相變材料熱管理下鋰離子動力電池熱失控傳播過程數(shù)值分析.pdf

1、中國日益嚴重的環(huán)境問題和能源危機向快速發(fā)展的傳統(tǒng)汽車工業(yè)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。清潔高效的新能源汽車提供了應對這一挑戰(zhàn)的有效解決途徑，日益受到人們的關注。隨著新能源汽車普及率的提高，關于車載動力電池的安全性問題層出不窮，嚴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，本文進行了一系列的研究。分析了鋰離子電池熱失控的機理。綜合考慮電池內(nèi)部副反應和短路電流，建立

2、了鋰離子電池熱失控模型。針對針刺、高溫熱濫用和ARC熱箱測試三種熱失控觸發(fā)方式，進行了數(shù)值模擬。對三種熱失控過程中電池溫度、副反應放熱率隨時間的演化過程進行了詳細的探究并分析了不同的放熱副反應與溫度的關系?；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行了數(shù)值模擬，分析了不同組分的復合相變材料對熱失控傳播過程的影響。
　　研究結果表明，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、高溫熱濫用和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。研究結果還表明隔膜的耐高溫性能和電解液熱穩(wěn)定性對電池熱失控過程影響最大。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。相比于復合相變材料，純石蠟由于具有較低的導熱率和較高的相變潛熱和比熱容，對熱失控的傳播具