔膜等材料中的元素含量进行定量分析

   高低压线束拆韶分析法,可参考 GB／T16840.1开展

方法类型

方法名称

方法原理

方法描述

零部件 有损分析方法

加速老化试验法

根据不同的产品或零部件类型、工作原理、故障类别,通过设计环境、工况、充放电倍率、应力等合理的加速老化条件, 模拟长周期运行条件下待分析问题与产品安全／可靠性之间的映射关系

主要包括

   高低温老化测试法,将电池置千高温或低温条件下,模拟不同环境下的使用场景,通过充放电循环测试以达到加速电池老化的效果,充放电倍率老化测试法,设计合理的充电倍率通过反复充放电以达到加速电池老化的效果

系统性试验方法

故障注入试验方法

通过有意弓入故障或异常情况来测试系统在正常情况下的响应和稳定性的方法,从而模拟出系统在面对不同故障情况时的表现,帮助缺陷分析人员评估故障或异常的危害及风险程度

主要包括

   外部总线故障注入法,通 过在控制器局域网络

(CAN）总线的外部接口中改变信号传输线路中的数据、信号或链路物理结构来实现故障注入, 可分为物理层故障注入、电气层故障注入和协议 层故障注入

   基千探针的故障注入法,将故障注入探针与被注入器件管脚、管脚连线、电连接器弓脚相接触,通过改变管脚／弓脚输出信号或互连结构实现故障注入

   基千插拔式的故障注入法,在确保不会造成不可恢复性影响的前提下,对车辆内部以及电池系统元器件、电路板、导线、电缆等进行“拔出”或“插入”操作,以实现故障的注入

   软件故障注入法,将故障代码注入到受试设备H

标程序源代码中,注入后的源代码正确编译并下载到H标芯片,当程序运行并满足预定的触发条件时,注入的故障将被激活,主要针对外部软／硬件激励尤法设备或模拟的故障类型开展

   基千硬件预置缺陷的故障注入法,对千电池系统、高压连接器件等关键零部件,采用合适的方法预先在测试车辆或零部件中植入硬件缺陷,结合试验设计,完成故障注入,一般适用千焊接不良、采样线路干涉、电芯湍液等故障的注入

仿真分析方法

仿真分析方法通过建立被研究对象的模型,模拟和评估系统、事务 或流程,找到韶决原问题的方案

主要包括

   整车碰撞仿真法,对 实际工况建立碰撞仿真模型,通过仿真结果更方便观察碰撞过程中的零部件缺陷,便千分析因故障造成的安全事故

   电池包热扩散仿真法,对电池包建立热扩散仿真模型,基千仿真模型,观察热扩散的路径,分析识别电池包短路起火的缺陷位置,对该位置进行防护以有效规避问题

   整车消防火灾仿真法,通过分析不同起火位置的整车火焰／温度曼延规律,寻找整车发生事故导致起火的初始位置,识别车辆缺陷

   热电耦合仿真法,通过热电耦合仿真,模拟真实

车辆行驶或充电等工况下高压零部件缺陷导致电气安全事故。一般用千分析不合理的熔断器选型导致发生短路事故时尤法及时分断电路,或

仿真将生产工艺不合格导致的缺陷零部件应用千整车时弓起的安全事故等