加熱條件下電池熱失控及其擴展特性研究.pdf

1、電池安全問題制約著電動汽車的廣泛應用。在極端工況下，電池體系內的材料可能會發(fā)生分解導致電池內部熱量集聚，引發(fā)熱失控。若此現象發(fā)生在模組內，熱量發(fā)生擴展會對周圍電池造成惡劣影響。因此，本文對上述現象的發(fā)生機理開展研究，以期對熱量阻隔技術提供數據和方法支撐，從而提高電動汽車的安全性。
　　本文以某電池廠18650鎳鈷錳鋰離子動力電池為研究對象，探究單體電池熱失控和電池模組熱失控擴展機制，開展工作如下:
　　首先，根據已有研究結果

2、對動力電池單體熱失控的內部機理進行理論分析，查閱資料獲得電池各部分材料的反應指前因子、活化能和分解反應熱等參數用于仿真計算。
　　其次，采用電加熱絲對單體電池進行加熱實驗，并對該電池分別建立了二維不分層和分層熱模型進行仿真分析，結果表明實驗和兩種建模方式所獲得的溫度曲線變化具有一致性，證明兩種仿真模型均具有可行性，采用不分層的建模方式可以減少計算量，同時保證仿真分析的準確度。
　　然后，建立帶有“M”型導流結構的3×3電池模

3、組熱模型，依次對各個電池進行編號，對電池之間的換熱量采用單獨計算（假設只存在熱傳導、對流換熱和輻射換熱中的某一種換熱方式）和綜合計算（包含三種換熱方式）的方法，探究電池模組內熱失控擴展機理。結果顯示單獨計算時，電池模組中各個電池的溫度均隨電池間距的增大而減小，不同換熱方式下，溫度最高的電池編號不同;綜合計算時電池8的溫度最高，電池8與電池5之間主要進行對流換熱;電池8溫度的升高受對流換熱的影響最大，熱傳導次之，輻射換熱最低。