车用锂离子电池系统热蔓延试验与机理研究

• 作者: 江发潮 章方树 徐成善 李成 王书洋 任毅 冯旭宁
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 锂离子电池 电池系统 热失控 电池安全 储能
• 年，卷（期）: 2021,（14）
• 所属期刊栏目: 特邀专栏
• 页码范围: 23-31
• 页数: 9页
• 分类号: TM912
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2021.14.023

摘要

动力电池的安全问题始终阻碍着电动汽车的推广,而热失控是安全问题的主因.锂离子电池在极端滥用条件下会发生热失控,同时热失控的能量会引发模组乃至系统的热蔓延.目前,单体热失控及模组热蔓延的机理被广泛研究,有关系统层级的热蔓延研究还较少.为研究电池系统热蔓延的机理,进行电池系统热蔓延试验.根据试验中系统热失控能量释放的剧烈程度,将电池系统热蔓延分为三个阶段:始发模组内热蔓延、模组间热蔓延和轰燃.此外,根据模组的不同受热情况,模组内热蔓延的规律可总结为顺序蔓延、同步蔓延和倒序蔓延三种模式.最终,结合蔓延表征结果和电池系统结构,发现液冷板对系统蔓延路径起到导引作用,以及当系统上盖破损后,电池热失控时会伴随着火焰,进而加速系统热蔓延过程,同时还验证了空气间隙对热蔓延的延缓作用.研究揭示了电池系统热蔓延的特征,为电池系统的安全性设计提供了依据.