基于comsol的软包锂电池热滥用失控蔓延分析

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      锂离子动力电池作为电动汽车的主流动力源，具有高比能量的特点。而目前汽车用动力电池多采用数量较多的小容量电池进行串并联成组以满足高能量的要求。这样，汽车动力电池系统的安全问题就不再仅仅是电池单体的安全问题，而是电池成组安全问题。近年发生的汽车动力电池事故，均是由于电池组中的某一个电池单体发生热失控后产生大量热，导致周围电池单体受热产生热失控。这样，电池组内的热失控蔓延问题就是电池成组安全问题的主要关注点。

 

      热失控的发生划分为三个阶段，自生热阶段（50℃-140℃），热失控阶段（140℃-约850℃），热失控终止阶段（850℃-常温），文献提供的隔膜大规模融化温度起始于140℃。

     如果周围有其他电芯，则在此阶段，通过把热量向周围传播，热失控可能向其他电芯蔓延。热量可能通过连接的导电件传导，也可能因为体积膨胀，原来保有间距的电芯，在此时已经彼此贴紧，电芯壳体之间直接传导热量。蔓延不能有效阻断，将产生整个电池模组爆炸燃烧风险。

     此次采用Comsol的PDE模块和固体传热，模拟了三颗、五颗软包电芯热失控蔓延实验，将电芯参数和热失控参数优化，使得探测温度与实验温度相一致，为后续研究各类型隔热材质和液冷做基础。

     以下是基础模型求解的温度结果和实验结果对比情况。

其中基础的热失控PDE方程建模视频可以参考这个链接，控制方程的基本原理一致。

https://www.jishulink.com/college/video/c16490