star-ccm+新能源汽车电池热失控仿真

热失控：电池组的热释放

l电池在热力或机械故障、短路或超充/过放时会出现热失控现象，导致电池单体过热。在高温下，电池单体材料可能开始发生自发热反应分解，导致自加热行为。当电池单体的自加热速率超过了向周围环境散热的速率时，电池温度呈指数增长，电池结构可能破裂，并释放剩余的热能和电化学能量到周围环境中。

l分解的自发热反应以高速大量产生热量和气体，导致电池单体内部温度和压力几乎瞬间增加。大多数电池都内置了安全排气机制。在热失控时，电池的固体部分会释放热量。

lSTAR-CCM 提供了热失控热释放模型，用于预测电池单体在热失控过程中固体部分所释放的热量。该模型需要实验数据输入，即电池单体的自加热速率与电池单体温度的关系。这些数据通常通过进行加速速率量热计（ARC）测试来获得。在STAR-CCM 中，这些数据以表格的形式导入。

电池由32个模组组成，每个模拟由12个电芯组成，在相邻两个模组之间设置了隔热板，试图阻止相邻两个模组之间的传热。模拟对一个模组进行加热，模组中的第一个电芯单体旁通过施加600瓦的热源而过热。当电池单体的温度超过156°C时，触发热失控，并激活热失控热释放模型。在仿真过程中，热失控通过对流和传导传播到电池组中的其他电池单体。

结果分析

第一个模组失控，引发第二个模组失控，现有模组之间的隔热未能阻止失控模组往正常模组的传热，模组之间的隔热需要进行改进设计。