新能源汽车作为解决能源危机和环境污染问题的重要途径，近年来得到了广泛的推广和应用。电池作为新能源汽车的核心部件，其安全性直接关系到车辆的运行安全和用户的生命财产安全。在实际使用过程中，电池可能会遭受各种意外冲击，如车辆碰撞、外物撞击等，因此开展电池重物冲击试验对于评估电池的安全性能具有重要意义。通过模拟真实场景中的冲击情况，深入了解电池在冲击载荷下的力学响应、热响应以及电性能变化，有助于发现电池设计和制造过程中的潜在安全隐患，从而为改进电池技术和提高电池安全性提供有力支持。

试验装置与材料

（一）试验装置

电池重物冲击试验机：锤头电动升降，自动定位冲击高度，设备具有钢化玻璃防爆观察窗，可安全观察内部测试情况。箱内提供照明装置，便于试验中观察样品状态。具备烟感和排烟系统，可将试验样品产生的烟雾排出。箱体四周为钢板+阻燃吸音棉，具备防爆泄压和阻燃降噪。具备安全门电磁锁开关，测试过程中无法打开屏蔽门，有效防止误伤。

设备型号：电池重物冲击试验机S-BI

落球重量： 9.1kg、10kg；

误差：±0.1kg

可测试电池最大尺寸：1000mm*400mm*300mm （长*宽*高）

冲击棒规格： 直径 15.8mm±0.1mm

材质：SUS316#不锈钢

冲击高度：0~1000mm可调；误差±1mm

冲击模式：:自动回位， 自动抓锤

控制方式：触摸屏

（二）实验设备主要功能

1、电池夹具：专门设计的电池夹具，在固定电池方面发挥着关键作用。它不仅能够确保电池在试验过程中被牢固固定，使冲击方向准确垂直于电池表面，还具备样品厚度自动补偿功能。该夹具采用了可自适应调节的结构设计，借助高精度的位移传感器和智能控制系统，当不同厚度的电池样品安装时，夹具能够自动检测样品厚度，并相应地调整内部结构，确保始终对电池提供稳定且合适的夹持力，避免因样品厚度差异导致的固定不牢或受力不均等问题。夹具材料选用高强度合金，经过特殊的热处理工艺，具备出色的强度与韧性，在冲击过程中自身不会发生变形或损坏，保障试验的顺利进行。

2、、烟雾检测系统：为及时察觉电池在冲击试验过程中可能出现的异常情况，试验装置配备了灵敏度极高的烟雾检测系统。该系统采用先进的光学烟雾传感器，能够在第一时间检测到试验区域内产生的极微量烟雾。一旦检测到烟雾，系统将立即触发警报，并向数据采集与控制系统发送信号，以便研究人员及时采取应对措施，防止可能出现的安全事故进一步恶化。

3、安全防护功能：整个试验装置被严密的安全防护装置所包围。防护装置采用高强度的透明防爆材料制作，既能够有效阻挡试验过程中可能飞溅出的电池碎片和其他杂物，保障试验人员的人身安全，又方便研究人员在试验过程中对电池状态进行直观观察。同时，试验装置还配备了完善的接地保护系统，以及针对电气设备的漏电保护、过载保护等多重安全保护机制，从多个方面确保试验过程的安全可靠。在试验操作区域，设置了紧急停止按钮，一旦出现紧急情况，试验人员可立即按下按钮，停止所有试验设备的运行，最大限度降低安全风险。

试验方法与流程

（一）试验方法

根据相关标准和研究需求，确定采用不同质量的重物从不同高度进行自由落体冲击电池的方法。通过改变重物质量和下落高度，模拟不同严重程度的冲击工况。具体设置了三组试验条件，分别为：重物质量 5kg，下落高度 0.5m；重物质量 8kg，下落高度 0.8m；重物质量 10kg，下落高度 1m。每组试验重复进行三次，以确保试验结果的可靠性和重复性。

（二）试验流程

1. 电池准备：将预处理后的电池安装在电池夹具上，确保安装牢固且冲击位置准确。
2. 设备调试：检查冲击试验机、温度监测系统、电压电流监测系统等设备的工作状态，确保设备正常运行。设置好数据采集参数，包括采样频率、采集时长等。
3. 冲击试验：将选定质量的重物提升至预定高度，然后释放重物使其自由落体冲击电池。在冲击过程中，实时采集力、位移、温度、电压和电流等数据。
4. 结果记录与分析：冲击试验结束后，停止数据采集，对采集到的数据进行整理和分析。观察电池外观是否有变形、破裂、漏液等现象，记录电池在冲击后的开路电压、容量等性能参数，并与冲击前的数据进行对比，分析电池在冲击载荷下的性能变化规律。

试验结果与分析

（一）电池外观变化

（二）温度变化分析

（三）电压电流变化分析

（四）失效模式分析

通过北京沃华慧通测控技术有限公司本次电池重物冲击试验，深入研究了新能源汽车电池在冲击载荷下的性能变化和失效模式。结果表明，冲击能量对电池的安全性和性能具有显著影响，随着冲击能量的增加，电池外壳变形破裂风险增大，内部温度升高，电性能下降明显，甚至可能引发热失控等严重安全问题。

基于试验结果，为提高新能源汽车电池的安全性，在电池设计阶段应优化电池外壳结构和材料，增强其抗冲击能力；同时，改进电池内部结构和隔膜材料，降低内部短路的风险。在未来的研究中，慧通测控可以进一步开展不同类型电池的对比冲击试验，深入探究电池材料、结构与抗冲击性能之间的关系，为电池安全标准的完善和提升提供更丰富的理论和实践依据。此外，结合数值模拟技术，建立准确的电池冲击模型，对电池在复杂冲击工况下的响应进行预测和分析，将有助于更高效地指导电池的设计和优化。