相變材料熱管理下鋰離子動力電池?zé)崾Э貍鞑ミ^程數(shù)值分析.pdf

1、中國日益嚴(yán)重的環(huán)境問題和能源危機(jī)向快速發(fā)展的傳統(tǒng)汽車工業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。清潔高效的新能源汽車提供了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的有效解決途徑，日益受到人們的關(guān)注。隨著新能源汽車普及率的提高，關(guān)于車載動力電池的安全性問題層出不窮，嚴(yán)重阻礙了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
　　動力電池的安全性問題主要來自熱失控引發(fā)的高溫、燃燒和爆炸。圍繞鋰離子電池的熱失控問題，本文進(jìn)行了一系列的研究。分析了鋰離子電池?zé)崾Э氐臋C(jī)理。綜合考慮電池內(nèi)部副反應(yīng)和短路電流，建立

2、了鋰離子電池?zé)崾Э啬Ｐ?。針對針刺、高溫?zé)釣E用和ARC熱箱測試三種熱失控觸發(fā)方式，進(jìn)行了數(shù)值模擬。對三種熱失控過程中電池溫度、副反應(yīng)放熱率隨時間的演化過程進(jìn)行了詳細(xì)的探究并分析了不同的放熱副反應(yīng)與溫度的關(guān)系?；诟褡覤oltzmann方法，建立了相變材料相變傳熱模型。耦合熱失控模型，對相變材料熱管理條件下的熱失控傳播過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了不同組分的復(fù)合相變材料對熱失控傳播過程的影響。
　　研究結(jié)果表明，針刺引發(fā)的熱失控過程是最為

3、劇烈的熱失控過程。針刺、高溫?zé)釣E用和ARC熱箱測試三種觸發(fā)方式下，電池首次出現(xiàn)溫度快速升高分別是由于內(nèi)短路放熱、電解液分解產(chǎn)熱、內(nèi)短路放熱。研究結(jié)果還表明隔膜的耐高溫性能和電解液熱穩(wěn)定性對電池?zé)崾Э剡^程影響最大。通過對熱失控傳播過程的分析，發(fā)現(xiàn)在相變材料熱管理條件下，熱失控具有“局部性”的特點，相變材料能夠保護(hù)模組內(nèi)的電池不受熱失控產(chǎn)生的高溫的影響。相比于復(fù)合相變材料，純石蠟由于具有較低的導(dǎo)熱率和較高的相變潛熱和比熱容，對熱失控的傳播具