新能源电池的热安全性能直接关系到电动汽车、储能电站等终端产品的运行安全,而精准、实时的温度监测是热安全评估的核心环节。传统接触式测温方法存在破坏电池结构、响应滞后等局限,难以满足复杂工况下的评估需求。德图 testo 红外测温仪凭借非接触测温、高精度响应、宽量程适配等技术优势,为新能源电池热安全评估提供了全新解决方案。本文结合电芯、模组及系统级评估场景,探索其具体应用路径与实践价值。
一、新能源电池热安全评估的核心场景与测温需求
新能源电池热安全评估需覆盖 “电芯 - 模组 - pack - 系统" 全层级,涉及充放电循环、高温存储、热失控触发等多类工况,不同场景对测温技术提出差异化需求:
电芯级评估:需捕捉极耳、壳体等关键部位的微区温度变化,测温精度要求 ±0.5℃以内,响应时间不超过 100ms,以识别局部过热隐患;
模组级评估:需同步监测多电芯间的温度一致性,要求测温设备具备多点监测或区域测温能力,可直观呈现温度梯度分布;
系统级评估:需适应 - 40℃至 1200℃的宽温测量范围,既能捕捉正常运行时的低温升,也能耐受热失控后的高温环境,且具备抗电磁干扰能力。
德图 testo 系列红外测温仪(如 testo 885 高精度红外测温仪、testo 890 热像仪等)通过模块化设计与性能优化,可精准匹配上述多场景需求。
二、德图 testo 红外测温仪的技术适配性分析
德图 testo 红外测温仪的核心技术特性与新能源电池热安全评估需求形成高度契合,主要体现在三方面:
高精度与高响应性:以 testo 885 为例,其光学分辨率达 12:1,测温精度为 ±1% 或 ±1℃(取较大值),响应时间仅 50ms,可精准捕捉电芯充放电过程中 0.1℃级的温度波动,避免因滞后性遗漏瞬时过热信号;
宽量程与环境适应性: testo 890 热像仪的测温范围覆盖 - 20℃至 1500℃,搭配高温滤镜可扩展至 3000℃,能全程监测电池从正常运行到热失控的温度变化;同时设备具备 IP54 防护等级,可在湿度 85% 以下、粉尘浓度 0.5mg/m³ 以内的实验室环境稳定工作;
智能数据联动能力:部分型号支持通过蓝牙或 USB 连接至电脑、数据采集仪,实现温度数据与电压、电流等参数的同步记录,搭配 testo DataControl 软件可自动生成温度曲线与热成像报告,为评估分析提供完整数据链。
三、多场景应用实践与操作要点
(一)电芯热特性基础评估
在电芯充放电热特性测试中,采用 testo 885 红外测温仪搭配三脚架固定,将测温探头对准电芯极耳与壳体中心位置,设置发射率为 0.9(电池壳体常规 emissivity 值),采样频率设为 10Hz。测试时同步记录不同充放电倍率(0.5C、1C、2C)下的温度变化,当检测到极耳温度较壳体温度高 5℃以上时,判定为存在局部散热不良风险。某三元锂电池测试中,通过该方法成功识别出 1.5C 充电时极耳过热问题,为极耳结构优化提供了数据支撑。
(二)模组温度一致性监测
针对 16 串 2 并锂电池模组,采用 testo 890 热像仪进行面阵测温。将热像仪置于模组正前方 0.8m 处,调整焦距使模组画面占比达 80%,设置测温范围为 20℃-80℃, emissivity 统一设为 0.85。在 1C 循环充放电测试中,通过热成像图可清晰观察到模组边缘电芯温度比中心电芯高 3.2℃,结合气流模拟分析,确定为散热风道设计不均导致,据此优化风道结构后,温度差缩小至 1.5℃以内。
(三)热失控预警与过程追踪
在热失控触发测试中,采用 testo 890 搭配高温防护套,在安全距离 1.5m 处对电池 pack 进行实时监测。当电池因针刺触发热失控时,热像仪精准捕捉到温度从初始 65℃骤升至 780℃的全过程,记录到热失控蔓延速度为 0.8s / 电芯,且通过温度梯度分析发现 pack 角落为热失控起始点。该数据为 pack 隔热层优化及热失控预警算法开发提供了关键参数。
四、应用优势与数据价值转化
相较于传统测温手段,德图 testo 红外测温仪在新能源电池热安全评估中展现出显著优势:
非接触无干扰:无需与电池表面接触,避免破坏电芯密封性或影响热传导路径,尤其适用于软包电芯等脆弱结构的测试;
全域可视化:热像仪型号可实现温度场直观呈现,相比单点接触式测温,能更全面识别 “热点" 分布与温度梯度,减少评估盲区;
全生命周期适配:从电芯研发、模组集成到系统验证的全流程均可应用,实现热安全数据的纵向对比与积累。
这些优势带来的核心价值在于,将温度数据转化为可落地的优化方案 —— 某动力电池企业通过 testo 设备积累的 500 + 组电芯热特性数据,建立了热安全评估数据库,使新产品热失控预警时间从原来的 2s 提升至 5s,电池循环寿命测试效率提升 40%。
五、应用注意事项与优化方向
(一)关键操作注意事项
emissivity 校准:不同电池外壳材质(铝壳、钢壳、塑料壳)的发射率差异较大,需通过标准黑体炉预先校准,避免因 emissivity 设置偏差导致测温误差超过 2℃;
环境干扰规避:测试时需远离强红外光源(如阳光直射、加热灯),在高温高湿环境下需为设备加装防护罩,防止水汽凝结影响测量精度;
距离与角度控制:根据设备光学分辨率调整测试距离(如 testo 885 测量直径 10mm 的电芯时,距离需控制在 0.12m 以内),测温角度尽量垂直于电池表面,偏差不超过 30°。
(二)未来应用优化方向
多参数融合监测:探索 testo 红外测温仪与电压采集模块、气体传感器的联动方案,实现 “温度 - 电压 - 气体" 多维度热安全评估;
AI 智能分析集成:将热成像数据与 AI 算法结合,开发自动识别 “热点"、预测热失控风险的智能分析系统,提升评估自动化水平;
特殊环境适配升级:针对高海拔、强振动等特殊应用场景,联合德图技术团队开发定制化防护套件与校准方案,拓展设备应用边界。
六、结语
德图 testo 红外测温仪以其精准、高效、灵活的技术特性,在新能源电池热安全评估的全链条中发挥着不可替代的作用,从基础的温度监测升级为热安全风险的 “预判者" 与优化方案的 “数据源"。随着新能源电池向高能量密度、长寿命方向发展,需进一步深化仪器与评估场景的适配性,通过技术融合与数据挖掘,为电池热安全性能的持续提升提供更有力的支撑。
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